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光固化功能材料的制备及性能研究

作　者: 陈雪
导　师: 王家喜
学　校: 河北工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 紫外光固化 硅氢加成 低表面能 有机硅 有机氟 聚氨酯丙烯酸酯
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


紫外光固化技术是一种环境友好的绿色技术,而低表面能聚合物由于其特殊的性能使其在很多领域得到了快速的发展,成为人们研究的热点。本论文对U V固化技术及低表面能材料等作了较详细的评述。采用硅氢加成反应,将有机硅、氟引入到光固化单体中,制备出性价比较高的低表面能的有机硅、氟改性的丙烯酸酯光固化单体,用1H - N MR和F T I R跟踪反应进程并表征产物的结构,以实时红外光谱( R T -I R )研究了两种产物的光聚合动力学性质。结果表明,光聚合速率和最终转化率随Si - H键转化率的增加而增大。光固化膜的吸水率随含硅、氟单体含量的增加而下降,固化膜的吸水率可由8. 1 %降低至2 . 3 %。含氢硅油的质量分数为1 0 .8 6 %,全氟单体的质量分数为0. 9 6 %时所得光固化单体固化后的膜具有最佳性价比。有机硅接枝丙烯酸十八酯、H D D A的表面能最低为2 6 .8 8m N /m ,有机硅接枝丙烯酸十二酯、H D D A的表面能最低为4 0 . 13 mN /m ,且前者的机械性能也比后者的好。此外,对光固化膜进行热处理后,膜的凝胶率、硬度、冲击强度有所提高,但其吸水性有所增加。以异佛尔酮二异氰酸酯、二元醇、三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸-β-羟乙酯为原料,合成出一系列不同结构、不同官能团数的聚氨酯丙烯酸酯,并对产物进行1H N MR表征和性能测试。含有氨基的PU A热稳定性和耐黄变性较差;柔性链段的存在和稀释剂的加入,会明显降低体系的粘度; 60℃时I PD I - PE G 40 0- H E MA的粘度为74 0 0 mP a·s ,而I PD I -E PO 30 00 - H E MA的粘度为3 50 0 mP a·s ,说明柔性链段越长则产物的粘度越小;稀释剂的加入使固化过程中链段运动更加容易,从而增大固化膜的凝胶率;柔性链段的存在可以提高固化膜的柔性,但同时也降低了其硬度。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-17
  §1-1 UV 固化技术  9-11
    1.1.1 UV 固化技术的特点及应用现状  9
    1.1.2 UV 固化体系的组成  9-10
    1.1.3 UV 固化涂料的发展  10-11
  §1-2 低表面能材料的研究进展  11-14
    1.2.1 低表面能材料的概述  11
    1.2.2 低表面能聚合物的分类  11-14
  §1-3 聚氨酯丙烯酸酯光固化涂料  14-15
    1.3.1 聚氨酯丙烯酸酯的合成路线  14-15
    1.3.2 影响聚氨酯丙烯酸酯体系性能的因素  15
  §1-4 本课题研究的主要内容、目的与意义  15-17
    1.4.1 本课题研究的目的与意义  15-16
    1.4.2 本课题研究的主要内容  16-17
第二章 实验部分  17-23
  §2-1 主要实验原料及设备  17
    2.1.1 主要实验原料及处理过程  17
    2.1.2 主要仪器及设备  17
  §2-2 改性双官能团丙烯酸酯的合成与性能研究  17-19
    2.2.1 有机硅改性双官能团丙烯酸酯的合成  17-18
    2.2.2 有机硅、氟改性双官能团丙烯酸酯的合成  18
    2.2.3 有机硅、长链丙烯酸酯改性双官能团丙烯酸酯的合成  18
    2.2.4 有机硅、氟、长链丙烯酸酯改性双官能团丙烯酸酯的合成  18
    2.2.5 光固化涂膜的制备  18-19
    2.2.6 性能测试  19
  §2-3 光固化聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能测试  19-23
    2.3.1 HDDA- DEOA - IPDI- HEMA 的合成  19-20
    2.3.2 IPDI - HEMA- TMP 的合成  20
    2.3.3 PEG400 -IPDI- HEMA 的合成  20
    2.3.4 EPO3000- IPDI-HEMA 的合成  20
    2.3.5 PEG400 - IPDI- TMP - HEMA 的合成  20-21
    2.3.6 固化膜的制备  21
    2.3.7 表征及性能测试  21-23
第三章 改性双官能团丙烯酸酯的合成及性能研究  23-39
  §3-1 有机硅、氟改性双官能团丙烯酸酯的合成及性能研究  23-33
    3.1.1 有机硅、氟改性双官能团丙烯酸酯的合成与表征  23-26
    3.1.2 RT -IR 法研究光聚合动力学性能  26-28
    3.1.3 有机硅、氟改性双官能团丙烯酸酯的性能研究  28-33
  §3-2 有机硅、氟、长链丙烯酸酯改性双官能团丙烯酸酯的合成及性能研究  33-38
    3.2.1 有机硅、长链丙烯酸酯改性双官能团丙烯酸酯的性能研究  33-36
    3.2.2 有机硅接枝长链丙烯酸酯、HDDA、全氟单体的性能研究  36-38
  §3-3 结论  38-39
第四章 光固化聚氨酯丙烯酸酯的合成与性能测试  39-46
  §4-1 光固化聚氨酯丙烯酸酯的合成与表征  39-43
    4.1.1 HDDA- DEOA - IPDI- HEMA 的合成  39-40
    4.1.2 IPDI - HEMA- TMP 的合成与表征  40-41
    4.1.3 IPDI - PEG400 -HEMA 的合成与表征  41
    4.1.4 IPDI -EP03000 - HEMA 的合成与表征  41-42
    4.1.5 IPDI - PEG400- TMP -HEMA 的合成与表征  42-43
  §4-2 光固化膜性能研究  43-45
    4.2.1 产物粘度的测定  43
    4.2.2 产物结构对凝胶率的影响  43-44
    4.2.3 固化膜机械强度的测试  44-45
  §4-3 结论  45-46
第五章 结论  46-47
参考文献  47-51
致谢  51-52
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果  52

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 功能材料
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