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紫外光固化有机硅丙烯酸酯材料研究

作　者: 张琳琳
导　师: 张志斌；陈世龙
学　校: 西南交通大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: DMC 聚二甲基硅氧烷交联剂丙烯酸紫外光固化有机硅丙烯酸酯
分类号: TQ630.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

以丙烯酸来改性有机硅材料形成的有机硅丙烯酸酯,经过紫外光固化后所生成的固化产物能耐高低温、耐水、耐酸等,还具有良好的力学性能,因此,在有机硅材料的应用方面具有良好的前景。本课题采用本体聚合法以DMC为原料,合成出端羟基硅油,并在比较添加交联剂与不添加交联剂所制备的交联产物优缺点基础上,提出一种较好的方法：即以DMC为原料采用本体聚合法合成出端羟基硅油,添加交联剂后,加入丙烯酸和其反应,生成的产物有机硅丙烯酸酯经过紫外光固化后形成紫外光固化的有机硅丙烯酸酯,考察其结构与性能。通过傅里叶变换红外光谱法分析光固化产物的化学结构,利用电子万能测试机测定光固化产物的力学性能。主要研究结果如下：1、无论采用DMC或硅油为原料,交联剂的加入都明显改善了光固化有机硅丙烯酸酯的性能。2、以DMC为原料,采用本体聚合法合成聚二甲基硅氧烷时,水的用量和DMC的聚合时间都会影响羟基硅油的粘度(即影响分子量大小),水的用量越少,DMC的聚合时间越长,羟基硅油的粘度越大；反之,水的用量越多,DMC的聚合时间越短,羟基硅油的粘度越小。3、采用酯化法制得有机硅丙烯酸酯,结果表明：当端羟基硅油和丙烯酸的体积比为3：1,当交联剂用量为6%,催化剂用量为2%,阻聚剂用量1.2%,反应温度为120℃时,引发剂的用量为4%,紫外光固化所得的产物性能最好。4、对不添加稀释剂的紫外光固化产物和添加了稀释剂的固化产物进行了力学性能研究,结果表明：与纯的固化产物相比,添加稀释剂后的固化产物的拉伸强度有了明显的提高；本论文在制备紫外光固化的有机硅丙烯酸酯时,添加了交联剂及不同的稀释剂来改善紫外光固化产物,得到具有较好性能的光固化产物,对于改性的紫外光固化有机硅丙烯酸酯的研究具有重要的指导意义。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-28
  1.1 有机硅材料  12-16
    1.1.1 DMC  12-13
    1.1.2 硅油  13-15
    1.1.3 有机硅预聚物  15-16
  1.2 丙烯酸  16
  1.3 活性稀释剂  16-18
    1.3.1 活性稀释剂种类  17-18
  1.4 光引发剂  18-20
    1.4.1 光引发剂的反应机理  18-19
    1.4.2 光引发剂的类型及应用  19-20
  1.5 聚合方法  20-21
    1.5.1 本体聚合  20
    1.5.2 溶液聚合  20
    1.5.3 悬浮聚合  20-21
    1.5.4 乳液聚合  21
  1.6 丙烯酸酯化有机硅制备方法  21-22
    1.6.1 硅氢加成法  21
    1.6.2 酯化法  21
    1.6.3 脱醇法  21-22
  1.7 有机硅改性丙烯酸酯的方法及研究进展  22-23
    1.7.1 物理共混  22
    1.7.2 化学改性  22-23
  1.8 紫外光固化  23-25
    1.8.1 紫外光固化涂料  24
    1.8.2 紫外光固化油墨  24
    1.8.3 紫外光固化的黏合剂  24-25
  1.9 论文研究意义、方法及创新  25-28
    1.9.1 论文研究方向的提出及意义  25-26
    1.9.2 论文的研究目的、内容及方法  26-28
第2章以DMC为原料合成有机硅丙烯酸酯的研究  28-36
  2.1 材料与仪器  28-29
    2.1.1 实验材料  28
    2.1.2 仪器与设备  28-29
  2.2 实验方法  29-30
    2.2.1 溶液的配置  29
    2.2.2 DMC的开环聚合  29
    2.2.3 羟基封端的聚硅氧烷的交联反应  29
    2.2.4 交联后的端羟基聚硅氧烷和丙烯酸的酯化反应  29-30
  2.3 性质测定  30-31
    2.3.1 分子量测定  30-31
  2.4 结果与讨论  31-34
    2.4.1 催化剂的用量对端羟基分子量的影响  31
    2.4.2 水的用量对端羟基硅油分子量的影响  31
    2.4.3 温度对合成端羟基硅油的影响  31
    2.4.4 反应时间对合成端羟基硅油分子量的影响  31
    2.4.5 交联后的硅油与丙烯酸的投料比对酯化产率的影响  31-32
    2.4.6 酯化反应温度对酯化产率的影响  32-33
    2.4.7 催化剂对酯化产率的影响  33
    2.4.8 阻聚剂对酯化反应的影响  33-34
    2.4.9 带水剂对酯化反应的影响  34
  2.5 本章小结  34-36
第3章以端羟基硅油为原料合成有机硅丙烯酸酯的研究  36-41
  3.1 材料与仪器  36-37
    3.1.1 实验材料  36
    3.1.2 仪器与设备  36-37
  3.2 实验方法  37
    3.2.1 端羟基硅油的交联反应  37
    3.2.2 交联后的端羟基硅油和丙烯酸的酯化反应  37
  3.3 性质测定  37
    3.3.1 分子量测定  37
  3.4 结果与讨论  37-39
    3.4.1 交联时间对交联产物分子量的影响  37-38
    3.4.2 交联产物分子量对酯化反应产率的影响  38-39
    3.4.3 反应时间对酯化产率的影响  39
  3.5 小结  39-41
第4章紫外光固化有机硅丙烯酸酯的研究  41-55
  4.1 材料与仪器  41
    4.1.1 实验材料  41
    4.1.2 仪器与设备  41
  4.2 实验方法  41-42
    4.2.1 有机硅丙烯酸酯的紫外光固化  41-42
    4.2.2 有机硅丙烯酸酯中添加不同稀释剂后的紫外光固化  42
  4.3 性质测定  42-44
    4.3.1 红外光谱测定  42
    4.3.2 力学性能测试  42-43
    4.3.3 表面能测试  43-44
    4.3.4 耐水性、耐酸性、耐碱性、耐盐性测试  44
    4.3.5 硬度测试  44
  4.4 结果与讨论  44-52
    4.4.1 硅油分子量对固化产物的影响  44-45
    4.4.2 交联剂对固化产物的影响  45-46
    4.4.3 交联剂的添加量对固化产物的影响  46-47
    4.4.4 添加不同稀释剂对固化产物力学性能的影响  47-48
    4.4.5 光引发剂添加量对固化产物的影响  48
    4.4.6 固化时间对固化产物的影响  48-49
    4.4.7 光照强度对固化产物的影响  49-50
    4.4.8 紫外光固化产物在不同溶剂中的溶解性  50
    4.4.9 固化产物的表面能  50-51
    4.4.10 硬度测试  51-52
    4.4.11 红外图谱分析  52
  4.5 两种原料的固化产物的比较  52-53
  4.6 本章小结  53-55
结论  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果  60

紫外光固化有机硅丙烯酸酯材料研究

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