超支化大分子光引发剂的合成与表征

论文摘要

针对目前使用的小分子光引发剂所存在的相容性差、表面迁移性和挥发性的问题,以新型大分子光引发剂的研制为主要目标展开研究。鉴于超支化聚合物所具有的低粘度、无链缠结和良好的溶解性等特点,本文将小分子光引发剂键接到超支化聚合物上,制备了三种新型的超支化大分子光引发剂。以丙烯酸甲酯和二乙醇胺为原料,甲醇作溶剂,通过Michael加成反应合成了AB2型（A、B分别代表不同的化学结构单元）单体N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯（MB）。采用IR、MS、EA等方法对合成产物进行了确证。实验确定了适宜的反应条件为:丙烯酸甲酯和二乙醇胺的量之比为1.05:1,反应温度为35℃,反应时间为4h。以三羟甲基丙烷为核,与MB反应,用“准一步法”合成了三代超支化聚（胺-酯）HPEA-1、HPEA-2、HPEA-3。采用IR、1H-NMR、GPC等方法对产物结构与相对分子质量进行了表征与分析。实验获得优化反应条件为:反应温度120℃,催化剂对甲苯磺酸用量0.5wt%,HPAE-1、HPAE-2与HPAE-3的合成反应时间分别为2.5h、5.0h和7.5h。将所得超支化聚（胺-酯）用丁二酸酐改性,获得端羧基超支化聚合物,再利用端羧基与小分子光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮（HMPP）上的羟基进行酯化反应,制得三种超支化大分子光引发剂HPAE-1-SA-HMPP、HPAE-2-SA-HMPP和HPAE-3-SA-HMPP。对合成条件进行了实验考察,确定了适宜的合成反应条件。采用IR、1H-NMR、DSC-TGA、UV-vis、等方法对超支化大分子光引发剂的结构与性能进行了表征。三种超支化大分子光引发剂HPAE-1-SA-HMPP、HPAE-2-SA-HMPP和HPAE-3-SA-HMPP的UV最大吸收峰分别为328nm、329nm和325nm,相对HMPP的最大吸收峰（320nm）稍有红移。荧光分析表明,超支化大分子光引发剂在400m与500nm附近处有荧光发生,与HMPP相比在400hm附近激发波长向长波移动。将所合成的超支化大分子光引发剂引发三甲醇丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）聚合,结果表明,超支化大分子光引发剂的引发效率略低于HMPP。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 光化学原理
• 1.2 光引发剂引发反应机理
• 1.2.1 裂解反应机理
• 1.2.2 分子间（内）的夺氢反应机理
• 1.2.3 游离型引发反应机理
• 1.2.4 三重态能量转移反应机理
• 1.3 光引发剂的类型
• 1.3.1 自由基型光引发剂
• 1.3.2 阳离子光引发剂
• 1.4 光引发剂的发展趋势
• 1.4.1 大分子光引发剂
• 1.4.2 水基光引发剂
• 1.4.3 可见光引发剂
• 1.4.4 可聚合光引发剂
• 1.4.5 三元或多元光引发剂体系
• 1.5 课题研究目的和主要内容
• 第二章 N，N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯的合成
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品与仪器
• 2.2.2 合成实验
• 2.2.3 测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 合成原理
• 2.3.2 反应条件的优化
• 2.2.3 N，N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯的红外光谱
• 2.3.4 质谱分析
• 2.3.5 元素分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 超支化聚（胺-酯）的合成
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验药品与仪器
• 3.1.2 合成实验
• 3.1.3 测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 合成原理
• 3.2.2 合成条件的优化
• 3.2.3 红外表征
• 1H-NMR图分析'>3.2.4¹H-NMR图分析
• 3.2.5 分子量的测定
• 3.2.6 不同代数超支化聚合物的轻值测定
• 3.2.7 不同代超支化聚（胺-酯）粘度与温度的关系
• 3.3 本章小结
• 第四章 超支化大分子光引发剂的合成与表征
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验药品
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 酸值的测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 丁二酸酐改性超支化聚（胺-酯）反应条件的探讨
• 4.2.2 超支化大分子光引发剂合成反应条件的探讨
• 4.2.3 HPAE-SA-HMPP红外分析
• 1H-NMR分析'>4.2.4 HPAE-1-SA-HMPP的¹H-NMR分析
• 4.2.5 黏度的测定
• 4.2.6 DSC-TGA分析
• 4.2.7 紫外光谱分析
• 4.2.8 荧光分析
• 4.2.9 大分子光引发剂引发TMPTA的研究
• 4.2.10 超支化大分子光引发剂裂解机理
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录