本文關(guān)鍵詞：陽離子及混雜光固化樹脂體系研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2013年

陽離子及混雜光固化樹脂體系研究與應(yīng)用

張洪  

【摘要】：光固化快速成型（SLA）自問世以來已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，光敏樹脂作為SLA工藝不可或缺的一部分，影響著固化工藝參數(shù)、固化速度和制品的性能，因此研究光敏樹脂對推動光固化快速成型技術(shù)的發(fā)展具有重大而深遠的意義。目前，商品化的SLA用光敏樹脂大多來自國外公司，而國內(nèi)研制與開發(fā)的光敏樹脂基本上為自由基光敏樹脂，成型精度和機械性能較差，與國外產(chǎn)品存在較大差距。本文選取硫鎓鹽/環(huán)氧樹脂體系、敏化碘鎓鹽/環(huán)氧樹脂體系和自由基-陽離子混雜體系作為快速成型光敏樹脂，考察光引發(fā)劑用量、光敏劑種類及用量、樹脂配比對凝膠含量和表干時間的影響；探索后固化條件對凝膠含量和固化樹脂物理機械性能的影響；采用紅外光譜（FT-IR）跟蹤固化反應(yīng)過程中C=C雙鍵和環(huán)氧基團的轉(zhuǎn)化率；研究固化深度與曝光能量之間的關(guān)系，測定各樹脂體系的透射深度系數(shù)Dp和臨界曝光量Ec；采用TGA和DMA表征固化樹脂熱穩(wěn)定性和固化交聯(lián)度。 研究表明，硫鎓鹽引發(fā)體系比未添加光敏劑的碘鎓鹽體系具有更快的固化速度，曝光15s凝膠含量可達83%，而后者達到相同的凝膠含量需要曝光40s。自由基對碘鎓鹽有敏化作用，光敏劑的敏化效果為：JRCure184≈BDK＞ITX＞MBF＞JRCure819＞蒽，其中添加光敏劑JRCure184和BDK的碘鎓鹽引發(fā)體系在曝光時間為15s時，凝膠含量可達80%， JRCure184固化時無黃變現(xiàn)象，作為光敏劑更有優(yōu)勢。 正交試驗表明PAG208用量對凝膠含量影響顯著，光敏劑JRCure184與PAG208的交互作用不顯著。以凝膠含量為目標(biāo)優(yōu)化的混雜體系各組分為：自由基與陽離子樹脂之比為3:2，JRCure184引發(fā)劑1份和PAG208引發(fā)劑1.5份，混雜樹脂紫外曝光25s，凝膠含量達92%。 光固化樹脂經(jīng)加熱處理可進一步提高固化樹脂的凝膠含量，最佳后固化溫度為80℃。對比后固化處理對樣品力學(xué)性能和固化體積收縮率的影響發(fā)現(xiàn)，固化樹脂經(jīng)后固化處理，拉伸強度和硬度明顯增加，斷裂伸長率略有下降，體積收縮率稍有增大。其中，硫鎓鹽引發(fā)體系、自由基敏化碘鎓鹽引發(fā)體系和混雜體系樣品的拉伸強度分別為49MPa、47MPa和64MPa，斷裂伸長率分別為1.4%、1.6%和4.5%，邵氏D硬度分別為71、71和77，體積收縮率分別為3.5%、3.3%和3.9%。 FT-IR跟蹤反應(yīng)基團轉(zhuǎn)化率表明，環(huán)氧基團和C=C雙鍵隨曝光時間增加而減弱，混雜體系中環(huán)氧基團轉(zhuǎn)化率遠高于陽離子體系，最終可達80%，雙鍵轉(zhuǎn)化率為93%。三個樹脂體系的透射深度系數(shù)Dp為：混雜體系≈自由基敏化碘鎓鹽體系＞硫鎓鹽體系，而體系臨界曝光量Ec為：混雜體系＜硫鎓鹽體系＜自由基敏化碘鎓鹽體系�；祀s體系的臨界曝光量為22.76mJ/cm2，遠小于陽離子樹脂體系。 DMA分析結(jié)果表明，自由基、陽離子和混雜體系固化樣品的Tg分別為100℃、83℃和90℃，混雜固化樣品tan δ曲線出現(xiàn)一個較寬的損耗峰，位于自由基和陽離子固化樣品之間，表明在混雜固化樣品中，自由基組分和陽離子組分相容性好。 硫鎓鹽、敏化碘鎓鹽和混雜體系均能吸收355nm激光，在光固化快速成型機固化，而混雜樹脂體系的固化速度和固化程度及固化樣品的綜合性能優(yōu)于其余兩個純陽離子樹脂體系，固化樣品外觀平整、光滑，，無明顯翹曲變形，尺寸精度高。性能與DSM商用樹脂Somos14120相當(dāng)，可適用于光固化快速成型。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TQ320
【目錄】：

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8 柯濤;α-氨基酮引發(fā)劑在填充丙烯酸酯/環(huán)氧樹脂光—熱雙固化體系中作用的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

9 吳建元;聚苯醚微膠囊的合成及其在雙馬來酰亞胺樹脂中的應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2010年

10 孫健生;高溫環(huán)氧樹脂“離位”RTM工藝及“離位”增韌技術(shù)研究[D];北京航空材料研究院;2007年

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