4 - La clorobenzofenona tiene una estructura molecular única que le permite interactuar con la luz ultravioleta de una manera específica. La molécula contiene sistemas de electrones π conjugados, principalmente debido a la presencia de dos anillos de fenilo y el grupo carbonilo (). Estos sistemas conjugados son responsables de su capacidad para absorber la luz ultravioleta.
Una vez que la 4 - clorobenzofenona se encuentra en un estado excitado debido a la absorción de la luz ultravioleta, sufre una serie de transformaciones químicas para generar especies reactivas. En el caso de la 4 - clorobenzofenona, que es un tipo de fotoiniciador de radicales libres, normalmente genera radicales libres.
La molécula excitada de 4 - clorobenzofenona puede sufrir una reacción de Norrish tipo I. En esta reacción, se escinde el enlace carbono-carbono adyacente al grupo carbonilo (enlace). La energía de la excitación inducida por los rayos UV debilita este enlace, provocando que se rompa homolíticamente. Como resultado, se forman dos radicales libres: un radical benzoílo () y un radical 4 - clorofenilo (). Estos radicales libres son especies altamente reactivas con electrones desapareados y son cruciales para iniciar el proceso de polimerización en el recubrimiento curable por UV. La formación de estos radicales libres es un proceso rápido que ocurre muy poco tiempo después de la absorción de la luz ultravioleta por la 4 - clorobenzofenona.
Los radicales libres generados a partir de la 4 - clorobenzofenona desempeñan un papel central en el inicio de la polimerización de los monómeros y prepolímeros presentes en el recubrimiento curable por UV. Los monómeros del recubrimiento suelen contener dobles enlaces carbono-carbono ().
Los radicales libres, como el radical benzoílo y el radical 4 - clorofenilo, reaccionan con los dobles enlaces de los monómeros. El electrón desapareado del radical libre ataca a uno de los átomos de carbono del doble enlace. Esta reacción de adición forma un nuevo enlace covalente y el electrón desapareado se transfiere al otro átomo de carbono del doble enlace, creando un nuevo radical libre al final de la unidad monomérica. Por ejemplo, si el monómero es un monómero de acrilato (, donde es un grupo orgánico), el radical benzoilo () se puede agregar al doble enlace de la siguiente manera: . Este nuevo monómero terminado en radical libre puede luego reaccionar con otra molécula de monómero, continuando el proceso de polimerización de crecimiento en cadena.
Costo - Efectividad
Al considerar la rentabilidad de la 4 - Clorobenzofenona en comparación con otros fotoiniciadores comunes, se destaca en varios aspectos. En el mercado, el precio de la 4 - clorobenzofenona es relativamente competitivo. Por ejemplo, en comparación con algunos fotoiniciadores de alto rendimiento pero más caros, como el óxido de 2,4,6 - trimetilbenzoildifenilfosfina (TPO), que se utiliza a menudo en aplicaciones que requieren un curado de alta calidad y tiene un precio relativamente alto por unidad de masa, 4 - La clorobenzofenona ofrece una opción más económica.
La rentabilidad no se trata sólo del precio de la materia prima. Dado que la 4 - clorobenzofenona se puede usar en concentraciones relativamente más bajas en formulaciones de recubrimiento curables por UV y al mismo tiempo lograr resultados de curado satisfactorios, reduce aún más el costo general. En muchas aplicaciones de recubrimiento curables por UV estándar, es suficiente una concentración de 0,5% - 5% de 4 - clorobenzofenona en peso de la formulación de recubrimiento. Esto significa que para la producción de recubrimientos a gran escala, la cantidad de fotoiniciador necesaria es relativamente pequeña, lo que conduce a importantes ahorros de costes con el tiempo. Por el contrario, es posible que sea necesario utilizar algunos otros fotoiniciadores en concentraciones más altas para lograr el mismo nivel de eficiencia de curado, aumentando así el costo total de la formulación del recubrimiento.
Propiedades físicas
El uso de 4 - clorobenzofenona como fotoiniciador imparte varias propiedades físicas deseables a los recubrimientos curables por UV curados. Una de las ventajas notables es la mejora de la dureza. La dureza es crucial para los recubrimientos, ya que determina la resistencia del recubrimiento al rayado, la abrasión y el desgaste. Los recubrimientos curados con 4 - clorobenzofenona a menudo presentan un valor de dureza más alto en comparación con los curados con otros fotoiniciadores.
