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用于可见光3D打印的新型光催化剂

赵师傅
2020-10-26 15:06:27

可见光3D打印是增值税光聚合领域的一个新领域,该技术只有很少的商业选择。其中包括英国以外的Photocentric和台湾的T3D。使用可以通过可见光固化的树脂意味着不需要依靠紫外线和数字投影仪,而是可以使用价格较低的选件,例如LCD屏幕。该技术不仅可以加快打印过程,而且还可以更具可持续性和降低能源消耗。

由于该过程相对较新,因此研究人员正在积极致力于为该过程开发新材料。波兰研究人员在最近出版的“噻吨酮衍生物作为用于光聚合过程的新型有机光催化剂和可见光下光固化树脂的3D打印”一文中,探索了由广泛使用的鎓盐衍生的光引发剂的3D打印。

这些盐通常更容易用于与紫外线相关的聚合过程中。为了扩大其在可见光光聚合反应中的应用,研究小组探索了鎓盐与称为噻吨酮的化合物的组合。

在这项研究中,研究人员探索了五种基于噻吨酮的新化合物:

“……噻吨酮衍生物在2,4-二乙基噻吨酮-9-一的7位具有4-(二苯胺)苯基取代基和咔唑基取代基。因此,开发了由两个发色部分组成的化合物。咔唑衍生物本身是光聚合过程中众所周知的添加剂,例如 N-乙烯基咔唑(NVK)和9H-咔唑-9-乙醇(CARET)。”研究人员说。

由于它们的吸收特性,他们还使用咔唑衍生物来启动3D打印。作者提出了一个可以引发阳离子和自由基光聚合过程的新系统,这是他们的研究重点。

3D打印

(a)2,4-二乙基-噻吨酮-9-衍生物在乙腈中的吸收性能。(b)用作光引发体系组分的鎓盐和其他添加剂的吸收性能:IOD-双(4-叔丁基苯基)碘六氟磷酸盐,TAS-三芳基六氟磷酸盐,EDB-4-(二甲基氨基)苯甲酸乙酯,NPG- N-苯基甘氨酸,EBPA-α-溴苯基乙酸乙酯,TPO-二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。

3D打印

乙腈中2,4-二乙基-噻吨酮-9-一衍生物的光吸收数据:最大吸收波长(λmax-abs),在λmax处和在405 nm和405 nm LED的最大发射波长处的摩尔消光系数(ε) 420纳米

3D打印

2,4-****thyl-thioxanthen-9-one衍生物在这项工作中进行了研究。

研究人员开始研究2,4-二乙基-噻吨酮9-one衍生物的光吸收特性,以及诸如鎓盐之类的添加剂的有趣吸收特性。接下来,他们研究了衍生物(例如2,4-二乙基-噻吨酮-9-one)作为光敏剂的性能。这使研究人员可以将发光二极管(LED)集成到光聚合反应中的光源中,同时在相同的实验环境中发送其他参考系统信息。

3D打印

UVACURE®1500的光聚合曲线(在存在基于IOD(1%w / w)和2,4-二乙基-噻吨黄酮9-一衍生物(0.2%w)的不同光引发体系的情况下,空气中的环氧官能度转换与辐射时间的关系/ w))暴露于(a)可见LED @ 405 nm,(b)可见LED @ 420 nm。辐照开始于t = 10 s。

3D打印

鎓盐对于此过程的大部分过程至关重要,取决于电子,并通过电子转移过程达到光敏化,其中一个电子供体从光敏剂转移到电子受体。在光敏剂被氧化的情况下发生光氧化还原反应,并且鎓盐减少。

3D打印

在3D打印实验后,基于具有T1(0.07%w / w)和TMPTA的配方获得的图案。

还使用各种光引发系统对激光二极管进行了3D打印实验。这些是基于以下:2,4-二乙基-7- [4-(Ñ -phenylanilino)苯基]在TMPTA和在TMPTA / UVACURE噻吨-9-酮(T1)® 1500的共混物。研究人员指出,由于噻吨酮衍生物T1制剂具有“高光敏性”,因此光聚合是有效且高效的。

3D打印

在3D打印实验后,基于具有T1(0.07%wt。)/ IOD(0.33%wt。)和TMPTA /UVACURE®1500(1:1)的配方获得的图案。

研究人员使用NEJE DK-8-KZ 1000 mW激光雕刻机打印机对3D对象进行实验,并用光学立体显微镜和多功能数码显微镜对其进行观察。使用M365L2 UV-LED作为光源。

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