光引發(fā)劑也被稱為光敏劑或光固化劑，是一類化合物，可在紫外光區(qū)內(nèi)250-420nm范圍內(nèi)或可見光區(qū)400-800nm處吸收一定波長(zhǎng)的能量，產(chǎn)生自由基、陽(yáng)離子等，從而引發(fā)單體聚合交聯(lián)固化的化合物。引發(fā)劑分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)單線態(tài)、通過系間竄躍到激發(fā)單線態(tài)；在激發(fā)單線態(tài)或三線態(tài)經(jīng)歷單分子或雙分子化學(xué)作用后，產(chǎn)生能夠引發(fā)單體聚合的活性碎片，這些活性碎片可能是自由基、陽(yáng)離子、陰離子等。根據(jù)引發(fā)機(jī)理，可以將光引發(fā)劑分為自由基聚合和陽(yáng)離子型兩種，其中自由基聚合光引發(fā)劑的應(yīng)用最為廣泛。自由基型光引發(fā)劑按其產(chǎn)生自由基的作用機(jī)制分為裂解光引發(fā)劑和奪氫型光引發(fā)劑。取代馬來酰亞胺是一種自由基光引發(fā)劑，早在1968年就有報(bào)道稱N-取代馬來酰亞胺在無光引發(fā)劑情況下可以進(jìn)行光聚合，即N-取代馬來酰亞胺具有可以引發(fā)聚合又能參與聚合的特性。

N-取代馬來酰亞胺引發(fā)機(jī)制。

取代馬來酰亞胺的分子處于電狀態(tài)，但是可以通過氮上取代基進(jìn)行調(diào)節(jié)。由電性單體和吸電性單體所形成的電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物(CTC)在光照作用下可形成交變共聚物，使電性單體與吸電性單體相互作用強(qiáng)弱決定了反應(yīng)途徑是產(chǎn)生自由基還是離子型。強(qiáng)供電性單體、弱吸電性單體、弱供電性單體、吸電單體易形成自由基。Olson等對(duì)一系列N-取代馬來酰亞胺和2-氯乙基醚共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)順丁酰亞胺單元比反式構(gòu)型更多。結(jié)果表明，當(dāng)給體HOMO與受體LUMO交疊最大時(shí)，CTC的CTC濃度最高，因此，在成鍵引發(fā)機(jī)制形成的產(chǎn)物中，CTC最穩(wěn)定。結(jié)果表明，在溶液中，N-芳基馬來酰亞胺和p-取代的苯乙烯在溶液中進(jìn)行光聚合，發(fā)現(xiàn)吸電子基團(tuán)在芳香基對(duì)位上的馬來酰亞胺更容易與p-取代的苯乙烯形成CTC，從而引起交變反應(yīng)。

Jonsson等人提出激發(fā)態(tài)馬來酰亞胺從電子給體中獲得一個(gè)電子形成自由基的陰離子，然后再通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移得到烯醇酮自由基，從而引發(fā)聚合反應(yīng)。

光引發(fā)劑N-取代馬來酰亞胺的特性。

和常規(guī)光引發(fā)劑相比，N-取代馬來酰亞胺有三個(gè)作為光引發(fā)劑的優(yōu)點(diǎn)：

1、N-取代馬來酰亞胺與乙烯基醚的光聚合對(duì)氧的敏感性較低；

2、給體中的N-取代馬來酰亞胺從給體中取出一個(gè)氫后，會(huì)形成兩個(gè)自由基，它們都能引發(fā)聚合，因而引發(fā)反應(yīng)活性較高；

N-取代馬來酰亞胺引發(fā)反應(yīng)后加入到聚合物中形成丁二酰亞胺結(jié)構(gòu)，而原有共軛結(jié)構(gòu)消失，紫外吸收向短波長(zhǎng)遷移，產(chǎn)物在300nm以上基本無吸收。

因此，N-取代馬來酰亞胺的光引發(fā)反應(yīng)是一個(gè)光漂白過程，其結(jié)果是：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，固化物對(duì)光的吸收降低，因而其光固化深度比傳統(tǒng)光引發(fā)劑深，固化產(chǎn)物的耐候性更好。現(xiàn)有UV固化中的光引發(fā)劑一方面殘留在固化物中，另一方面光引發(fā)劑分解后的產(chǎn)物會(huì)產(chǎn)生異味和毒性，導(dǎo)致產(chǎn)品耐候性差，限制了在戶外的應(yīng)用。而且普通光引發(fā)劑的殘留和分解產(chǎn)物對(duì)產(chǎn)品的光穩(wěn)定性都有影響，有研究表明丙烯酸聚氨酯樹脂與丙烯酸環(huán)氧樹脂并用，光老化穩(wěn)定性比同類型有明顯提高，使用光引發(fā)劑1173的固化膜經(jīng)光老化1266小時(shí)后，色差變化達(dá)到2級(jí)。用二苯酮和甲基二乙醇胺引發(fā)系統(tǒng)色差為1級(jí)，光老化后1266小時(shí)，光老化后色差呈0級(jí)變化，色差明顯變低，熱分析結(jié)果表明其熱穩(wěn)定性沒有變化。

取代馬來酰亞胺作為光引發(fā)劑的應(yīng)用及發(fā)展前景。

光固化材料和技術(shù)廣泛應(yīng)用于涂料、油漆、油墨、粘合劑和復(fù)合材料等領(lǐng)域，也可用于制作光盤和高清晰度印刷電路板，近年來其應(yīng)用擴(kuò)展到三維立體刻蝕、全息記錄和芯片。但光固化過程中加入的光引發(fā)劑在化學(xué)反應(yīng)中不會(huì)發(fā)生完全反應(yīng)，光引發(fā)劑光解產(chǎn)生自由分子的小分子副產(chǎn)物。剩余光引發(fā)劑及小分子副產(chǎn)物會(huì)引起光固化產(chǎn)物發(fā)黃、老化、有異味，影響外觀及性能。取代馬來酰亞胺作為反應(yīng)型光引發(fā)劑，在無光引發(fā)劑條件下光照條件下均聚均聚，既是光引發(fā)劑也是聚合單體，克服了上述傳統(tǒng)光引發(fā)劑的缺點(diǎn)。近幾年，對(duì)N-取代馬來酰亞胺作為光引發(fā)劑的研究和探索不斷深入，相信會(huì)有更多成果出現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域。