4 - A clorobenzofenona possui uma estrutura molecular única que lhe permite interagir com a luz ultravioleta de forma específica. A molécula contém sistemas de elétrons π conjugados, principalmente devido à presença dos dois anéis fenil e do grupo carbonila (). Esses sistemas conjugados são responsáveis pela sua capacidade de absorver a luz UV.
Uma vez que a 4 - Clorobenzofenona está em estado excitado devido à absorção da luz UV, ela sofre uma série de transformações químicas para gerar espécies reativas. No caso da 4 - Clorobenzofenona, que é um tipo de fotoiniciador de radicais livres, normalmente gera radicais livres.
A molécula excitada de 4 - Clorobenzofenona pode sofrer uma reação de Norrish tipo I. Nesta reação, a ligação carbono-carbono adjacente ao grupo carbonila (ligação) é clivada. A energia da excitação induzida por UV enfraquece essa ligação, fazendo com que ela se quebre homoliticamente. Como resultado, dois radicais livres são formados: um radical benzoíla () e um radical 4 - clorofenil (). Esses radicais livres são espécies altamente reativas com elétrons desemparelhados e são cruciais para iniciar o processo de polimerização no revestimento curável por UV. A formação destes radicais livres é um processo rápido que ocorre muito pouco tempo após a absorção da luz UV pela 4 - Clorobenzofenona.
Os radicais livres gerados a partir da 4 - Clorobenzofenona desempenham um papel central no início da polimerização dos monômeros e pré - polímeros presentes no revestimento curável por UV. Os monômeros no revestimento normalmente contêm ligações duplas carbono-carbono ().
Os radicais livres, como o radical benzoíla e o radical 4 - clorofenil, reagem com as ligações duplas dos monômeros. O elétron desemparelhado do radical livre ataca um dos átomos de carbono na ligação dupla. Esta reação de adição forma uma nova ligação covalente, e o elétron desemparelhado é transferido para o outro átomo de carbono da ligação dupla, criando um novo radical livre no final da unidade monomérica. Por exemplo, se o monômero for um monômero de acrilato (, onde é um grupo orgânico), o radical benzoíla () pode ser adicionado à ligação dupla da seguinte forma: Este novo monômero terminado em radical livre pode então reagir com outra molécula de monômero, continuando o processo de polimerização de crescimento em cadeia.
Custo - Eficácia
Ao considerar a relação custo-benefício da 4 - Clorobenzofenona em comparação com outros fotoiniciadores comuns, ela se destaca em vários aspectos. No mercado, o preço da 4 - Clorobenzofenona é relativamente competitivo. Por exemplo, em comparação com alguns fotoiniciadores de alto desempenho, mas mais caros, como o óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina (TPO), que é frequentemente usado em aplicações que exigem cura de alta qualidade e tem um preço relativamente alto por unidade de massa, 4 - A clorobenzofenona oferece uma opção mais econômica.
A relação custo-benefício não diz respeito apenas ao preço da matéria-prima. Como a 4-clorobenzofenona pode ser usada em concentrações relativamente mais baixas em formulações de revestimentos curáveis por UV e, ao mesmo tempo, alcançar resultados de cura satisfatórios, ela reduz ainda mais o custo geral. Em muitas aplicações padrão de revestimento curável por UV, uma concentração de 0,5% - 5% de 4-clorobenzofenona em peso da formulação de revestimento é suficiente. Isso significa que, para a produção de revestimentos em larga escala, a quantidade de fotoiniciador necessária é relativamente pequena, levando a economias de custos significativas ao longo do tempo. Em contraste, alguns outros fotoiniciadores podem necessitar de ser utilizados em concentrações mais elevadas para atingir o mesmo nível de eficiência de cura, aumentando assim o custo global da formulação de revestimento.
Propriedades Físicas
O uso de 4 - Clorobenzofenona como fotoiniciador confere diversas propriedades físicas desejáveis aos revestimentos curados por UV. Uma das vantagens notáveis é a melhoria da dureza. A dureza é crucial para revestimentos, pois determina a resistência do revestimento a arranhões, abrasão e desgaste. Revestimentos curados com 4 - Clorobenzofenona geralmente exibem um valor de dureza mais alto em comparação com aqueles curados com alguns outros fotoiniciadores.
