自引發(fā)型納米凝膠合成與性能研究.pdf

1、光聚合技術(shù)是一項能耗低、效率高的綠色環(huán)保技術(shù)。但是光聚合材料存在體積收縮和小分子光引發(fā)劑光解碎片易于遷移的弊病，限制了光固化技術(shù)應(yīng)用。因此降低光固化材料的體積收縮和引發(fā)劑碎片遷移，制備更環(huán)保的光固化材料具有重要的意義。論文將發(fā)色團(tuán)二苯甲酮引入可聚合的納米凝膠中，設(shè)計開發(fā)了五種可以自引發(fā)的納米凝膠。同時，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)方法合成了粒徑均一、分子量可控的納米凝膠，考察了納米凝膠粒徑及其分布對材料性能的影響。課題的研究具有重

2、要的理論意義和應(yīng)用前景。
　　本課題主要研究內(nèi)容以及結(jié)論如下:
　　1、以甲基丙烯酸酯改性硅油，甲基丙烯酸異冰片酯(IBMA)，二脲烷二甲基丙烯酸酯(UDMA)，甲基丙烯酸-2-異氰酸甲酯(IEM)，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，4-羥基二苯甲酮(HBP)為原料，合成五種含不同引發(fā)基團(tuán)(BP)含量的可聚合的自引發(fā)型納米凝膠(Si-HBP)，使用紅外、核磁、凝膠色譜(GPC)、動態(tài)光散射(DLS)和透射電鏡(TEM)對其結(jié)構(gòu)

3、進(jìn)行了表征，并使用紫外光譜、激光閃光光解、電子順磁共振(ESR)和實時紅外對其光化學(xué)性能，光解機(jī)理及引發(fā)光聚合性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明:五種自引發(fā)納米凝膠Si-HBP均呈微球狀，隨著二苯甲酮結(jié)構(gòu)含量的增多，其分子量、粒徑和分散度有所增加。此納米凝膠在275nm處有紫外吸收峰，且比純二苯甲酮三線態(tài)壽命更長，在紫外光照下可以產(chǎn)生氨烷基自由基、硫烷基自由基和氨基自由基三種活性自由基，能有效引發(fā)光聚合。
　　2、系統(tǒng)研究了自引發(fā)納米

4、凝膠體系的粘度、體積收縮及其聚合膜的物理力學(xué)性能、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱穩(wěn)定性、表面性能和殘留碎片遷移。結(jié)果表明:當(dāng)10-20w t％自引發(fā)納米凝膠加入到三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)單體中時，黏度增幅不大;當(dāng)達(dá)到30 wt％添加量時，黏度急速增長。隨著自引發(fā)納米凝膠的分子質(zhì)量與分子直徑提高，體系的黏度逐漸增加。自引發(fā)納米凝膠能夠有效降低體積收縮且能夠提高聚合膜的耐熱性和疏水性。隨著自引發(fā)納米凝膠添加量的增加，聚合膜的拉伸強(qiáng)度變小，

5、斷裂伸長率變大，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高。自引發(fā)納米凝膠還能有效減少固化后聚合物膜中小分子碎片殘留。
　　3、通過ATRP乳液聚合法合成了分子量可控，粒徑均勻的三種可聚合納米凝膠，并且對不同粒徑的納米凝膠的粘度、固化膜物理力學(xué)性能、耐熱性、接觸角和表面能及表面形貌進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:此納米凝膠分子量的越大，添加量越多，光聚合體系粘度越大，但納米凝膠粒徑分布越均勻，體系粘度越小。粒徑均勻的納米凝膠的加入三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDM