烷基咔唑配體和二苯甲烷配體茂鐵鹽的合成及光引發(fā)活性研究

【摘要】： 本文通過配體交換反應(yīng),以二茂鐵和N-烷基咔唑、二苯甲烷為原料,以無水三氯化鋁為催化劑,合成了幾種陽離子光引發(fā)劑:[環(huán)戊二烯-鐵-咔唑]六氟磷酸鹽(ⅠCO-CFS)、[環(huán)戊二烯-鐵-(N-乙基)-咔唑]六氟磷酸鹽(ⅡC2-CFS)、[環(huán)戊二烯-鐵-(N-丁基)-咔唑]六氟磷酸鹽(ⅢC4-CFS)、[環(huán)戊二烯-鐵-(N-辛基)咔唑]六氟磷酸鹽(ⅣC8-CFS)、[環(huán)戊二烯-鐵-二苯甲烷]六氟磷酸鹽(Ⅴ)。并考察了配體交換反應(yīng)的條件。通過~1H-NMR和IR,對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。其中Ⅲ和Ⅳ未見報道。 考察了芳茂鐵鹽在二氯甲烷溶液中的紫外-可見吸收光譜和光解,并測定了它們主吸收峰的摩爾消光系數(shù)。其中d-d躍遷產(chǎn)生的在300nm以上的吸收峰,使其能夠與光固化常用的高壓汞燈相匹配。同Ⅰ-261-[環(huán)戊二烯-鐵-異丙苯]六氟磷酸鹽相比,帶有咔唑配體的茂鐵鹽在300nm-400nm吸收蜂的摩爾消光系數(shù)顯著提高。其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ這三種光引發(fā)劑因N原子上引入了烷基對比于Ⅰ[環(huán)戊二烯-鐵-咔唑]六氟磷酸鹽,它們在環(huán)氧樹脂中的溶解度大為改善,體系相容性提高。 通過photo-IR測定了它們對脂環(huán)族環(huán)氧樹脂ERL4221和TED85的光引發(fā)活性。其中,同種光引發(fā)劑對樹脂ERL4221的光引發(fā)活性高于對樹脂TED85的光引發(fā)活性。帶咔唑配體的芳茂鐵鹽與Ⅰ-261相比,無論ERL4221還是在TED85中,它們的光引發(fā)活性明顯高于Ⅰ-261,在過氧化物BPO加入對芳茂鐵鹽Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都有很好的增感作用,加入后轉(zhuǎn)化率增加近20%。 考察了在40-300℃范圍內(nèi),這幾種光引發(fā)劑對樹脂ERL-4221、TDE85、E51的熱引發(fā)活性。其中,所合成的芳茂鐵鹽Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ對這三種樹脂的引發(fā)溫度均在166—171℃之間相差很小,而Ⅰ不引發(fā)E51聚合,其對樹脂ERL-4221、TDE85的引發(fā)溫度略高在174—176℃;Ⅴ不引發(fā)E51聚合,其引發(fā)環(huán)氧化合物ERL-4221、TDE85開環(huán)聚合的溫度為223℃、227℃,它們都能引發(fā)ERL-4221、TDE85聚合,除Ⅰ和Ⅴ外,其它光引發(fā)劑均能引發(fā)E51聚合。 【關(guān)鍵詞】：N-烷基咔唑茂鐵鹽 二苯甲烷 陽離子光引發(fā)劑 增感作用 光引發(fā)活性 熱引發(fā)活性
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：O626
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 文獻(xiàn)綜述14-26
• 1.1 紫外光固化14-15
• 1.1.1 紫外光固化體系14
• 1.1.2 紫外光固化反應(yīng)的優(yōu)點14-15
• 1.2 陽離子光固化15-20
• 1.2.1 陽離子光固化體系的特點15
• 1.2.2 陽離子光固化體系的組成15-20
• 1.2.2.1 輻射光源15-17
• 1.2.2.2 單體17
• 1.2.2.3 陽離子光引發(fā)劑17-20
• 1.3 芳茂鐵鹽的制備20-23
