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紫外光固化丙烯酸酯有机硅预聚物合成与固化性能研究

作　者: 胡生祥
导　师: 张军营
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料学
关键词: 紫外光固化有机硅丙烯酸酯预聚物交联点密度力学性能
分类号: O634.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

紫外光固化有机硅材料具有有机硅材料的良好的耐高低温性、耐候性、电绝缘性、表面性能,和紫外光固化技术的高效、节能、环保等优点。紫外光固化有机硅预聚物主要分为环氧基团、乙烯基醚类的阳离子光固化和丙烯酸酯基团、巯基/烯类等的自由基光固化体系两种类型。丙烯酸酯基有机硅体系由于固化活性高、价格低廉、性能优异,尤其适用于电子电器、装饰性涂料、粘合剂、油墨等方面的应用。首先,本文以烷羟基硅油、丙烯酸为基本原料通过酯化反应合成出不同丙烯酸酯官能团含量的紫外光固化有机硅预聚物,进一步研究了不同阻聚剂和催化剂的种类和用量、反应温度和时间等因素对合成反应的影响,确定了合成反应的最佳条件,最后通过FTIR和NMR对产物进行的结构表征,确认反应产物即为可紫外光固化的多丙烯酸酯基有机硅预聚物。然后,将合成出的不同丙烯酸酯官能团含量的有机硅预聚物,添加光引发剂进行紫外光固化,并进行力学性能、光学性能、体积收缩率等性能的测试,通过力学方法测定出有机硅固化物的交联点密度,进一步研究了不同交联点密度对固化产物力学性能,折光指数,体积收缩率等性能的影响。最后,本实验还通过含羟基的光引发剂与含氢硅油进行脱氢缩合反应,将可光引发产生自由基的光引发基团引入到有机硅侧链中,制备出硅烷化光引发剂,并研究了硅烷化光引发剂的紫外光引发活性。本课题主要集中于不同丙烯酸酯含量的有机硅预聚物的合成、固化、选择,预聚物结构特别是交联点密度对于固化性能的影响,以及光引发剂的硅烷化等研究,为紫外光固化有机硅材料的合成制备、结构与性能等理论研究和固化收缩高、折光指数低等应用难点的解决提供了参考和指导,具有非常重要的理论意义和实践意义。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-31
  1.1 引言  11
  1.2 有机硅聚合物概述  11-14
    1.2.1 有机硅定义及发展史  11-12
    1.2.2 有机硅聚合物的合成与制备  12
    1.2.3 有机硅聚合物的交联固化反应  12-14
  1.2 紫外光固化概述  14-18
    1.2.1 紫外光固化技术的特点  14
    1.2.2 紫外光固化的基本原理  14-15
    1.2.3 紫外光固化体系的预聚物  15-16
    1.2.4 紫外光固化体系的光引发剂  16-17
    1.2.5 紫外光固化技术的研究和表征方法  17-18
  1.3 紫外光固化有机硅材料的研究进展  18-27
    1.3.1 有机硅紫外光固化的预聚物的研究  18-24
    1.3.2 有机硅紫外光固化反应的光引发剂的研究  24-25
    1.3.3 有机硅预聚体与光引发剂的相容性问题  25-27
  1.4 本论文的主要研究内容  27-28
  1.5 本论文的创新之处  28
  1.6 参考文献  28-31
第二章紫外光固化有机硅丙烯酸酯预聚物的合成研究  31-43
  2.1 实验部分  31-36
    2.1.1 试验原料  31
    2.1.2 实验仪器和设备  31-32
    2.1.3 实验方法与步骤  32-34
    2.1.4 结构表征与性能测试  34-36
  2.2 结果与讨论  36-41
    2.2.1 带水剂的选择  36
    2.2.2 阻聚剂的选择及变色问题  36-37
    2.2.3 不同催化剂对反应的催化活性研究  37-38
    2.2.4 温度对反应的影响  38
    2.2.5 合成产物的结构表征  38-40
    2.2.6 合成产物的紫外光固化研究  40-41
  2.3 本章小结  41
  2.4 参考文献  41-43
第三章不同官能团含量有机硅丙烯酸酯预聚物的固化性能的研究  43-55
  3.1 试验部分  43-45
    3.1.1 试验原料  43
    3.1.2 实验仪器和设备  43-44
    3.1.3 试验方法与步骤  44
    3.1.4 性能测试  44-45
  3.2 结果与讨论  45-52
    3.2.1 概述  45-46
    3.2.2 有机硅固化物的网链的平均分子量和交联密度的测定和计算  46-47
    3.2.3 固化物的力学性能与交联点密度的关系  47-49
    3.2.4 折射率和色散与交联点密度之间的关系  49-51
    3.2.5 体积收缩率与交联点密度的关系  51-52
  3.3 本章小结  52
  3.4 参考文献  52-55
第四章硅烷化光引发剂的合成研究  55-61
  4.1 试验部分  55-57
    4.1.1 试验原料  55
    4.1.2 试验仪器  55-56
    4.1.3 试验方法与步骤  56-57
    4.1.4 结构表征与性能测试  57
  4.2 结果讨论  57-59
    4.2.1 反应中溶剂的选择  57-58
    4.2.2 产物结构表征  58-59
    4.2.3 硅烷化光引发剂的光引发活性  59
  4.3 本章小结  59
  4.4 参考文献  59-61
第五章结论  61-63
致谢  63-65
研究成果及发表的学术论文  65-67
导师和作者简介  67-68
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  68-69

紫外光固化丙烯酸酯有机硅预聚物合成与固化性能研究

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