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本期，我们邀请到同济大学材料学院教授金明带来了“LED光源与光引发剂——光固化基础”的精彩主题分享，以下为主要内容
一、光固化的定义和应用
光固化反应是在光照(紫外或可见光)下， 引发剂产生活性种(自由基或者阳离子)引发多官能度的低聚物和/或活性稀释剂进行链式聚合反应，快速形成高度交联的聚合物网络。优势是时间和空间可控制、无VOC、反应速度快（秒级）。
光固化应用广泛
光固化的应用非常广泛，比如UV涂料部分，可应用于罩光油、地板、食品包装、罐用涂料、管用涂料、木器涂料、塑料、汽车等。
印刷油墨方面，比如会应用于平版印刷、柔版印刷、丝网印刷、喷墨、凹版印刷等。
UV粘合剂方面，比如压敏粘合剂（标签、包装），层压粘合剂（CD, DVD、薄膜）等。
电子和光成像产品方面，涉及印刷电路板、蚀刻油墨、阻焊油墨、印刷板、柔性板、移印板、
报纸印刷板、三维制版、激光成像三维物体、晶片。
二、光源和光引发剂的关系
1.光引发剂的地位
光引发剂的用量较少，但非常重要，涉及吸光作用。
2.LED光源的优势
传统光源汞灯，使用寿命短、发热高、臭氧释放、效率低等缺点，汞蒸气对人体健康有危害。
发光二极管(LED)，具有单色光、能量高，能耗低、无臭氧，成本低、操作简便安全，可程控，在365-405nm波段发展成熟等优势。
3.光引发剂吸收峰和光源发射峰的匹配
4.光能否被全部利用？
5.吸收的比例可以知道吗？
6.朗格-比尔定律
7.摩尔消光系数和透射深度（1wt%）
8.为什么TPO要加那么大的量?
假设用TPO做引发剂，引发HDDA的聚合（其它因素皆不考虑），引发剂的浓度是5wt%，薄膜厚度是20微米，用LED@385nm光源激发，那么如果希望1s内所有的TPO分子均被激发，需要至少多大的光强（忽略氧阻聚、光的散射等等等各种影响因素）？
9.计算
10.光聚合的核心
11.TPO要大量加入的原因！摩尔消光系数太低！
12.理论上的固化速度
假设385nmLED的光强是10W/cm2，光带的宽度是5cm，那么上述配方用履带式固化机进行固化，那么履带可以允许的最大速度是多少米/秒，米/分钟？
13.可见光的互补性
14.光引发剂的选择
无色体系（如： 清漆、上光清油等等。。）
α-羟基酮类光引发剂及苯酰甲酸酯光引发剂
有色体系（如：色漆、有色油墨等）
α-氨基酮或酰基膦氧化物光引发剂,配合使用
α-羟基酮类光引发剂或苯酰甲酸酯光引发剂
复配型光引发剂
厚膜体系(如：复合材料等）
酰基膦氧化物光引发剂
15.有色体系UV配方的固化特性
16.UV油墨配方中寻找透光窗口
（1）光引发剂吸收紫外光是光固化得以实现的关键；
（2）油墨配方中，颜料对入射紫外光的衰减作用很大；
（3）可能导致油墨印层下部光屏蔽，难以有效见光。
（4）UV油墨体系中，简单提高光引发剂浓度，对墨层彻底固化往往没有帮助。
三、自由基型光引发剂
自由基型光引发剂有两类，其中，裂解型（Type I）引发剂，受到紫外光照射后，吸收光子的能量，可以跃迁至激发态，结构呈现不稳定的状态，引发剂中强度较弱的化学键就会发生裂解，产生自由基引发聚合反应的发生。
夺氢型（Type II）引发剂，受到紫外光照射后，会与共引发剂经电子转移反应产生自由基，其中共引发剂所生发的自由基活性较高，用以引发单体、树脂聚合。
UV LED适用的自由基型光引发剂
四、阳离子型光引发剂
1.氧阻聚
2.光强影响
3.氧阻聚
4.商品化UV LED敏感的阳离子光引发剂（光引发体系）
5.敏化从而实现LED激发
6.光聚合的现状和发展趋势
有氧条件下的固化
问题: 氧阻聚
解决办法: 新的添加剂或高性能的光引发体系
更高的引发效率
问题: 反应性低
解决办法:高性能的光引发体系，新型自由基，新单体
阳离子聚合
问题: 仅在紫外区有吸收（碘鎓盐，硫鎓盐等）
解决办法: 可见光激发的光引发体系（合成互穿网络聚合物)
低光强及紫外-可见光固化
问题: 汞灯的使用
解决办法: 用于温和条件新的光引发体系（自然光，LED，卤素灯，氙灯，激光二极管…）
最终性能
问题: 最终聚合物的性能待提升
解决办法: 提高机械性能或有新的功能（如导电，发光，抗菌等)
深层固化
问题: 光渗透率低，紫外光的危害性
解决办法: 近红外激发的光引发剂，光敏化氧化还原聚合，光产酸剂，光产碱剂
7.从理论到实践—对比研究
根据需求调整配方：
（1）选择与光源有更好重叠和合适吸光能力的光引发剂或者光引发体系，厚膜用摩尔消光系数低的引发剂；薄膜用高的引发剂；或者混合体系；
（2）调整合适引发剂浓度，可计算出理论用量基础上增减，包括薄膜厚度，光源光强，传送带速度等等；
（3）增加体系均匀性应该有利于聚合，但是某些领域应用需要追求不均匀性，例如增加粗糙度、光学效果、水接触角等等；
8.光固化对LED的要求
（1）更高的光强；
（2）更加灵活的发射光谱以适应引发剂的吸收峰和避开染料的吸收峰；
（3）光源的组合；
（4）320-340nm的LED光源，甚至更短波长；
