В химии инициирование — это химическая реакция , которая запускает одну или несколько вторичных реакций. Инициирование создает реактивный центр на молекуле , который вызывает цепную реакцию . [1] Реактивный центр, образующийся при инициировании , обычно представляет собой радикал , но также может быть катионом или анионом . [2] Как только реакция инициируется, вид проходит этап размножения, при котором реакционноспособные виды реагируют со стабильными молекулами, образуя стабильные и реактивные виды. Этот процесс может привести к образованию очень длинных цепочек молекул, называемых полимерами , которые являются строительными блоками для многих материалов. [3] После распространения реакция прекращается . Существуют различные типы инициирования , причем двумя основными способами являются термическое инициирование и фотоинициирование ( световое). [4] [5]
Термическое инициирование предполагает инициирование реакции в присутствии тепла , обычно при очень высоких температурах. Нагревание реакции может привести к радикальному инициированию субстрата(ов). [6] В присутствии тепла мономер может самоинициироваться и вступать в реакцию с другими мономерами или парами мономеров. Этот процесс называется спонтанной полимеризацией и требует большого количества тепла (до 200°C). [4] Чтобы мономеры инициировались и полимеризовались с мономером одного и того же типа (так называемая гомополимеризация ), для инициирования мономеров необходимо ~180°C. [4] Сополимеризация , то есть когда различные виды мономеров инициируются и реагируют друг с другом, более стабильна и может происходить при более низких температурах, чем гомополимеризация . [4] Самоинициация между гомомономерами представляет собой сложный для наблюдения механизм , поскольку инициируемые виды не всегда представляют собой мономеры одного и того же типа. [4] Иногда примеси, обнаруженные в реакционной колбе с мономерами, инициируются и полимеризуются с мономерами вместо инициирования мономера. [4]
Фотоинициирование происходит , когда мономеры инициируются световым облучением . Светодиодный свет проходит через реакционную колбу, которая возбуждает мономеры, превращая их в химически активные соединения, в основном радикалы и ионы , которые затем могут полимеризоваться. [5] Существует две механистические классификации реакций фотоинициирования: фотоокислительно-восстановительный процесс или внутримолекулярный фотохимический процесс. [7] Этот тип инициирования может происходить при гораздо более низких температурах, в основном при комнатной температуре, а затем при термическом инициировании . [5] Это делает фотоинициирование гораздо более практичным, чем термическое инициирование . Фотоинициирование также вызывает меньше побочных реакций, чем термическое, и содержит меньше примесей . [5] Хотя термическое инициирование трудно поддерживать, фотоинициирование обеспечивает простой способ инициирования полимеризации мономеров. [5] Фотоинициирование даже используется в таких приложениях, как изготовление различных покрытий, клеев , чернил и микроэлектроники . [5]