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紫外光聚合技术由于其高效、节能、环保、适应性广等优点被广泛应用于涂料、印刷、油墨等领域。紫外光聚合技术目前有自由基聚合体系和阳离子聚合体系,其中,阳离子聚合体系具有不受氧阻聚、固化后体积收缩小、涂层的附着力强等优点,可水显影的光聚合体系由于其环境相容性好、对人体刺激小等适应绿色化学的特点而备受关注。本论文针对可水显影的绿色胶印版的需求,设计并合成了高效磺酸肟酯类阳离子光引发剂和具有亲水性的低聚物树脂,考察了阳离子光引发剂的产酸效率及其光聚合动力学性能,研究了亲水性低聚物树脂共聚的影响因素和溶解性,考察了它们构成的水性阳离子光聚合体系的成像性能,获得了一种可水显影的胶印版。
本论文第一部分:合成了四种非离子型的磺酸肟酯类光引发剂,分别是(5-甲基磺酸酯亚胺-5H-噻吩-2-亚胺)-苯乙腈(P-1)、(4-甲基磺酸酯亚胺-环己醇-2,5-二亚乙胺基)-(2-苯基)-乙腈(P-2)、(4-对甲基苯磺酸酯亚胺-环己醇-2,5-二亚乙基胺基)-(2-苯基)-乙腈(P-3)、(4-对甲基磺酸酯亚胺-环己醇-2,5-二亚乙基胺基)-(2-甲氧基苯基)-乙腈(P-4),利用1HNMR表征了产物结构,并对其热稳定性、紫外吸收特性、产酸效率进行了研究,最后利用实时红外考察了四种光引发剂的光聚合性能。结果表明:这四种光引发剂具有良好的热稳定性,在365nm、405nm和深紫外区(DUV,248nm)都有很好的紫外可见光吸收;中间体含有噻吩环的P-1具有优于含有苯环的P-2、P-3、P-4的产酸效率,并且具有良好的引发阳离子单体聚合性能。密度泛函理论研究从分子水平上对噻吩环及苯环对光引发剂产酸率的影响给予了充分合理的解释。
本论文第二部分:设计并合成了三个系列的适合于阳离子光聚合体系的亲水性低聚物树脂,分别是异氰酸酯乙烯基醚化合物改性的聚甲基丙烯酸羟乙酯的HI系列、含羟基的丙烯酸酯与含乙烯基醚的丙烯酸酯共聚的HV系列和N-乙烯吡咯烷酮与含乙烯基醚的丙烯酸酯共聚的NV系列。利用红外光谱确认了它们的结构,并考察了这三种亲水性低聚物的水溶性、油溶性和光聚合性能。结果表明:其中NV系列低聚物树脂兼有良好的水溶性和油溶性,能够满足水显影胶印版材光敏层显影性和反应活性的双重要求。
本论文第三部分:把合成的磺酸肟酯类阳离子光引发剂P-1和亲水性低聚物树脂NV以及单体、染料等配制成感光组合物,涂布在电解氧化的铝基版上得到水显影胶印版,通过碘镓灯曝光、纯水显影,研究了版的成像性能。通过调整各组分间的比例,最终在曝光能量为150mJ/cm2时,得到了清晰的成像。