光引发剂TPO的引发特点

在UV固化配方中，三苯基氧化膦衍生物(TPO)是一种被广泛使用的光引发剂，其在UV照射下所产生的膦酰基自由基比苯基酮自由基的活性更高，因此其对于聚合反应的引发也更高效。TPO类光引发剂对于UV LED的发射波长也有更好的吸收配合，但由于TPO更易受氧阻聚的影响，因此即使在比较高的辐照剂量条件下，经常也不能得到指干的涂层表面。

来自贺利氏(Haraeus)日本公司的Kazuo Ashikaga(足利一雄)和Kiyoko Kawamura(川村清子)在2016年亚洲辐射固化会议(Radtech Asia 2016)上面介绍了采用步进固化的方法来改善固化，从而有效地得到指干的表面。

实验的UV固化配方中采用了聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、1,6-己二醇二丙烯酸酯、光引发剂Irgacure TPO、甲氧基聚乙二醇(400)丙烯酸酯，同时采用了聚丙二醇(PPG-700)来作为惰性稀释剂来得到不同的粘度体系。

图1 采用步进固化方式不同TPO浓度下得到指干表面所需最低能量

步进固化的单次辐照能量介于100到1,000mJ/cm2之间。在不同光引发剂浓度下采用步进固化方法得到指干表面所需的不同辐照剂量情况如图1。从图中可以看出，采用步进固化方式时，即使单次辐照能量较低(如100mJ/cm2)的情况下仍然可以有效地得到指干的表面，这和单次采用高辐照能量(如1,000mJ/cm2)的所得到效果相同。

作者又对不同粘度、不同辐照强度和不同光引发剂浓度下，光引发剂TPO在350到420纳米之间的吸收光谱变化情况进行了测定，得到了图2(Fig. 2)的结果：

从图2中可以看出，TPO的吸收光谱随着辐照能量的增加而降低。同时当光引发剂浓度较高，辐照能量较高及体系粘度较低的情况下，TPO的吸收光谱表现出一些不寻常的变化。另外，研究也发现TPO的消失速度和反应体系的粘度有强烈的关联性，作者认为在UV LED照射情况下短时间内在微区域的粘度变化有助于指干表面的形成。

基于其进行的所有试验，作者认为在单波长的UV LED照射条件下，TPO引发体系表现出一些特殊的固化特性。作者对此进行了一个大胆的假设：在TPO引发剂的体系中，固化反应过程中进行增长反应的自由基，会由于高反应活性的二苯基膦酰基自由基的耦合反应而被终结。这一现象又受到辐照强度、TPO浓度和反应体系粘度的影响。