Iniciadores

Iniciadores de la fotopolimerización

Los iniciadores de la fotopolimerización son compuestos especializados que activan la polimerización tras la exposición a la luz, normalmente a la luz ultravioleta. Se descomponen para generar radicales libres, cationes o aniones cuando se exponen a longitudes de onda específicas de luz. Los fotoiniciadores se dividen generalmente en fotoiniciadores de tipo I y fotoiniciadores de tipo II. Estos iniciadores se utilizan en tintas offset, tintas serigráficas, adhesivos, lacas blancas, fotorresistentes, revestimientos pigmentados y en revestimientos de papel, metal, madera y plástico.

Fotoiniciadores de tipo I

Los fotoiniciadores de tipo 1 sufren una escisión de enlace unimolecular tras la irradiación, lo que conduce a la formación directa de radicales libres. Entre los fotoiniciadores de tipo 1 comúnmente utilizados se incluyen Benzoína metil éter, 4,4′-Dimetilbenzil, 2,2-Dimetoxi-2-fenilacetofenona, y 2-Hidroxi-2-metilpropiofenona.

Estos iniciadores son conocidos por su rápida velocidad de curado y su alta eficacia, eliminando la necesidad de cualquier coiniciador. Sin embargo, tienen algunas limitaciones: presentan una solubilidad limitada, son susceptibles a la inhibición por oxígeno y, aunque algunos iniciadores de tipo I son menos pigmentados que los de tipo II, aún pueden contribuir al amarilleamiento con el tiempo, especialmente en sistemas de alta concentración.

Fotoiniciadores de tipo II

Los fotoiniciadores de tipo II experimentan una reacción bimolecular, en la que el estado excitado del fotoiniciador interactúa con una segunda molécula (un coiniciador) para generar radicales libres. Ejemplos de fotoiniciadores de tipo 2 comúnmente utilizados son 4,4′-Bis(dietilamino)benzofenona y 2,4-Dietil-9H-tioxanten-9-ona.

Estos iniciadores absorben la luz visible y pueden proporcionar propiedades de película mejoradas, como una mayor adherencia y un menor amarilleamiento. Sin embargo, tienen una velocidad de curado más lenta y requieren un coiniciador, que puede plantear riesgos de migración y toxicidad. Debido a su menor eficacia y a la necesidad de un coiniciador, los sistemas de tipo II suelen requerir concentraciones más altas para alcanzar el nivel de curado deseado.

Fotoiniciadores biocompatibles

Irgacure 2959 y Fenil-2,4,6-trimetilbenzoilfosfinato de litio (LAP) son fotoiniciadores de uso común en la preparación de metacrilato de gelatina para bioimpresión 3D de construcciones de tipo vascular.

Los iniciadores biocompatibles desempeñan un papel crucial en diversas aplicaciones, como la terapia fotodinámica, los recubrimientos antibacterianos, la bioimpresión 3D y la preparación de hidrogeles (como los hidrogeles de metacrilato de gelatina y metacrilato de dextrano) utilizados en ingeniería de tejidos. Estas aplicaciones incluyen la ingeniería de tejidos óseos y cartilaginosos, así como materiales dentales como los imprimadores de dentina. Entre ellos, el fenil-2,4,6-trimetilbenzoilfosfinato de litio (LAP) es el iniciador más utilizado.

LAP es un fotoiniciador soluble en agua y citocompatible, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones biológicas. Se prefiere a Irgacure 2959 debido a su excelente solubilidad en agua y a sus eficaces tasas de polimerización dentro del espectro de luz visible. Además, LAP demuestra una toxicidad reducida y una viabilidad celular mejorada, lo que respalda aún más su uso en aplicaciones biocompatibles.

Iniciadores radicales

Los iniciadores radicales se utilizan para la polimerización de monómeros vinílicos y acrílicos. Los iniciadores de polimerización azoica se utilizan ampliamente en resinas acrílicas para pinturas, resinas absorbentes de agua, coagulantes poliméricos, adhesivos y agentes de acabado de papel. La polimerización radical se inicia por la formación de radicales libres, que pueden generarse mediante energía térmica, luz o radiactividad. Estos iniciadores radicales también se utilizan en la polimerización radical controlada.

