光引发剂：新材料合成的秘密武器

光引发剂：新材料合成的秘密武器

光引发剂是一种在光照条件下能够产生自由基或其他活性物种，从而启动聚合反应的关键化合物。它在现代材料科学中发挥着重要作用，特别是在光固化技术中，被广泛应用于涂料、胶粘剂、牙科材料以及3D打印等领域。

光引发剂主要分为两大类：自由基光引发剂和阳离子光引发剂。

自由基光引发剂在光照下分解产生自由基，进而引发聚合反应。根据作用机理的不同，自由基光引发剂又可分为裂解型和夺氢型。

裂解型自由基光引发剂主要包括苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮和酰基膦氧化物等。其中，α-羟烷基苯酮类光引发剂是目前应用最成功的一类，具有良好的热稳定性和耐黄变性。

夺氢型自由基光引发剂由夺氢型光引发剂和助引发剂组成，常见的夺氢型光引发剂有二苯酮及其衍生物，如二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮等。这类引发剂需要与适当的活性胺配合使用，才能发挥高效的光引发活性。

阳离子光引发剂则通过吸收光能产生酸性物质，进而引发阳离子聚合。代表性物质是η6-异丙苯茂铁(Ⅱ)六氟磷酸盐，商品名为Irgacure 261。这类引发剂在远紫外和近紫外区域都有较强吸收，适用于含丙烯酸基树脂和含苯乙烯基不饱和聚酯的UV固化。

光引发剂在多个领域都有重要应用，其中最典型的是3D打印领域。在3D打印中，UV光固化技术是重要应用方向，主要包括立体光固化（SLA）和数字光处理（DLP）两种形式。

SLA技术利用激光诱导光聚合反应，通过点到线、线到面的方式逐步固化材料，形成三维实体。其核心优势在于高精度和优异的表面质量。

DLP技术则采用数字微镜装置（DMD），通过一次性固化整个树脂层，大幅提升了打印速度。DLP技术的分辨率通常能达到25-50微米的层厚，特别适合制作精细的模型和零件。

此外，光引发剂还广泛应用于涂料、胶粘剂、印刷油墨等领域。在牙科材料中，高功率的LED固化灯可以快速固化补牙材料，提高治疗效率。

最近，河北大学的研究团队在《Nature Communications》上报道了一种创新的X射线-光引发级联反应体系。该体系通过X射线激发长余辉发光材料，产生可见光，进而激活光引发剂樟脑醌/环糊精超分子络合物，产生自由基，诱发烯类单体发生自由基聚合，实现原位合成水凝胶的目的。

这一突破解决了传统光交联反应在生物组织中穿透性差的问题，有望在深层组织修复、肿瘤栓塞治疗等生物医学领域获得重要应用。

光引发剂作为新材料合成的关键工具，其研究和应用正在不断拓展。随着技术的进步，我们可以期待光引发剂在更多领域发挥重要作用，推动相关产业的技术进步和发展。