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光聚合技术绿色环保,应用广泛。光引发剂是光聚合体系中的关键组份,它吸光后通过化学作用产生活性种,引发体系聚合。然而,传统的相对分子质量较小的光引发剂容易迁移到固化材料表面而产生一定的毒性和气味,这限制了其应用范围。对于夺氢型自由基光引发剂而言,叔胺是工业上应用最广泛的氢供体,而较高含量的叔胺也会产生毒性和气味,并会影响固化产品的性能。研究表明,光引发剂的迁移性与其相对分子质量相关,大分子量光引发剂的迁移性明显降低。此外,将氢供体基团引入到传统NorrishⅡ型光引发剂分子结构中在一定程度上可以降低胺类物质带来的不利影响。本论文的目的在于制备出一些生物毒性和迁移性较低、光引发活性较高的自由基光引发剂,具体研究内容和结论如下:(1)合成了 2种单组份夺氢型光引发剂MBPAcMP和MBPMP,通过实时红外光谱技术研究了不同条件下的光聚合动力学性能,并用紫外分光光度计研究了它们的紫外吸收性能、紫外光降解速率和迁移性能,利用MTT法测试了材料的细胞毒性。结果表明,与MBP相比,MBPAcMP和MBPMP的最大紫外吸收波长无明显变化,但它们的紫外光降解速率均高于MBP。在光照10min后,MBPAcMP、MBPMP和MBP在各自最大吸收波长处的吸光度分别降低了 20%、11%和3.4%。MBPAcMP和MBPMP在独自引发单体聚合时仍有很高的光引发活性,并且残留在固化体系中的光引发剂从材料内部向表面迁移的速率均低于MBP/EDAB光引发体系。由MBPAcMP和MBPMP引发体系聚合后得到的材料有着很好的生物相容性,其细胞毒性略低于MBP/EDAB体系。(2)合成了 2种双官能度的单组份光引发剂MBPAcPA和MBPPA。MBPAcPA和MBPPA的光降解过程通过紫外吸收光谱监测,它们的光降解效率较高,在光照10 min后,MBPAcPA和MBPPA在各自最大吸收波长处的吸光度分别降低了 39%、19%,两者吸光度的下降速度均高于MBP。光聚合动力学研究表明,MBPAcPA和MBPPA的光引发活性好,是较高效的单组份夺氢型光引发剂,可以减少体系中胺类助引发剂的使用。在吸光基团的摩尔浓度相同的条件下,BP、MBPPA和MBPAcPA分别单独引发体系聚合后碳碳双键的最终转化率分别为71%,91%,95%。MBPAcPA和MBPPA的相对分子质量较高,迁移性能降低,而且,在光聚合过程中,残留光引发剂可同胺烷基自由基一起结合到固化产物中,以降低光引发剂的迁移及固化涂层的毒性。细胞毒性测试结果表明,MBPPA和MBPAcPA这2种光引发体系固化后得到的膜的OD值均与阴性对照没有太大区别,这表明MBPPA和MBPAcPA对L929细胞基本是无毒的。(3)合成了迁移性较低的双官能度裂解型光引发剂1173AcPA。光降解性能和光引发活性测试结果表明,与Irgacure(?)1173相比,1173AcPA的紫外光降解速率和光引发活性有所下降。经光照120s后,1173AcPA在243.6 nm处的吸光度下降了 44%,低于Irgacure(?) 1173。总体而言,1173AcPA的光引发性能较好,它引发EOEOEA聚合时的最终转化率可达98%。通过分析残留光引发剂在固化产物中的迁移性能可知,1173AcPA的迁移速率比Irgacure(?) 1173低,这可降低固化膜的毒性。利用实时红外测试了不同因素对光聚合反应的影响。结果显示,增加光引发剂含量和光强可提高光聚合速率和单体最终转化率,随着单体官能度的增大,其转化率降低。固化材料的体外细胞毒性通过MTT法表征。结果发现,由1173AcPA引发反应得到的固化膜的OD值始终能达到阴性对照的99%,并且1173AcPA体系与细胞的相容性较好,这说明其对细胞基本无毒。