Iniciadores de polimerización radical controlada

Los iniciadores de polimerización radical controlada se utilizan para la polimerización de monómeros de vinilo. Existen tres tipos de polimerizaciones que incluyen la polimerización radical por transferencia de átomos (ATRP), la polimerización por transferencia de cadena por adición/fragmentación reversible (RAFT) y la polimerización mediada por nitróxido (NMP).

Iniciadores de Polimerización Radical por Transferencia Atómica (ATRP)

La Polimerización Radical por Transferencia Atómica (ATRP) es una técnica de polimerización radical controlada que permite la síntesis de polímeros bien definidos con pesos moleculares precisos y polidispersidad estrecha. Los iniciadores de la ATRP suelen ser compuestos halogenados, como bromo-alcanos o cloro-alcanos. Por ejemplo, 2-Hidroxietil 2-bromobutirato se utiliza habitualmente para formar polímeros telecélicos funcionalizados con hidroxi, que se aplican para modificar superficies, partículas o biomoléculas modificadas con carboxilato o isocianato. Pentaeritritol tetrakis (2-bromoisobutirato) se utiliza en la preparación de polímeros tetrafuncionales.

Iniciadores de polimerización por adición reversible/transferencia de cadena por fragmentación (RAFT)

La polimerización RAFT se utiliza para preparar homopolímeros y copolímeros en bloque de monómeros vinílicos. Los iniciadores comunes incluyen 1,1′-Azobis(ciclohexanecarbonitrilo) o 2,2′-Azobis(2-metilpropionitrilo). Los copolímeros en bloque sintetizados mediante RAFT se utilizan ampliamente en aplicaciones de administración de fármacos, biomineralización, biocompatibilización e hidrogeles.

Iniciadores de polimerización mediada por nitróxido (NMP)

El proceso NMP implica el uso de un iniciador radical, un monómero y un radical nitróxido para atrapar especies radicales intermedias, lo que permite la formación de homopolímeros y polímeros en bloque. Iniciadores como  N-tert-Butil-N-(2-metil-1-fenilpropil)-O-(1-feniletil)hidroxilamina y N-tert-Butil-O-[1-[4-(clorometil) fenil]etil]-N-(2-metil-1- fenilpropil)hidroxilamina se utilizan en la síntesis de polímeros y copolímeros de estireno y acrilato. TEMPO, un radical nitróxido estable, es esencial para controlar las polimerizaciones de radicales vivos. Los copolímeros en bloque generados a partir de NMP se utilizan en la dispersión de pigmentos, dispositivos de memoria y en la fabricación de compuestos.

Iniciadores basados en la solubilidad

Fotoiniciadores solubles en agua

Los iniciadores solubles en agua son compuestos que pueden iniciar la polimerización en medios acuosos. Cuando se utilizan iniciadores insolubles en agua con monómeros solubles en agua, primero deben disolverse en un disolvente no acuoso antes de mezclarse con el monómero para formar una emulsión en la fase acuosa. Este proceso puede limitar su eficacia para promover la fotopolimerización cuando se exponen a la luz. Por el contrario, la fotopolimerización se produce de forma más eficaz cuando los compuestos fotopolimerizables se encuentran en la misma fase disolvente que el iniciador.

El aumento de las condiciones de polimerización hidrofílicas, especialmente en sistemas de hidrogeles, ha creado una demanda de una nueva clase de fotoiniciadores solubles en agua. Ofrecemos fenil-2,4,6-trimetilbenzoilfosfinato de litio (LAP) y nanopartículas fotoiniciadoras dispersables en agua de fenil-2,4,6-trimetilbenzoilfosfinato de litio (LAP).a href="/product/aldrich/906808">difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)óxido de fosfina (TPO) como iniciadores eficaces para la fotopolimerización acuosa.

Fotoiniciadores solubles en aceite

Los fotoiniciadores solubles en aceite son compuestos que se disuelven en aceites u otros disolventes orgánicos y se utilizan para iniciar reacciones de polimerización en sistemas basados en aceite. Los polímeros resultantes se utilizan habitualmente en revestimientos para madera, tintas y adhesivos. Los iniciadores más utilizados en esta categoría incluyen benzofenonas, tioxantonas y alcanforquinona, como 4-hidroxibenzofenona y canforquinona.