光聚合物

光敏聚合物或光活化树脂是一种聚合物，当暴露于光时会改变其特性，通常在电磁波谱的紫外线或可见光区域。 这些变化通常在结构上表现出来，例如材料硬化是由于暴露在光线下时发生交联。 下面显示了一个示例，描述了单体、低聚物和光引发剂的混合物，它们通过称为固化的过程形成硬化的聚合物材料。

各种技术上有用的应用都依赖于光聚合物； 例如，一些搪瓷和清漆依赖于光敏聚合物配方，以便在曝光时适当硬化。 在某些情况下，搪瓷在光照下可在几分之一秒内固化，而热固化搪瓷则需要半小时或更长时间。 可固化材料广泛用于医疗、印刷和光刻胶技术。

聚合物亚基已经拥有的发色团可以在内部诱导结构和化学性质的变化，或者通过添加光敏分子在外部诱导。 通常，光聚合物由多官能单体和低聚物的混合物组成，以实现所需的物理性能，因此已开发出多种单体和低聚物，它们可以在光存在下通过内部或外部引发进行聚合。 光聚物经历称为固化的过程，其中低聚物在暴露于光时交联，形成所谓的网络聚合物。 光固化的结果是形成聚合物的热固性网络。 光固化的优点之一是它可以选择性地使用高能量光源来完成，但是，大多数系统不容易被光激活，在这种情况下需要光引发剂。 光引发剂是在光辐射下分解成活性物质的化合物，活性物质激活低聚物上特定官能团的聚合。 下面显示了暴露在光线下会发生交联的混合物示例。 该混合物由单体苯乙烯和低聚丙烯酸酯组成。

最常见的是，光聚合系统通常通过紫外线辐射固化，因为紫外线的能量更高。 然而，基于染料的光引发剂系统的发展允许使用可见光，具有处理更简单和更安全的潜在优势。 在过去的几十年中，工业过程中的紫外线固化已xxx扩展。 许多传统的热固化和溶剂型技术可以被光聚合技术所取代。 与热固化聚合相比，光聚合的优势包括更高的聚合速率和消除挥发性有机溶剂带来的环境效益。

光引发有两种一般途径：自由基和离子。 一般过程包括用少量光引发剂掺杂一批纯聚合物，然后进行选择性光辐射，从而产生高度交联的产品。 许多这些反应不需要溶剂，除了降低总成本外，还通过引发剂与溶剂和杂质的反应消除了终止路径。

在离子固化过程中，离子光引发剂用于激活将要参与交联的低聚物的官能团。 通常，光聚合是一个非常有选择性的过程，聚合只在需要的地方发生是至关重要的。 为了满足这一点，液态纯低聚物可以掺杂阴离子或阳离子光引发剂，这些光引发剂仅在用光照射时才会引发聚合。

用于阳离子光聚合的单体或官能团包括：苯乙烯化合物、乙烯基醚、N-乙烯基咔唑、内酯、内酰胺、环醚、环缩醛和环硅氧烷。 大多数离子光引发剂属于阳离子类； 阴离子光引发剂的研究要少得多。 有几类阳离子引发剂，包括鎓盐、有机金属化合物和吡啶盐。 如前所述，用于光聚合的光引发剂的缺点之一是它们倾向于在短紫外线区域吸收。 在更长波长区域吸收的光敏剂或发色团可用于通过能量转移激发光引发剂。 对这些类型系统的其他改进是自由基辅助阳离子聚合。 在这种情况下，自由基由溶液中的另一种物质形成，它与光引发剂反应以开始聚合。