光引发剂概览

光引发剂概览

光引发剂（Photoinitiator）是一类能在紫外光区（250420nm）或可见光区（400800nm）吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。它们在光固化材料中扮演着关键角色，对光固化速度起决定性作用。

光引发剂（Photoinitiator），又称光敏剂（Photosensitizer）或光固化剂（Photocuring Agent），是一类能在紫外光区（250420nm）或可见光区（400800nm）吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。光引发剂是光固化材料的关键组分，它对光固化材料的光固化速度起决定性作用。它们通常具有以下性质：

• 光敏性：能够吸收特定波长的光，通过光激发得到高能态或激发态。
• 高化学活性：激发态的光引发剂能够与其他分子发生反应，产生自由基或离子，并引发化学反应。
• 可控性：光引发剂的活性可以通过改变光源的强度和波长进行调控。

当光引发剂暴露在特定波长的光下时，它们吸收光子的能量并发生光化学反应。这个反应产生高度活性的物种，如自由基或阳离子，然后在周围介质中引发或催化链式反应。

在光聚合过程中，光引发剂被加入到单体或预聚合物配方中。当用适当的光源照射时，光引发剂吸收光能并产生自由基。这些自由基与单体分子发生反应，启动一个快速的链式反应，形成交联并将液体或粘稠的配方转变为固体、固化材料。

基于其引发机理、化学结构以及吸收辐射的类型，光引发剂分类如下：

光引发剂可以根据其引发机理、化学结构、吸收辐射的类型以及在聚合反应中的作用进行分类。

1. 引发机理：光引发剂可以分为自由基型、阳离子型、阴离子型以及开环易位聚合光引发剂。
2. 化学结构：光引发剂大多数为带苯甲酰基的有机化合物，常见的有安息香衍生物、联苯甲酰衍生物、α-羧基酮类、α-氨基酮类、膦氧化合物类、二苯甲酮类、硫杂蒽酮类等化合物。
3. 吸收辐射类型：光引发剂可以分为紫外光（250420nm）引发剂和可见光（400700nm）引发剂。
4. 在聚合反应中的作用：自由基型光引发剂又分为裂解型和夺氢型，其中裂解型包括安息香及其衍生物类、苯乙酮类、芳香酮类及酰基膦氧化物等，而夺氢型包括二苯甲酮、硫杂蒽酮类、樟脑孔醌和双咪唑等。阳离子型光引发剂主要有芳基重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐和芳基茂铁盐等。

光引发剂的种类繁多，每一种光引发剂都有其独特的性质和应用领域。在选择光引发剂时，需要根据具体的应用需求、光源条件以及体系的兼容性进行综合考虑。光引发剂的性能和效果还受到光照强度、波长、温度等因素的影响，因此在实际应用中需要进行充分的试验和优化。

光引发剂在多个领域都有广泛应用，包括光刻、光固化、光聚合、光降解、光催化等。在光固化体系中，UV胶、UV涂料、UV油墨等在接受或吸收外界能量后，光引发剂会分解为自由基或阳离子，进而引发聚合反应。此外，光引发剂还应用于光刻胶及配套化学品、电子产品、家装建材及医药医疗等多个领域。

涂料：光引发剂在涂料领域的应用最为广泛。它可以用于纸张、木材、金属及塑料表面的丙烯酸脂清漆涂料的UV固化。例如，裂解型自由引发剂具有良好的非黄变性，其固化后的涂层即使长时间暴露在阳光下，黄变程度也非常小，因此特别适用于对黄变程度要求高的涂料和油墨中。

油墨:：光引发剂在油墨中的应用也非常普遍。它可以用于平版印刷油墨、丝印油墨和柔印油墨等。光引发剂能够显著提高油墨的固化速度和质量，使其在印刷过程中更加高效和环保。

胶粘剂:：光引发剂还可以用于胶粘剂的制备。它可以使胶粘剂在紫外光或可见光的照射下迅速固化，从而提高胶粘剂的粘接强度和耐久性。

电子产品：光引发剂在电子产品的制造中也有重要应用。例如，它可以用于电子元件的封装和保护，以及液晶显示器（LCD）的制造。

其他应用：除了上述应用之外，光引发剂还广泛应用于其他领域，如3D打印、生物医学、光纤通讯等。

光引发剂市场在过去几年里得到了迅猛发展，规模呈现稳步增长的趋势。我国的光固化技术开发起步于上世纪70年代初，相较于发达国家起步较晚，但随着国内企业、研究院所、高校对光固化材料的研究开发，在进入21世纪后，我国光固化产业得以快速成长。2000年左右，中国部分化工企业开始进入布局光引发剂产品，并凭借低廉的原材料和劳动力价格在国际光引发剂市场抢占了一定的市场份额。2010年以后，随着各国对环境保护问题重视程度的提高，行业下游需求快速增长，光引发剂行业进入了快速发展期。根据统计，2016 - 2022年，全球光引发剂市场规模以5.8%的年均复合增长率快速增长，2022年已经达到10亿美元。目前全球光引发剂产能在10万吨左右，主要企业有IGM、久日新材、强力新材、扬帆新材、固润科技等。

在发展趋势方面，光引发剂的研究正在向更高效、更环保、更适应特定需求的方向发展。新的光引发剂不断被开发出来，以满足不同行业和应用的需求。此外，随着科技的发展，光引发剂的应用领域也在不断拓宽，为未来的市场增长提供了更多的可能性。随着数字化和智能化的发展，光引发剂作为一种高效、智能的化学材料，将有更广阔的市场前景。特别是在许多行业中的应用需求不断增加，推动了市场规模的扩大。

总的来说，光引发剂是一类重要的化学物质，具有广泛的应用领域和巨大的市场潜力。随着科技的进步和应用领域的拓宽，光引发剂的发展前景将更加广阔。