Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

L15: EPR: Photoinitiatoren für die Härtung von LackenWie stellt man nun auf molekularer Ebenefest, wie gut ein Photoinitiator ist?Der Photoinitiator A-B absorbiert das eingestrahlteLicht. Die so erhaltene Überschussenergiewird zur homolytischen Spaltung einer chemischenBindung umgesetzt. An die so entstandenen Radikaleaddiert sich zunächst ein Monomermolekül(Startreaktion), anschließend weitere Monomere(Abb. 2).Diese entscheidenden Schritte der photoinitiiertenPolymerisation finden innerhalb weniger Nanosekunden(10 –9 s) statt. Will man diese Schritte aufder entscheidenden Zeitskala – also zeitaufgelöst– untersuchen, muss man sich relativ aufwändigerApparaturen bedienen. Zunächst benötigt man einenmöglichst kurzen Lichtimpuls, der die Spaltungdes Initiatormoleküls bewirkt. Dies wird am bestendurch den Einsatz eines Lasers erreicht. Die durchden Laserpuls erzeugten Radikale müssen detektiertwerden. Auf welchem Weg das RadikalpaarA• + B• gebildet wird und wie es weiterreagiert, erfährtman durch die Auswertung des entsprechendenCIDNP-Spektrums (Abb. 3). Die zeitaufgelösteTR-EPR-Methode zeigt in Echtzeit den Ablauf derStartreaktion (Abb. 4)Untersuchungen an zahlreichen Photoinitiatorsystemenliefern Auskunft über ihre Struktur undReaktivität. Der Vergleich zwischen experimentellenDaten und mittels theoretischer quantenmechanischerRechnungen berechneten Größen führtzu Struktur-Wirkungsbeziehungen. Damit wird einwesentlicher Beitrag zum Design neuer Photoinitiatorengeleistet.Literatur[1] K. Dietliker, T. J. Jung, J. Benkhoff, H.Kura, A. Matsumoto, H. Oka, D. Hristova,G. Gescheidt, G. Rist (2004) „New developmentsin photoinitiators“. Macromol. Symp.217, 77– 97.Georg Gescheidt, Daniela Hristova, Dmytro NeshchadinTechnische Universität GrazInstitut für Physikalische und Theoretische ChemieAbbildung 3:CIDNP-Spektrum eines Bisacylphosphinoxid-Photoinitiators.158Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005