松香基光固化納米雜化材料的制備與結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、松香是一種重要的可再生天然化學(xué)品，可聚合松香衍生物是近年來研究開發(fā)的一個重要方向，其主要有兩個方面的用途。（一）作為添加劑，在體系中充當(dāng)松香助劑的作用，其可聚合基團(tuán)通過化學(xué)反應(yīng)鍵合到高分子鏈上；（二）作為制備高分子材料的主要原料。本文以丙烯酸松香衍生物（β-丙烯酰氧基乙基酯）酯（ARA）為主要組分制備紫外光固化涂料，通過對活性稀釋劑和光引發(fā)劑的選擇，選出合適的活性稀釋劑以及引發(fā)劑，以此為基礎(chǔ)通過溶膠-凝膠法制備了 ARA雜化涂料，并對其

2、結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究，以期為丙烯酸松香衍生物的深度利用和用生物質(zhì)原料制備性能優(yōu)良、環(huán)境友好的高分子新材料提供新途徑。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　以丙烯酸松香衍生物 ARA為光固化涂料的主要組分，輔助以活性稀釋劑和光引發(fā)劑，并對固化膜的鉛筆硬度、附著力、凝膠含量、熱性能、固化過程中的雙鍵轉(zhuǎn)化率以及表干時間進(jìn)行測試。研究結(jié)果表明：采用丙烯酸-2-羥基乙基酯（HEA）為活性稀釋劑，Darocur1173為光引發(fā)劑時，可以通過調(diào)節(jié)活

3、性稀釋劑含量的方法來改善固化膜性能。對ARA/HEA固化膜進(jìn)行了TG、DMA和凝膠含量分析，在活性稀釋劑HEA含量為20％時，固化膜綜合性能最佳，此時固化膜凝膠含量達(dá)到92.3%，固化60 s時的鉛筆硬度為3 H，附著力為一級，熱失重起始點(diǎn)達(dá)到280℃以上。
　　通過改進(jìn)的溶膠-凝膠法在上述 ARA/HEA光固化涂料中摻雜不同表面形態(tài)的納米SiO2，對不同的固化膜進(jìn)行了耐化學(xué)性能、鉛筆硬度、附著力等性能分析。加入親水性納米二氧化硅

4、A200與A300制備的雜化涂料，固化膜耐水性能降低；加入表面經(jīng)過有機(jī)處理的疏水性納米二氧化硅R812與R974后，制備的雜化材料耐化學(xué)性能符合國標(biāo)GB/T1763-1989的要求。DMA分析結(jié)果顯示固化膜室溫儲存模量有明顯提高。納米粒子在丙烯酸松香光固化膜中并不存在明顯的兩相的過渡相。
　　通過Stober方法制備一組不同粒徑納米SiO2，分別用激光衍射法、TEM、IR、TG等考察了納米粒子的大小、形態(tài)、組成和耐熱性能。納米粒子

5、的粒徑隨催化劑濃度的增加分別為41.85nm、48.52nm和89.43nm, MATS成功接枝到納米二氧化硅表面；隨著催化劑濃度的增加，分布寬度依次減??；TEM照片顯示納米粒子表面均勻分布一層薄膜；納米粒子的存在，大幅度的提高了有機(jī)組分MATS的耐熱性能。
　　在ARA/HEA光固化涂料中加入上述經(jīng)過濃縮處理的MATS改性納米SiO2，制備了納米雜化涂料。采用鉛筆硬度、附著力等考察了固化膜的力學(xué)性能，通過IR、DSC、TG、TE

6、M研究了固化膜的分子結(jié)構(gòu)、耐熱性能和微觀形態(tài)，并對固化膜的耐化學(xué)性能和凝膠含量進(jìn)行了研究。加入改性納米SiO2后，固化膜鉛筆從硬度2 H上升到3 H，附著力一級，耐化學(xué)品性能符合國標(biāo)GB/T1763-1989的要求，凝膠含量從92.3%增加到95.4%。雜化后固化膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，耐熱性能明顯提高。TEM照片顯示，有機(jī)相和無機(jī)相間存在明顯過渡相，且局部存在殼-核結(jié)構(gòu)。MATS改性納米二氧化硅表面的可反應(yīng)基團(tuán)與ARA中的丙烯酸基團(tuán)發(fā)