UV固化硬質(zhì)聚氨酯丙烯酸酯樹脂的制備及力學性能研究.pdf

1、UV(Ultraviolet)固化樹脂以其性能優(yōu)良、高效、低能耗、環(huán)保等優(yōu)點順應世界節(jié)能環(huán)保潮流和國家綠色環(huán)保政策,在涂料、膠粘劑、油墨等領域一直備受矚目。近年來,在牙科修復材料和新型美甲行業(yè)也迅猛發(fā)展。其中紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯預聚物的組成和化學性質(zhì)具有很大的可調(diào)余地,可以通過分子設計合成具有不同官能度、不同性能的聚氨酯丙烯酸酯預聚物(Polyurethaneacrylate,PUA),從而調(diào)整紫外光固化樹脂的性能以適應不同的需求。

2、在多數(shù)情況下,PUA是紫外光固化樹脂的首選預聚物,是研究的熱點。針對不同基材的特殊要求,UV固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂目前尚存在一些問題:第一,固化膜的高硬度與優(yōu)良韌性不能兼具,具有較高硬度的聚氨酯丙烯酸樹脂,其韌性較差,而韌性優(yōu)良又會造成硬度較低;第二,對于特殊的基材——熱敏性基材,聚氨酯丙烯酸酯樹脂固化過程的放出的熱量會造成基材變形或者影響基材的性能,目前國內(nèi)外針對UV固化樹脂固化過程中的熱效應研究較少。
　　 為了解決上述的問

3、題,本工作以異佛爾酮二異氰酸酯(IDPI)、聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚酯二元醇、甲基丙烯酸-β-羥乙酯等為主要原料,通過結構設計,配方設計及制備工藝設計,研制出一系列結構不同的PUA,將其與高硬度的改性樹脂(Modifed Resin,MR)、活性稀釋劑、光引發(fā)劑復配,制備出了聚氨酯丙烯酸酯樹脂,用紫外光固化機固化成膜。用旋轉(zhuǎn)粘度計測定了在25℃和60℃條件下PUA的本體粘度;通過紅外分析光譜表征預聚物和固化膜固化前后的化學結構;利用差

4、熱分析法和紫外光點光源結合來研究UV固化聚氨酯丙烯酸酯固化過程的熱性能;通過等溫溶脹平衡研究固化膜交聯(lián)網(wǎng)絡結構;并重點考察了預聚體、改性樹脂、活性稀釋劑、光引發(fā)劑對其固化過程的熱效應和固化膜的力學性能的影響,得到以下主要結果和結論:
　　 (1)聚醚型聚氨酯丙烯酸酯樹脂固化時放熱強度對光引發(fā)劑用量和活性稀釋劑TMPTA用量敏感。隨著光引發(fā)劑用量的增大,最大放熱強度急劇增大,光引發(fā)劑最佳用量為UV固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂總質(zhì)量的0.

5、5wt％;隨著TMPTA用量的增加,最大放熱強度也呈現(xiàn)急劇增大的趨勢。
　　 (2)隨著改性樹脂用量的增加,固化后的聚醚型聚氨酯丙烯酸酯樹脂溶脹率逐漸下降,由53.35%降為29.54%;硬度、抗拉強度均增大,斷裂伸長率逐漸減小,耐彎折性由不斷變?yōu)閿?硬度由5B-6B變?yōu)?B;聚酯型聚氨酯丙烯酸酯樹脂的硬度逐漸增大,韌性逐漸下降。當PUA/MR=85/15時,聚酯型聚氨酯丙烯酸酯樹脂的硬度達到4H,耐90°彎折為斷而連。