近年来，光引发聚合在光固化胶粘剂、光固化油墨、光固化涂料、3D打印等领域得到了广泛应用。光聚合过程通常被认为是一种“绿色化学”，利用光作为驱动力，通过吸收光子能量并发生伴随的光化学反应，形成合适的引发活性种，例如自由基、阳离子等，从而诱导聚合反应的进行。因此，选择合适的吸光物质，即光引发剂就变得至关重要。内因在于光引发剂的吸光性质（主要是波长和摩尔消光系数）和反应活性直接决定了其引发性能，外因在于光引发剂的吸收光谱与光源的发射光谱是否匹配直接影响光引发体系的效率。下面，我们对上述概念及相互关系做一一阐述，希望能对业界同仁有一点点启发。

      光引发剂（Photoinitiator，PI）是光固化反应和光固化产品中最重要的组成部分。图1就是工业化中最常用的一些光引发剂的分子结构，包括自由基型光引发剂（分为光裂解Type I型，例如1173、184和夺氢Type II型，例如BP、ITX）和阳离子型光引发剂（最后两  种碘鎓盐和硫鎓盐）。

       从上述光引发剂的分子结构可以看出，分子的主要的吸光基团就是苯环，这就决定了这些光引发剂分子的最大吸收波长基本上处于UVB区域（280-320nm，图2），以油墨领域广泛使用的907为例，如图3所示。从图中可以看出，光引发剂907在乙腈溶剂中的最大吸收峰的波长位于304nm（吸收峰与溶剂相关，在具体配方中会发生移动），最大摩尔消光系数ε304nm~18000 L Mol-1 cm-1，可以说，在这个波段的吸收是非常强的。以907为代表的这类传统的光引发剂，其开发的时代背景是激发光源为高压汞灯，高压汞灯的发射光谱在302nm有一个非常强的发生峰（图2），所以在汞灯激发下，907这类光引发剂习惯效率非常高，是一类非常高效的光引发剂，迄今在光固化油墨等领域有很大的用量。然而，在进入UV-LED时代的时候，我们却发现很多类似907这类传统的常用光引发剂的使用却受到了很大的制约，究其原因，是因为LED的发射波长和汞灯的发射波长有很大的不同，而我们观测907在UVALED波段的吸收时，发现其吸光度是非常小的，例如其ε365nm~100 L Mol-1 cm-1。

     我们知道，当前工业化应用相对成熟的UVLED光源的发射光谱主要位于UVA波段并且偏长波的区域， 即365-405nm，很明显，传统的光引发剂大多数与LED光源的发射光谱是严重不匹配的，实际上，除了TPO、819、ITX等几种引发剂在该区域有较好的吸收之外，其余引发剂在UVA波段的吸收都是很小的。这点可以从图3（右）中得到很好的解释。

     那么是否可以做出跟传统光引发剂的吸收波长相匹配的LED光源呢？从理论上说，什么波长的LED光源都是可以做出来的，如图4所示，改变半导体材料的配比，就可以制造出不同发射波长的LED芯片来。

       抛开最难的芯片的制造不谈，单从UVLED光源来说，就涉及到芯片的规格选择、芯片的封装方式、系统的光学设计、电源系统的选择、散热系统的方案设计等等，任何一个环节做得不好，都会影响到整个系统的稳定性和可靠性。所以虽然理论上什么波长的LED光源都可以做，但是能够真正产业化应用的却很有限。

       由于LED的发射光谱较窄，半峰宽（60%的发光功率）一般在10nm以内。以365nm和395nmLED为例，我们发现与907的吸收光谱重叠非常小，这就导致光引发剂的吸收光谱和LED发射光谱重叠积分很弱，那么光源的能量大部分都浪费掉了，并不能用于引发光化学反应。然而，实际光聚合效果证明，这些光引发剂在用LED为光源的时候，是可以有效地引发聚合的。因此，我们必须考虑配方中的其它因素。内因和外因需要综合考虑。

       这是因为光固化是一个从配方到光源相互作用的复杂体系，摩尔消光系数只是影响配方吸光能力的一个因素。还有光强、漆膜厚度和引发剂浓度的因素也必须考虑。一个配方涂成薄膜之后，其吸光度（A）符合朗格-比尔定律：

       其中，ε是与波长有关的摩尔消光系数，如图1所示，在不同波长处是不同的。一般来说，当ε的数值大于100L Mol-1cm-1，光引发剂就有使用价值，如907在365nm处的摩尔消光系数就处于这个范围。一类特殊的可见光光引发剂樟脑醌（CQ），其在可见光区域的值只有29 L Mol-1光固化等领域应用效果非常理想。其原因在于后面的两个参数。这里c就是摩尔浓度，在实际配方中，一般用质量浓度来使用，一般的光引发剂的质量含量为2%~6%，一般不超过8%~10%，以清漆类配方为例，稀释剂和树脂的密度假设为1g/mL，c约为0.067~0.33mol/L，这是相当高的数值，在图2的乙腈溶剂中，c约为10-4 mol/L，因此配方中的浓度是100-1000倍，因此，在UVA阶段的吸收会明显增高；l在公式里面就是薄膜的厚度，单位是cm。实际应用的涂层的厚度是微米级，一般5~50μm范围。这样配方的吸光度A可以通过公式计算得到，约为0.02~2.0。配方薄膜吸收光的比例可以通过A值计算出来：

       根据公式（2），代入A = 0.02~2.0，可以计算出在吸光度范围内，薄膜吸收光的比例约为5%~99%。当配方涂膜只有5微米厚时，引发剂的浓度即便增加到10wt%，也只有5%的光被利用，95%不起作用（可以通过LED设备光路设计反射等再次利用，这是实际问题，不包括在此理论计算过程内）。当引发剂浓度过大或者膜较厚时，那么上层配方即可把99%光子吸收掉，那么底层配方没有光照射到，固化效果较差，例如附着力。因此，一个良好的配方，必须综合考虑这三个因素。然而在实际应用中，因为要克服氧阻聚、光源不匹配等等，往往要增加光引发剂的含量，一方面提高了成本，一方面也降低了品质，例如引发剂的残留、小分子的迁移、气味等。