1. f鹽的光解機(jī)理
近年來,Crivello等人發(fā)展了數(shù)種新型陽離子聚合引發(fā)劑,研究發(fā)現(xiàn)偶氮鹽ArN2+X-, 二芳基碘f鹽Ar2I+X-,三芳基硫f鹽Ar3S+X-等能光解引發(fā)陽離子聚合。
關(guān)于f鹽的光解機(jī)理,已進(jìn)行了不少的工作。一般認(rèn)為通過下面兩種途徑進(jìn)行:
a) 在直接輻照下f鹽的光化學(xué)反應(yīng)
在UV光照下,f鹽的碳-氯鍵同時發(fā)生均裂和異裂。對碘f鹽其裂解方式如下圖所示。通過這些不同的路徑生成不同的產(chǎn)物。在f鹽直接輻照后對產(chǎn)物的分析表明,異裂反應(yīng)是主要的反應(yīng)途徑。
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對f鹽的光解研究表明有一定數(shù)量的重合反應(yīng)發(fā)生。
經(jīng)過脈沖輻解技術(shù)為鑒定短壽命活性中間體提供了有效手段,用丙烯腈做溶劑時證明碘f鹽在光分解過程中有Ar+?存在。
b) f鹽的敏化光分解
f鹽的敏化光化學(xué)分解可通過兩種機(jī)理;
能量轉(zhuǎn)移敏化:能量從敏化劑的激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)移到f鹽,產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的f鹽,它進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。
電子轉(zhuǎn)移敏化:一個電子從敏化劑的激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)移到f鹽,f鹽隨即發(fā)生裂解。這一機(jī)理與直接激發(fā)或能量轉(zhuǎn)移敏化不同,其中沒有激發(fā)態(tài)f鹽。
當(dāng)DG為負(fù)值時這一過程從熱動力學(xué)上有利。通常,有效的電子轉(zhuǎn)移需要DG值大約為-10kcal/mol或更低。
2. 在紫外光照下的聚合機(jī)理
環(huán)氧化物,特別是環(huán)脂肪基環(huán)氧化物的光引發(fā)陽離子聚合機(jī)理中的主要步驟如下所示:
在環(huán)氧化物聚合的引發(fā)步由于有一強(qiáng)的光解產(chǎn)生的酸(H+X-)存在,所以它通過環(huán)氧基團(tuán)的質(zhì)子化來進(jìn)行。
然后,被引發(fā)的單體和其他帶有環(huán)氧基團(tuán)的化合物進(jìn)行反應(yīng),因而聚合物鏈的增長就可以進(jìn)行了。聚合反應(yīng)將進(jìn)行到單體被消耗盡、發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移或活性粒種被中和時為止。
通過一個相互作用機(jī)理可以使鏈轉(zhuǎn)移而使聚合反應(yīng)終止。當(dāng)這一反應(yīng)發(fā)生,質(zhì)子酸又可以重新引發(fā)帶有環(huán)氧基團(tuán)的物質(zhì)的聚合。在有醇存在時,鏈增長可能會被終止,但在多官能團(tuán)多元醇存在時,如聚己酸內(nèi)酯-三醇,體系的交聯(lián)密度會增加。