光引發(fā)劑研究和應(yīng)用

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1、2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用一、引發(fā)劑及其種類1.偶氮類引發(fā)劑(azoinitiators)2.有機過氧類引發(fā)劑(peroxideinitiator)⒊無機過氧類引發(fā)劑(inorganicinitiator)4.氧化-還原引發(fā)劑(oxidize-reductioninitiator)二、引發(fā)劑分解動力學(dynamics)⒈引發(fā)劑的濃度和時間的定量關(guān)系⒉引發(fā)劑分解速率常數(shù)kd與溫度的關(guān)系三、引發(fā)劑的引發(fā)效率(initiatorefficiency)⒈籠蔽效應(yīng)(cageeffect)⒉誘導分解(induc

2、eddecomposition)四、引發(fā)劑的選用原則⒈根據(jù)聚合實施方法選擇引發(fā)劑種類⒉根據(jù)聚合溫度選擇分解活化能適當?shù)囊l(fā)劑⒊根據(jù)聚合周期選擇半衰期適當?shù)囊l(fā)劑⒋根據(jù)聚合物的使用場合選擇引發(fā)劑1引發(fā)劑是產(chǎn)生自由基聚合反應(yīng)活性中心的物質(zhì)。它不僅是影響聚合反應(yīng)速率的重要因素，而且是影響聚合物相對分子質(zhì)量的重要因素。因此,對引發(fā)劑的種類、引發(fā)劑分解動力學、引發(fā)劑的引發(fā)效率和引發(fā)劑的選用原則等問題應(yīng)作深入了解。一、引發(fā)劑(initiator)及其種類含有弱鍵的化合物,它們在熱的作用下,共價鍵均裂而產(chǎn)生自由基的物質(zhì),稱為引發(fā)劑。在一

3、般自由基聚合體系中,聚合溫度為40℃～100℃。作為引發(fā)劑的物質(zhì)，其鍵能（分解活化能Ed）必須在105～190(kJ/mol)，多以125～150(kJ/mol)。因此，自由基聚合的引發(fā)劑主要是偶氮類化合物和過氧類化合物。引發(fā)劑可以分為四類。2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用2物理化學性質(zhì)：白色柱狀結(jié)晶，不溶于水，溶于有機溶劑，室溫下比較穩(wěn)定，可在純粹狀態(tài)貯存。在80℃～90℃急劇分解，100℃有爆炸著火的危險，有一定的毒性。屬于油溶性引發(fā)劑。油溶性引發(fā)劑,適用于本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。特點：分解均勻,只

4、產(chǎn)生一種自由基,無其它副反應(yīng),分解速率較低,屬于低活性引發(fā)劑。1.偶氮類引發(fā)劑(azoinitiators)偶氮類引發(fā)劑中主要是偶氮二異丁腈和偶氮二異庚腈。⑴偶氮二異丁腈(ABIN)2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用3相對分子質(zhì)量248.36，分解活化能Ed=121.3kJ/mol。物理化學性質(zhì)：易燃、易爆，在室溫30℃中15天即可分解失效，因此必須貯存于10℃以下的電冰箱中，不便運輸，不便在實驗室中應(yīng)用。屬于油溶性引發(fā)劑。偶氮類引發(fā)劑適用于本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。特點：分解速率高，屬于高活性引發(fā)劑。(2

5、)偶氮二異庚腈(ABVN)2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用42.有機過氧類引發(fā)劑(peroxideinitiator)把過氧化氫HOOH看作是有機過氧類引發(fā)劑的母體，其中一個H原子被有機基團取代：R-OOH稱為氫過氧類引發(fā)劑。若其中兩個H原子都被有機基團取代：R-OO-R過氧化二酰類、過氧化二烷基類和過氧化二酯類引發(fā)劑。⑴氫過氧類引發(fā)劑氫過氧類引發(fā)劑中主要有氫過氧化異丙苯、氫過氧化特丁基和氫過氧化對孟烷。氫過氧化異丙苯的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用5氫過氧類引發(fā)劑溶于水，屬

6、于水溶性引發(fā)劑，一般用于乳液聚合和水溶液聚合。氫過氧化特（叔）丁基的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式氫過氧化對孟烷的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用6相對分子質(zhì)量242，分解活化能Ed=124.3kJ/mol。物理化學性質(zhì)：白色粉末,干品極不穩(wěn)定,加熱時易引起爆炸,不溶于水,溶于有機溶劑,屬于油溶性引發(fā)劑。貯存時加20%～30%的水。特點：分解速率較慢，屬于低活性引發(fā)劑，⑵過氧化二酰類引發(fā)劑該類引發(fā)劑有過氧化二苯甲酰和過氧化十二酰等。過氧化二苯甲酰(BPO)的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式2.4引發(fā)劑(initiat

7、or)及其引發(fā)作用7屬于油溶性、低活性引發(fā)劑。過氧化十二酰（LPO）的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用⑶過氧化二烷基類引發(fā)劑過氧化二烷基類引發(fā)劑主要有過氧化二特丁基和過氧化二異丙苯。適用于本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。8屬于油溶性、低活性引發(fā)劑。過氧化二特丁基的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用過氧化二異丙苯的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式適用于本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。9高活性引發(fā)劑，分解速率快，可提高聚合速率，縮短聚合周期。但貯存和精制時需注意安全，使用時避光、不能

8、加熱，貯存時需配成溶液，貯存于10℃以下的電冰箱中。實驗室中一般不用。過氧化二碳酸二異丙酯（IPP）的結(jié)構(gòu)式與分解反應(yīng)式2.4引發(fā)劑(initiator)及其引發(fā)作用適用于本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。⑷過氧化二酯類引發(fā)劑屬于油溶性高活性引發(fā)劑。10⒊無機過氧類引發(fā)劑(inorganicinitiato