UV硬化樹脂の重合

Aug 16 2020

感光性樹脂MSDSを持っています。これは、混合物の一覧表示、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートを（$\ce{C_{12}H_{18}O_4}$）適切なCAS番号とポリウレタンアクリレート、および「ブチルアクリレート/メタクリル酸メチル/メタクリル酸コポリマー」のCAS番号と次の式（または式）$\ce{(C7H_{12}O2.C5H8O2.C4H6O2)_x}$。記載されている光開始剤1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンもあります。色の添加剤と反応抑制剤は実際の質問とは無関係である可能性が高いので、私はそれらを省略します。

私の有機化学はやや錆びていますが、化合物の最初の部分はセットアップを持っていると識別できます $\ce{H2C=CH-CO-O-C6H12-O-CO-CH=CH2}$。これは、重合下で両側で均一に反応する非常に優れた分子のようです。この素材は感光性としても記載されており、両端から何かを落とし、両端を活性化すると解釈しています。

もう1つは、もちろん3つのモノマーの混合物です。アクリル酸ブチル（$\ce{H2C=CH-CO-O-C4H9}$）、メタクリル酸メチル（$\ce{H2C=C(CH3)-CO-O-CH3}$）およびメタクリル酸（$\ce{H2C=C(CH3)-COOH}$）。最初の2つにはエステル基があり、最後の2つにはその前駆体である$\ce{-COOH}$グループ（カルボン酸）。これらはすべて、私には1つのアクティブな側面しかないようです。

4つの主要な化学物質がある程度均一かつ均一な数で混合され、スターターのヒドロキシシクロヘキシル-フェニル-ケトンが十分に供給されていると仮定すると、これらは約400 nm（+-5）のUV光の下で確実に反応して重合します。混合物がネイティブアプリケーションであるSLAプリンターでどのように動作するかです。

ただし、これらの部分に問題があります。

化合物間でどのような反応が起こりますか？いくつかの重合が水の形で廃棄物を生成することを漠然と覚えていますが（それは凝縮でしたか？）、ほとんどの組み合わせでここでそれが起こっているのは実際にはわかりません。その結果、ポリマーは結合状態のように見える場合があります。
得られたポリマーにはどのような種類の結合がありますか？これは、化合物間の反応が見られなかった直接的な結果です。エステルを形成する可能性を見たと思いました（$\ce{R_1-CO-O-R_2}$）メタクリル酸とヘキサンジオールジアクリレートの間、しかしその後、アルコール基を見逃していることに気づきました（$\ce{R-OH}$）攻撃して水を作り、結合を形成します。ですから、これらは互いにエステルとして結合しないと確信していますが、私を逃れるこれらの結合の正しい名前は何ですか？！
このポリマーは何に分類されますか？一部のポリマーは、モノマー、製造プロセス、鎖長、結合タイプ、およびマクロ構造に基づいて分類され、それぞれがいくつかのグループに分類されていることを覚えています。これらはそれらについてのいくつかの漠然とした特性を推定することを可能にするでしょう。基本的に4つの異なるモノマーで構成されているため、純粋なポリ乳酸のような均質なものではないことは間違いありません。また、MSDSからわかっていることと、処理された樹脂がやや脆い製品であるため、弾性結合を形成するべきではありません。しかし、それは重合プロセスからどのグループに入れることができますか？

回答

2 Buttonwood Aug 16 2020 at 20:33

重縮合（PETは典型的な製品です）としても知られている、水を排出する重合は、重合のサブセットです。ここでのラジカル重合は、開始、伝播、および終了の3つの反応タイプが同時に実行されると異なる方法で進行する可能性が高くなります。

時開始、光は、一個の不対電子を持つ2つのフラグメントそれぞれにフェニルケトンを分割します。これは、酸素原子の横にあるドットで表され、これらの化学物質がラジカルであることを示しています。
これらのラジカルは、伝播反応において中性アクリレートの二重結合の1つの電子と反応する可能性があります。青で表されているのは、2つの試薬間に新しく形成された単結合です（最初の行）。同時に、前者の二重結合のもう一方の電子は、中性のアクリレートが再び反応する可能性のある新しいサイトを表します（2行目）。ポリマー鎖のこの成長は、何度も何度も続くか、伝播する可能性があります（3行目）。
ラジカルが形成されるとすぐに、これらの炭素中心のラジカルが消費される多くの反応が起こる可能性があります。これにより、ポリマー鎖のさらなる成長がキャンセルされます。これらの停止反応の中で、水素移動/レドックス反応および二量化が最も顕著なものです。発生する可能性が高いと思われるものを以下に示します。

構造

出発材料は、スターターと二官能性アクリレートのブレンドで構成されています。したがって、キュレーションは、互いに架橋されたポリマー鎖を生成します。下の図（別の素材の場合）は、これを青いジグザグ線で表しています。