近红外光引发剂：合成、光物理性质及其光固化性能研究

《ACS Applied Polymer Materials》：Near-Infrared Photoinitiators: Synthesis, Photophysics, and Study on the Photocuring Properties

近红外光引发剂高效聚合树脂透镜研究。设计合成Cy-BP-1/2和Cy-DMB-1/2四种氰基光引发剂，最大吸收波长783-823 nm，ε>3×105 L·mol–1·cm–1。0.01 wt% Cy-BP-1单组分引发率达72.2%，2 cm厚树脂36分钟固化。成功制备高透光率（>90%）折射率1.53的透镜，填补近红外光引发剂市场空白。

　　

近红外（NIR）光具有更低的能耗、更少的辐射以及更深的穿透能力，因此在聚合应用中具有更大的潜力。在这项研究中，我们设计并合成了四种NIR光敏剂。Cy-BP-1和Cy-DMB-1的最大吸收波长约为783纳米，而Cy-BP-2和Cy-DMB-2的最大吸收波长约为823纳米。所有这些光敏剂都表现出较高的摩尔消光系数（ε > 3 × 10⁵ L mol^–1 cm^–1），从而能够有效地吸收NIR光并促进激发态的转换。光聚合实验表明，花青素光敏剂作为单组分或多组分光引发体系，在丙烯酸酯单体聚合中表现出优异的效果。在激发过程中，花青素会发生自断裂产生自由基，并与共引发剂（碘）发生电子转移反应。当花青素光敏剂的掺杂浓度为0.1 wt%时，厚度为2.0厘米的树脂在36分钟的辐照后即可固化。值得注意的是，即使在低浓度（0.01 wt%）下，Cy-BP-1作为单组分光敏剂使用时，也显示出最快的引发速率和最高的单体转化率（FC = 72.2%），从而得到了具有最佳颜色和透明度的聚合物样品。因此，Cy-BP-1成功用于制备树脂镜片，这些镜片具有较高的聚合度（FC = 86.6%）以及优异的光学性能，包括在可见光区域的高透射率（>90%）和在598纳米处的高折射率（1.53）。这种花青素光敏剂的成功设计与合成不仅填补了市场上NIR光敏剂的空白，还扩展了NIR光的应用领域，为制备树脂镜片提供了一种便捷且快速的方法。