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紫外光固化技术作为环境友好的“绿色技术”,在涂料、光致抗蚀剂和印刷版材等领域都有十分广阔的应用前景。紫外光固化技术按光固化机理可分为自由基光固化和阳离子光固化。乙烯基醚类化合物是一类可进行阳离子光聚合的化合物,并且具有聚合速度快、无臭、无毒,附着力好等优点。因此国内外针对阳离子体系的研究很多都围绕乙烯基醚类化合物进行。本论文设计合成了一系列乙烯基醚化合物,并研究了其在计算机直接制版材料中的应用。
研究工作的第一部分:用氨基甲酸酯法合成了可阳离子聚合和可阳离子-自由基混杂聚合的两大类共七种乙烯基醚化合物,该法反应条件温和、转化率高、适合工业批量生产。合成的乙烯基醚化合物包括三种可阳离子聚合的化合物,分别是2,4-[二-(4’-乙烯氧基丁基)氨基甲酸酯]-甲苯(DVE-1)、1-[4’-(乙烯氧基丁基)氨基甲酸酯甲基]-5-[4’-(乙烯氧基丁基)氨基甲酸酯]-1,3,3-三甲基环己烷(DVE-2)和三乙烯氧基氨基甲酸酯-HDI三聚体(TVE)和四种可阳离子-自由基混杂聚合的化合物,分别是2-[(2’-甲基丙烯酸乙基酯)氨基甲酸酯]-4-[(4’-乙烯氧基丁基)氨基甲酸酯]-甲苯(HVE-1)、1-[(2’-甲基丙烯酸乙基酯)氨基甲酸酯]-5-[(4’-乙烯氧基丁基)氨基甲酸酯]-1,3,3-三甲基环己烷(HVE-2)、2-[(2’-丙烯酸乙基酯)氨基甲酸酯]-4-[(4’-乙烯氧基丁基)氨基甲酸酯]-甲苯(HVE-3)、1-[(2’-丙烯酸乙基酯)氨基甲酸酯]-5-[(4’-乙烯氧基丁基)氨基甲酸酯]-1,3,3-三甲基环己烷(HVE-4),并且通过红外对其进行了表征。接着通过实时红外检测了这七种化合物的光聚合性能。结果表明,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主体结构的化合物(包括DVE-2、HVE-2和HVE-4)比以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)为主体结构的化合物(包括DVE-1、HVE-1和HVE-3)聚合速率要快;三官能度的化合物TVE的聚合速率比双官能度化合物的慢;光引发剂的最佳引发浓度为2%质量浓度,低于最佳浓度时,化合物的双键转化率随引发剂浓度升高而升高,而超过最佳浓度时,化合物的双键转化率不会显著增加甚至会降低。
研究工作的第二部分:把以上七种乙烯基醚化合物应用在紫激光CTP版材光敏层中,通过一系列配方实验,筛选出了与它们匹配的成膜树脂、光引发体系以及染料,确定了各组分的最优比例,现在已得到性能较好的紫激光CTP版材的实验室原型。
本论文的研究,为自主研发的405nm高感度紫激光CTP版材的产业化奠定了基础。