Em um experimento de teste de dureza usando o método de dureza do lápis, um revestimento curável por UV formulado com 4 - clorobenzofenona alcançou uma dureza de 3H, enquanto uma formulação de revestimento semelhante com um fotoiniciador diferente (por exemplo, um derivado à base de benzofenona de desempenho inferior) atingiu apenas uma dureza de 2H. Esta maior dureza torna os produtos revestidos mais adequados para aplicações onde é provável que entrem em contacto com superfícies abrasivas, como na indústria automóvel, onde as carroçarias dos automóveis estão expostas a vários factores ambientais e potenciais riscos.
Aspectos Ambientais e de Segurança
4 - A clorobenzofenona tem a vantagem da baixa volatilidade e do perfil de odor relativamente baixo, o que é altamente benéfico tanto para o meio ambiente quanto para a saúde dos usuários. A baixa volatilidade significa que durante a aplicação do revestimento e o processo de cura, menos vapores nocivos são liberados no ar.
Em um processo de revestimento em ambiente fechado, como em uma cabine de pintura, o uso de 4 - Clorobenzofenona pode reduzir significativamente a concentração de compostos orgânicos voláteis (VOCs) no ar. Isto não só ajuda a cumprir as regulamentações ambientais relativas à qualidade do ar, mas também cria um ambiente de trabalho mais saudável para os operadores. Os trabalhadores têm menos probabilidade de serem expostos a fumos potencialmente nocivos, reduzindo o risco de problemas respiratórios e outros problemas de saúde associados à exposição a COV.
Toxicidade e Segurança
No que diz respeito à toxicidade, o 4 - Clorobenzofenona tem sido estudado e seu perfil de segurança apresenta certas vantagens em comparação com alguns outros fotoiniciadores. De acordo com os dados toxicológicos disponíveis, 4 - A clorobenzofenona apresenta uma toxicidade aguda relativamente baixa. Em testes de toxicidade aguda, descobriu-se que os valores de LD50 (dose necessária para matar 50% de uma população de teste) para 4 - Clorobenzofenona são relativamente altos, indicando que uma quantidade relativamente grande da substância precisaria ser ingerida ou de outra forma exposta a causar danos graves.
Em termos de irritação cutânea e ocular, o manuseio adequado da 4 - Clorobenzofenona, seguindo as orientações de segurança, como o uso de equipamentos de proteção individual (EPI) adequados, como luvas e óculos de segurança, pode minimizar o risco de efeitos adversos. Quando comparado a alguns fotoiniciadores que podem ser mais irritantes para a pele ou olhos, 4 - A clorobenzofenona apresenta risco menor. Em ambientes industriais, o uso de 4-clorobenzofenona pode ser gerenciado com protocolos de segurança padrão. Por exemplo, em uma fábrica de revestimentos, os trabalhadores são treinados para manusear formulações contendo 4 - clorobenzofenona com cuidado, e a fábrica está equipada com sistemas de ventilação adequados para evitar o acúmulo de possíveis vapores ou poeira. Isso garante que o uso de 4 - Clorobenzofenona na produção de revestimentos curáveis por UV possa ser realizado com segurança, com risco mínimo à saúde dos trabalhadores e ao meio ambiente.
Conclusão
4 - A clorobenzofenona desempenha um papel fundamental como fotoiniciador em revestimentos curáveis por UV. Sua estrutura química única permite absorver eficazmente a luz UV, gerando radicais livres reativos que iniciam o processo de polimerização, levando à formação de um revestimento durável e de alto desempenho.
As vantagens da 4 - Clorobenzofenona sobre outros fotoiniciadores são numerosas. Oferece custo-benefício, preço competitivo e capacidade de uso em concentrações relativamente baixas. Sua eficiência de cura é notável, apresentando velocidades de cura rápidas e boa profundidade de cura. Os revestimentos resultantes exibem excelentes propriedades físicas e químicas, incluindo alta dureza, flexibilidade, resistência ao desgaste e resistência química. Além disso, sua baixa volatilidade, perfil de baixo odor e toxicidade relativamente baixa o tornam uma opção mais ecologicamente correta e segura para o usuário.