En un experimento de prueba de dureza utilizando el método de dureza del lápiz, un recubrimiento curable por UV formulado con 4 - clorobenzofenona logró una dureza de 3H, mientras que una formulación de recubrimiento similar con un fotoiniciador diferente (por ejemplo, un derivado a base de benzofenona de menor rendimiento) Sólo alcanzó una dureza de 2H. Esta mayor dureza hace que los productos recubiertos sean más adecuados para aplicaciones en las que es probable que entren en contacto con superficies abrasivas, como en la industria automotriz, donde las carrocerías están expuestas a diversos factores ambientales y posibles rayones.
Aspectos ambientales y de seguridad
4 - La clorobenzofenona tiene la ventaja de una baja volatilidad y un perfil de olor relativamente bajo, lo que es muy beneficioso tanto para el medio ambiente como para la salud de los usuarios. La baja volatilidad significa que durante la aplicación del recubrimiento y el proceso de curado, se liberan al aire menos vapores nocivos.
En un proceso de recubrimiento en ambiente cerrado, como en una cabina de pulverización de pintura, el uso de 4 - clorobenzofenona puede reducir significativamente la concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV) en el aire. Esto no sólo ayuda a cumplir las normas medioambientales relativas a la calidad del aire, sino que también crea un entorno de trabajo más saludable para los operadores. Es menos probable que los trabajadores estén expuestos a vapores potencialmente dañinos, lo que reduce el riesgo de problemas respiratorios y otros problemas de salud asociados con la exposición a COV.
Toxicidad y seguridad
En lo que respecta a la toxicidad, se ha estudiado la 4 - clorobenzofenona y su perfil de seguridad muestra ciertas ventajas en comparación con otros fotoiniciadores. Según los datos toxicológicos disponibles, la 4 - clorobenzofenona tiene una toxicidad aguda relativamente baja. En pruebas de toxicidad aguda, se ha descubierto que los valores de LD50 (la dosis requerida para matar al 50% de una población de prueba) para 4 - Clorobenzofenona son relativamente altos, lo que indica que sería necesario ingerir o ingerir una cantidad relativamente grande de la sustancia. de lo contrario podría causar daños graves.
En términos de irritación de la piel y los ojos, la manipulación adecuada de la 4 - clorobenzofenona, siguiendo las pautas de seguridad, como el uso de equipo de protección personal (EPP) adecuado, como guantes y gafas de seguridad, puede minimizar el riesgo de efectos adversos. En comparación con algunos fotoiniciadores que pueden ser más irritantes para la piel o los ojos, la 4 - Clorobenzofenona presenta un riesgo menor. En entornos industriales, el uso de 4 - clorobenzofenona se puede gestionar con protocolos de seguridad estándar. Por ejemplo, en una planta de fabricación de recubrimientos, los trabajadores están capacitados para manipular con cuidado las formulaciones que contienen 4 (clorobenzofenona) y la planta está equipada con sistemas de ventilación adecuados para evitar la acumulación de posibles humos o polvo. Esto garantiza que el uso de 4 - clorobenzofenona en la producción de recubrimientos curables por UV pueda llevarse a cabo de forma segura, con un riesgo mínimo para la salud de los trabajadores y el medio ambiente.
Conclusión
4 - La clorobenzofenona desempeña un papel fundamental como fotoiniciador en recubrimientos curables por UV. Su estructura química única le permite absorber la luz ultravioleta de manera efectiva, generando radicales libres reactivos que inician el proceso de polimerización y conducen a la formación de un recubrimiento duradero y de alto rendimiento.
Las ventajas de la 4 - Clorobenzofenona sobre otros fotoiniciadores son numerosas. Ofrece rentabilidad, con un precio competitivo y la capacidad de usarse en concentraciones relativamente bajas. Su eficiencia de curado es notable, con velocidades de curado rápidas y buena profundidad de curado. Los recubrimientos resultantes exhiben excelentes propiedades físicas y químicas, que incluyen alta dureza, flexibilidad, resistencia al desgaste y resistencia química. Además, su baja volatilidad, bajo perfil de olor y toxicidad relativamente baja lo convierten en una opción más respetuosa con el medio ambiente y segura para el usuario.