• 1.3.1 以二茂鐵為原料20-23
• 1.3.2 以二羰基環(huán)戊二烯基鐵的鹵化物為原料23
• 1.3.3 以無機的鐵鹽為原料23
• 1.4 芳茂鐵鹽型陽離子光引發(fā)劑的引發(fā)機理和增感研究23-24
• 1.5 論文研究的目的和意義24-26
• 第二章 實驗部分26-35
• 2.1 試劑和儀器26-27
• 2.1.1 試劑26-27
• 2.1.2 主要儀器27
• 2.2 N-烷基咔唑茂鐵鹽的合成27-30
• 2.2.1 [環(huán)戊二烯-鐵-咔唑]六氟磷酸鹽27-28
• 2.2.2 [環(huán)戊二烯-鐵-(N-乙基)咔唑]六氟磷酸鹽28
• 2.2.3 [環(huán)戊二烯-鐵-(N-丁基)咔唑]六氟磷酸鹽28-29
• 2.2.4 [環(huán)戊二烯-鐵-(N-辛基)咔唑]六氟磷酸鹽29-30
• 2.3 二苯甲烷茂鐵鹽的合成30-31
• 2.4 芳茂鐵鹽的紫外-可見吸收及光解31-32
• 2.5 芳茂鐵鹽作為陽離子光引發(fā)劑的光引發(fā)活性32-34
• 2.6 芳茂鐵鹽作為陽離子光引發(fā)劑的熱引發(fā)活性34-35
• 第三章 結(jié)果與討論35-76
• 3.1 [環(huán)戊二烯-鐵-(N-丁基)咔唑]六氟磷酸鹽的光引發(fā)及熱引發(fā)活性35-45
• 3.1.1 紫外吸收及光解35-39
• 3.1.1.1 紫外吸收35-37
• 3.1.1.2 光解圖及光解機理37-39
• 3.1.2 光引發(fā)活性研究39-43
• 3.1.2.1 預(yù)聚體的影響39-40
• 3.1.2.2 光引發(fā)劑不同用量的影響40-42
• 3.1.2.3 加入增感劑的研究42-43
• 3.1.3 熱引發(fā)活性研究43-45
• 3.2 含有咔唑配體的茂鐵鹽的光引發(fā)及熱引發(fā)活性45-57
• 3.2.1 紫外吸收及光解45-51
• 3.2.1.1 紫外吸收45-46
• 3.2.1.2 紫外光解46-51
• 3.2.2 光引發(fā)活性研究51-54
• 3.2.2.1 咔唑茂鐵鹽的光引發(fā)活性比較51-52
• 3.2.2.2 增感劑的增感52-54
• 3.2.3 熱引發(fā)活性研究54-57
• 3.3 [環(huán)戊二烯-鐵-二苯甲烷]六氟磷酸鹽的光引發(fā)及熱引發(fā)活性57-64
• 3.3.1 紫外吸收及光解57-60
• 3.3.1.1 紫外吸收57-59
• 3.3.1.2 光解圖及光解機理59-60
• 3.3.2 光引發(fā)活性研究60-63
• 3.3.2.1 [環(huán)戊二烯基—鐵—二苯甲烷]六氟磷酸鹽的光引發(fā)活性60-61
• 3.3.2.2 光引發(fā)劑不同用量的影響61-62
• 3.3.2.3 加入增感劑的研究62-63
• 3.3.3 熱引發(fā)活性研究63-64
• 3.4 芳茂鐵鹽的制備研究64-74
• 3.4.1 反應(yīng)方程式及反應(yīng)機理65-66
• 3.4.2 芳茂鐵鹽制備的影響因素的考察66-67
• 3.4.2.1 不同溫度的考察66
• 3.4.2.2 不同反應(yīng)時間的考察66-67
• 3.4.3 結(jié)構(gòu)表征67-74
• 3.4.3.1 咔唑類茂鐵鹽的結(jié)構(gòu)表征67-72
• 3.4.3.2 [環(huán)戊二烯基—鐵—二苯甲烷]六氟磷酸鹽的結(jié)構(gòu)表征72-74
• 3.5 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-81
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-82
• 作者和導(dǎo)師簡介82

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