一种利用活性长链单体扩大环氧转子相光聚合温度区间的方法及其应用技术

本发明专利技术属于光聚合技术领域，转子相链式光聚合属于特殊的一种固态聚合，它具有液态光聚合所不具有的固化收缩小，对氧气和水汽不敏感等优势，但是也存在缺陷。限制光聚合应用的其中一个最大问题就是聚合温度区间窄。本发明专利技术采用掺杂长链烷基乙烯基醚来促进活性阳离子单体十八烷基缩水甘油醚的光聚合反应，拓宽了转子相光聚合的温度区间，为研究这方面的转子相光聚合提供一定的参考价值。可用于一些较低温度且对尺寸要求严格的特殊场合，例如精密光刻及图案化等领域。

A method for enlarging the temperature range of epoxy rotor phase photopolymerization by using active long chain monomer and its application

【技术实现步骤摘要】
一种利用活性长链单体扩大环氧转子相光聚合温度区间的方法及其应用
本专利技术涉及光固化领域，具体涉及活性阳离子混合单体体系的光聚合，以及这种混合体系对拓宽固态光聚合反应温度区间的影响。
技术介绍
光聚合是指可见光或紫外光引发单体或低聚物发生链式反应生成聚合物的一种新型聚合方法，与传统聚合相比，有着无可比拟的优点。光聚合技术自20世纪60年代问世以来，以其聚合成本低，聚合时间短，不污染环境，较低温下也能聚合等优点，而被大家所关注，短短几十年间发展迅速。由于传统的液态光聚合存在着固化收缩严重，易受氧气、水汽的阻聚，使得光聚合技术的应用受到制约。因此，解决这些问题是光聚合技术发展的重要前提。并且由于人们的不成熟认识，认为固态不能聚合，导致光聚合反应只关注液态聚合，忽视了固态光聚合反应。转子相是完全有序的晶体和各向同性液体之间处于特殊状态的凝聚状态，是一种特殊的固态。最近研究证明了转子相光聚合可以在部分长链化合物中发生，其具有液态光聚合所不具有的固化收缩小，水汽不敏感等优势，极大地扩展了固态光聚合的应用。之前，我们采用具有活性的阳离子单体进行固态光聚合，虽然在聚合温度下可以发生反应，但是聚合的温度区间较窄，较大的限制了单体光聚合的应用。在本专利中，由于两种活性单体端基相互促进，从而可拓宽活性环氧阳离子单体转子相聚合的温度区间，拓宽了固态光聚合的应用，可以应用在例如精密光刻及图案化等领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过长链烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚的共混，以拓宽固态聚合的温度区间，可用于一些较低温度且对尺寸要求严格的特殊场合，例如精密光刻及图案化等领域。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术是十八烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚共混进行阳离子固态光聚合。采用阳离子光引发剂为（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐、UVI-6976、UVI-6992、Omni550、Omni650、Omni440的任意一种。本专利技术所采用的光源是汞灯。本专利技术为了避免光放热引起晶体结构的变化，专门设计了一套循环水控温的装置，使水循环通过放样品的试验台，便于聚合温度的控制。本专利技术的实验过程是十八烷基缩水甘油醚与长链烷基乙烯基醚的摩尔比为0.3:0.7-0.8:0.2，引发剂占十八烷基缩水甘油醚与十八醇的质量和的3%，使其熔融混合均匀后涂在载体上。将载体放在控温台上，通过水浴控制到所需的温度。温度恒定后，采用汞灯光源进行光照聚合。本专利技术用实时红外监测聚合过程，证明加入另一种单体可以扩大长链环氧单体阳离子转子相光聚合的温度区间，用差式扫描量热（DSC）表征混合体系的物质相态。附图说明图1：不同长链烷基乙烯基醚与十八烷基缩水甘油醚混合体系的DSC图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1十八烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚以0.8:0.2的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在5℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为57%。实施例2十八烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚以0.8:0.2的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在20℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为74%。实施例3十八烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚以0.5:0.5的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在5℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为54%。实施例4十八烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚以0.5:0.5的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在20℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为64%。实施例5十八烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚以0.3:0.7的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在5℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为58%。实施例6十八烷基缩水甘油醚与十八烷基乙烯基醚以0.3:0.7的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在20℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为69%。实施例7十八烷基缩水甘油醚与十六烷基乙烯基醚以0.5:0.5的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在5℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为60%。实施例8十八烷基缩水甘油醚与十六烷基乙烯基醚以0.5:0.5的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在20℃，采用汞灯以光强10mW/cm2进行光照聚合，聚合时间15min。实时红外的结果显示，环氧转化率为67%。实施例9十八烷基缩水甘油醚与十四烷基乙烯基醚以0.5:0.5的摩尔比混合，并加入3wt%的（4-辛烷氧基苯基）苯碘鎓六氟锑酸盐，使其熔融混合均匀后涂在载体上，用实时红外实时监测其聚合过程。实时红外测定聚合动力学的实验条件：通过循环水系统控制聚合温度在5℃，采用汞灯以光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阳离子光聚合单体混合体系，其特征在于，所述体系使用十八烷基缩水甘油醚、十四烷基乙烯基醚、十六烷基乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚。/n

【技术特征摘要】
1.一种阳离子光聚合单体混合体系，其特征在于，所述体系使用十八烷基缩水甘油醚、十四烷基乙烯基醚、十六烷基乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚。


2.根据权利1所述的转子相阳离子光聚合体系在光聚合时所使用的阳离子光引发剂为（4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，李锋，姚淼，聂俊，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11