原位光聚合技術(shù)制備耐刮擦有機(jī)無機(jī)雜化納米材料的研究.pdf

1、近年來，有機(jī)-無機(jī)雜化材料綜合了無機(jī)和有機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，是復(fù)合材料領(lǐng)域新興的熱點(diǎn)之一。通常情況下，有機(jī)-無機(jī)雜化材料都是熱固化居多，但UV固化制備有機(jī)-無機(jī)雜化材料也在這些年逐漸興起，它結(jié)合了傳統(tǒng)的雜化材料和UV固化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，主要包括固化速度快、能源消耗低、在室溫下就可固化、工藝成本低、材料的化學(xué)穩(wěn)定性高以及揮發(fā)性有機(jī)化合物揮發(fā)量較低，由于有機(jī)-無機(jī)雜化材料在微觀尺度下可以形成均相的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能得到不同程度的提高。

2、r>　　聚合物涂層既有裝飾美觀的目的，也有保護(hù)基材作用，因此，除了整體性能外，表面性能（如抗壓痕和劃傷）也是涂層的重要基本功能。通常有兩種主要的方法來提高有機(jī)涂層的耐擦傷性:一種是優(yōu)化聚合物涂料組分，另一種是通過加入填料增強(qiáng)涂層耐擦傷性。因此，本論文采用溶膠-凝膠制備了含叔胺結(jié)構(gòu)的納米SiO2/丙烯酸酯預(yù)聚物以及MPTMS/SiO2溶膠填料來提高UV固化涂層的耐擦傷性。
　　(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和甲基丙烯酸縮

3、水甘油酯(GMA)合成含叔胺結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯硅氧烷AP-GMA，通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備了納米SiO2/丙烯酸酯預(yù)聚物HAP-GMA。用實(shí)時(shí)紅外表征了AP-GMA，HAP-GMA溶膠，AP-GMA涂料以及HAP-GMA雜化涂料的光固化行為。由于有機(jī)-無機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)以及有機(jī)相與無機(jī)相之間存在著界面相互作用，HAPTP雜化涂料固化膜的熱穩(wěn)定性、耐刮擦性能比AP-GMA涂料更優(yōu)異。
　　(2)通過兩步溶膠-凝膠法制備了UV固化MPTMS/Si

4、O2溶膠，在減壓蒸餾抽出溶劑得到的濃縮溶膠中加入HDDA-TMPTA，提高蒸餾后的溶膠和溶膠/HDDA-TMPTA分散體的穩(wěn)定性的方法進(jìn)行了討論。將MPTMS/SiO2溶膠/HDDA-TMPTA分散體中混合EA、光引發(fā)劑制備了硬度高、附著力良好、耐刮擦的UV固化EA/ SiO2雜化涂層。由于硅溶膠中的納米SiO2對(duì)紫外光有散射和吸收作用，雜化體系C=C雙鍵轉(zhuǎn)化率要小于純有機(jī)基體樹脂體系，但雜化體系的熱穩(wěn)定性以及耐刮擦性也較優(yōu)于有機(jī)基體樹

5、脂體系。此外，涂膜光固化后的熱處理以及存放時(shí)間能提高涂層的耐刮擦性。
　　(3)以EA和HAP-GMA溶膠為預(yù)聚物，MPTMS/SiO2溶膠為無機(jī)組分，制備了耐刮擦UV固化有機(jī)無機(jī)雜化涂層，含叔胺結(jié)構(gòu)的HAP-GMA溶膠有助引發(fā)作用以及抗氧阻作用，其在雜化涂料中加入量為20份以內(nèi)時(shí)，C=C雙鍵轉(zhuǎn)化率要高于純有機(jī)基體樹脂。雜化光固化膜的熱穩(wěn)定性沒有隨耐熱性極好的雙酚A型EA的減少而變化是因?yàn)楣枞苣z中的納米SiO2粒子具有很高的表面能