[發明專利]一種利用長鏈醇提高環氧轉子相光聚合轉化率的方法及其應用

在審

• 申請號: 202010186760.1
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111349225A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 何勇;李鋒;姚淼;聶俊
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G65/22
• 分類號: C08G65/22;C08K5/05
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

本發明屬于光聚合技術領域，轉子相鏈式光聚合屬于特殊的一種固態聚合，它具有液態光聚合所不具有的固化收縮小，對氧氣和水汽不敏感等優勢，但是也存在缺陷。限制固態光聚合應用的其中一個最大問題就是聚合轉化率較低。本發明采用摻雜長鏈醇來促進活性陽離子單體十八烷基縮水甘油醚的光聚合反應，提高了聚合轉化率，為研究固態光聚合提供一定的參考價值。可用于一些尺寸要求嚴格的特殊場合，例如精密光刻及圖案化等領域。

技術領域

本發明涉及光固化領域，具體涉及活性陽離子單體與長鏈醇混合體系的光聚合。

背景技術

光聚合是指可見光或紫外光引發單體或低聚物發生鏈式反應生成聚合物的一種新型聚合方法，與傳統聚合相比，有著無可比擬的優點。光聚合技術自20世紀60年代問世以來，以其聚合成本低，聚合時間短，不污染環境，較低溫下也能聚合等優點，而被大家所關注，短短幾十年間發展迅速。

由于傳統的液態光聚合存在著固化收縮嚴重，易受氧氣、水汽的阻聚，使得光聚合技術的應用受到制約。因此，解決這些問題是光聚合技術發展的重要前提。并且由于人們的不成熟認識，認為固態不能聚合，導致光聚合反應只關注液態聚合，忽視了固態光聚合反應。

轉子相是完全有序的晶體和各向同性液體之間處于特殊狀態的凝聚狀態，是一種特殊的固態。最近研究證明了轉子相光聚合可以在部分長鏈化合物中發生，其具有液態光聚合所不具有的固化收縮小，水汽不敏感等優勢，極大地擴展了固態光聚合的應用。

之前，我們采用具有活性的陽離子單體進行轉子相光聚合，雖然在聚合溫度下可以發生反應，但是聚合轉化率較低，較大的限制了單體在光聚合中的應用。在本專利中，由于聚合過程中長鏈醇從聚合物中析出將環氧單體排列成更宜反應的結構，從而使環氧陽離子的光聚合轉化率提高，拓寬了固態光聚合的應用，例如精密光刻及圖案化等。

發明內容

本發明的目的是通過長鏈醇的摻雜來促進長鏈十八烷基縮水甘油醚的陽離子光聚合，使光聚合可用于一些對尺寸要求嚴格的特殊場合，例如精密光刻及圖案化等。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明是十八烷基縮水甘油醚進行陽離子轉子相光聚合。長鏈醇類單體不參與反應，在摻雜體系中起固體稀釋劑的作用。采用陽離子光引發劑為（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟銻酸鹽、UVI-6976、UVI-6992、Omni550、Omni650、Omni440 的任意一種。

本發明所采用的光源是汞燈。

本發明為了避免光放熱引起晶體結構的變化，專門設計了一套循環水控溫的裝置，使水循環通過放樣品的試驗臺，便于聚合溫度的控制。

本發明的實驗過程是十八烷基縮水甘油醚與十八醇的摩爾比為0.2:0.8-0.9:0.1，引發劑占十八烷基縮水甘油醚與十八醇的質量和的3%，使其熔融混合均勻后涂在載體上。將載體放在控溫臺上，通過水浴控制到所需的溫度。溫度恒定后，采用汞燈光源進行光照聚合。

本發明用實時紅外監測聚合過程，通過比較混合體系的聚合轉化率，證明長鏈醇的摻雜能促進活性長鏈環氧的光聚合。用差式掃描量熱（DSC）表征長鏈環氧的物質相態。

附圖說明

圖1：不同長鏈醇與十八烷基縮水甘油醚混合體系的DSC圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1