聚碳酸酯透明件-納米TiO2涂層的耐紫外老化及環(huán)境應(yīng)力開裂行為研究.pdf

1、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）材料在高端透明件領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，新興功能涂層是改善其表面性能、促進(jìn)制品功能化的有效途徑。隨著PC在航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，也面臨新的挑戰(zhàn)：制品不僅要具備高性能、多功能、也要保證在極端環(huán)境下的使用壽命和服役安全性。因而，研究特殊條件下PC透明件/功能涂層的老化失效行為意義重大。
　　本文重點(diǎn)研究了PC透明件/納米TiO2涂層體系的耐紫外老化性能和環(huán)境應(yīng)力開裂行為。在溶膠凝膠法

2、制備涂層、表征制品結(jié)構(gòu)性能基礎(chǔ)上，借助人工紫外加速老化和環(huán)境力學(xué)試驗(yàn)，分析了 TiO2涂層體系對(duì) PC的紫外防護(hù)作用，以及PC/無(wú)機(jī)涂層制品在溶劑-應(yīng)力共同作用下的失效行為。主要工作包括：
　　1.采用溶膠凝膠法制備了PC表面納米TiO2涂層體系，研究了涂層的結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能和附著性能。結(jié)果表明：PC/TiO2涂層體系透明性良好，涂層均呈無(wú)定形結(jié)構(gòu)，顆粒尺寸在納米級(jí)范圍內(nèi)。SiO2/TiO2復(fù)合涂層表面顆粒大小均一、結(jié)構(gòu)均勻；SiO

3、2中間層的表面微結(jié)構(gòu)豐富，有利于TiO2顆粒生長(zhǎng)，可改善涂層結(jié)構(gòu)的均一性。此外，PC表面紫外改性可有效促進(jìn)TiO2涂層與基體的化學(xué)結(jié)合，提高涂層在PC上的附著力。
　　2.考察了PC透明件/納米TiO2涂層體系的耐紫外老化性能。結(jié)果表明：納米 TiO2涂層體系對(duì) PC具有很好的光保護(hù)作用，制品的黃色指數(shù)和黃化速率都有所降低，這是由于TiO2涂層對(duì)紫外光具有屏蔽作用。SiO2/TiO2復(fù)合涂層對(duì)PC制品具有較好的光保護(hù)效果，PC經(jīng)表

4、面改性后界面結(jié)合增強(qiáng)，涂層致密性較好，可有效阻隔氧氣，進(jìn)一步降低光氧化反應(yīng)速率。紫外老化后，涂層與基體之間仍有良好的附著性能；TiO2的光致親水性效應(yīng)和制品的光降解會(huì)引起涂層表面親水性的增加。
　　3.研究了PC透明件/納米TiO2涂層體系在正丁醇環(huán)境下的應(yīng)力松弛和開裂行為。結(jié)果表明：無(wú)機(jī)涂層對(duì)溶劑能夠起到一定的阻隔作用，從而改善了PC制品在溶劑環(huán)境下的抗應(yīng)力松弛性能；而具有無(wú)機(jī)涂層的PC制品表面裂紋密度較大，裂紋細(xì)而短小，部分由