在全球節能減排大背景的推動下，光固化技術由於具有經濟高效、適應性廣、節能環保等特點，在膠黏劑、塗料、印刷、3D列印及生物醫用材料等領域得到了前所未有的發展。
光引發劑是光固化體系的重要組成部分，對光固化速度起決定作用。傳統的小分子光引發劑易殘留、遷移、揮發，導致光固化材料存在氣味、毒性、黃變等問題，制約了其在食品包裝和生物醫用材料等方面的應用。可聚合型光引發劑因包含可聚合基團與光活性結構，在光照下可以產生活性種，還可以與光敏樹脂聚合，從而固定在光固化產品中，減少光引發劑遷移比例。因此發展可聚合型光引發劑是提高遷移穩定性的一種有效途徑。
貴州師範學院奈米材料模擬與計算重點實驗室鄧明森教授課題組設計合成了一種單組份可聚合型硫雜蒽酮光引發劑2-(N-苄基)丙烯醯胺基硫雜蒽酮光引發劑(TXNBA)，利用紫外可見分光光度計、傅立葉變換紅外光譜儀對其光物理光化學效能、光聚合動力學、遷移穩定性等進行了研究；用電子順磁共振與量子化學計算相結合的手段對其光作用機制進行闡述。
結果表明，與商品化的2-異丙基硫雜蒽酮(ITX)相比，TXNBA的吸收範圍向長波長移動，延伸到425 nm；光照下TXNBA產生活性自由基，可形成更穩定的五元環狀自由基引發聚合，與ITX相比，具有較高的光引發活性與遷移穩定性（作用機制如下圖）。
同條件下，1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)光固化膜在丙酮溶液中光引發劑的遷移質量百分比分別為4.95%(TXNBA體系)，58.10%(ITX體系)，二者比例為8.52%；具有高引發活性與高遷移穩定性的TXNBA在光固化領域具有較好的應用前景，有替代傳統ITX使用的可能。
該工作10月23日以封面論文的形式發表在Wiley的Macromolecular Chemistry and Physics雜誌上（Macromol. Chem. Phys., 222, 2100221, 2021），論文第一作者為武青青博士。武青青於2016年12月在武漢大學獲得博士學位，2019年加入我校。相關技術已經申請了國家發明專利（一種高遷移穩定性的硫雜蒽酮光引發劑及製備方法和應用，申請號：202110650104.7，目前已經進入實質審查階段）。
論文發表以來，被Wiley的官方微信公眾號AdvancedScienceNews以“貴州師範學院鄧明森課題組MCP:單組份可聚合型硫雜蒽酮類光引發劑的合成及效能研究”為題進行了專門進展報道。該項研究工作得到了國家自然科學基金、材料科學與工程貴州省一流學科建設、貴州省普通高等學校青年科技人才成長專案等相關專案的支援。
來源 | 奈米材料模擬與計算重點實驗室
編輯 | 蘇致龍
稽核 | 嚴興誠
責編 | 薛 璞
