由于紫外（UV）光穿透能力有限,UV光固化技術(shù)只能對(duì)涂料、粘結(jié)劑等表面薄層進(jìn)行固化,對(duì)于較厚體系往往都是采用傳統(tǒng)加熱聚合方法,存在反應(yīng)耗時(shí)、耗能且熱擴(kuò)散不均勻等問(wèn)題。前端聚合是利用放熱反應(yīng)的熱自催化作用完成聚合的快速、節(jié)能的新反應(yīng)模式,本文設(shè)計(jì)可自蔓延的不飽和聚酯反應(yīng)體系,采用UV光引發(fā)前端聚合反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了該體系自蔓延式的室溫快速深層固化。設(shè)計(jì)基于乙烯基酯樹(shù)脂（VE）的可自蔓延反應(yīng)體系,采用UV光引發(fā)前端聚合法,研究活性稀釋劑、熱引發(fā)劑、光引發(fā)劑等因素對(duì)聚合前端面推進(jìn)速率、前端最高溫度的影響。結(jié)果表明,隨著活性稀釋劑和熱引發(fā)劑含量的提高,聚合前端面推進(jìn)速率和前端最高溫度呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì),光引發(fā)劑含量對(duì)聚合前端面推進(jìn)速率、前端最高溫度無(wú)明顯影響,最佳配比下,聚合前端面推進(jìn)速率為1.25cm/min,前端最高溫度為113.2℃。熱分析表明,與傳統(tǒng)加熱聚合相比,光引發(fā)前端聚合VE樹(shù)脂固化材料的熱穩(wěn)定性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高;其表面硬度從加熱聚合時(shí)的76 HD增加到82 HD;由掃描電鏡（SEM）觀察顯示VE樹(shù)脂固化材料微觀呈連續(xù)致密結(jié)構(gòu)。對(duì)光引發(fā)前端聚合VE樹(shù)脂固化材料進(jìn)行了熱氧分解動(dòng)力學(xué)研... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

前端聚合示意圖

第一章緒論5圖1.2紫外光固化示意圖Fig.1.2TheschematicofUVcuringprocess1.3.2UV光固化體系的組成UV光固化體系主要包括光引發(fā)劑、活性稀釋劑及低聚物，在實(shí)際應(yīng)用中還可根據(jù)需要在光固化配方中添加各種填料和助劑。1.光引發(fā)劑光引發(fā)劑包括自由基型[47-48]和陽(yáng)離子型[49]，其中前者又可細(xì)分為裂解型[50]、奪氫型[51]。裂解型光引發(fā)劑可在紫外光作用下直接分解產(chǎn)生具有引發(fā)活性的初級(jí)自由基，而奪氫型光引發(fā)劑需要以胺類化合物為助引發(fā)劑，吸收紫外光能后變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)分子，奪取助引發(fā)劑的氫原子后再產(chǎn)生初級(jí)自由基。隨著高分子化合物區(qū)別于小分子化合物的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使合成具有優(yōu)異性能的高分子光引發(fā)劑成為熱點(diǎn)之一。Jiang等[52]通過(guò)逐步聚合合成了一種新型奪氫型高分子光引發(fā)劑，并引發(fā)了甲基丙烯酸酯體系的光聚合，由于其分子結(jié)構(gòu)內(nèi)本身就具有氫供體，因此在使用中無(wú)需向體系內(nèi)在加入助引發(fā)劑，且引發(fā)光聚合的效率更高；Li等[53]把硫雜蒽酮引入到以聚環(huán)氧乙烷為短鏈的超支化聚醚胺的外圍，合成了一系列環(huán)境友好的高分子水溶性光引發(fā)劑，具有低遷移率、低毒性等優(yōu)良特性，還可以很好的溶解在包括丙烯酸酯單體在內(nèi)的眾多有機(jī)化合物體系中。2.活性稀釋劑UV光固化體系中的活性稀釋劑又稱活性單體，不僅可以調(diào)節(jié)體系的粘度大小，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)體系雙鍵密度、剛性鏈段和柔性鏈段的比例等影響體系固化動(dòng)力學(xué)及所得固化產(chǎn)物的交聯(lián)程度等[54]。因苯乙烯價(jià)格較便宜，且光固化速率較快，因此以往大多以苯乙烯作為自由基型UV光固化體系的活性稀釋劑，但苯乙烯毒性較大，因此目前的自由基型紫外光固化體系中，活性稀釋劑絕大多數(shù)為丙烯酸酯類單體[55-56]。在所有的活性稀釋劑中，單官能度活性稀釋劑的相對(duì)分子量最小，稀釋效果最好。隨著官能度的提

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文142.3.2乙烯基酯樹(shù)脂組合物的制備將適量VE樹(shù)脂低聚物、TMPTA、BPO、BDK倒入250mL單口燒瓶中，機(jī)械攪拌30min，使其充分混合均勻，攪拌轉(zhuǎn)速為300～400r/min，用真空泵抽1～2min，去除其中氣泡，得到均勻透明的感光性VE樹(shù)脂組合物。2.3.3乙烯基酯樹(shù)脂的自蔓延式快速深層固化將混合好的VE樹(shù)脂組合物倒入直徑為15mm的玻璃試管中，放入真空干燥箱中排除試管中空氣，之后將試管垂直固定在本實(shí)驗(yàn)自制的反應(yīng)裝置中，樹(shù)脂組合物液面保持與反應(yīng)器上擋板平齊，以使只有樹(shù)脂組合物上層液面受到光線照射，其他側(cè)面方向均處于無(wú)光狀態(tài)。以UV-LED為光源，光強(qiáng)度為68mW/cm2，照射9~10s后將試管取出，放于室溫環(huán)境中，即可觀察到試管中樹(shù)脂組合物的上部出現(xiàn)明顯的聚合前端面，隨著聚合前端面以一定速率從上部穩(wěn)步向下推進(jìn)，液態(tài)樹(shù)脂組合物快速轉(zhuǎn)化為固態(tài)聚合物，當(dāng)前端面移動(dòng)至底部，液態(tài)樹(shù)脂組合物全部固化，反應(yīng)結(jié)束。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖2.2所示。圖2.2自制的反應(yīng)裝置示意圖Fig.2.2Theschematicofself-madereactiondevice2.4測(cè)試與表征（1）聚合前端面推進(jìn)速率：將液態(tài)VE樹(shù)脂組合物在紫外光源下照射10s，啟動(dòng)前端聚合反應(yīng)，將充當(dāng)反應(yīng)器的玻璃試管豎直放置在室溫環(huán)境中，用秒表記錄試管內(nèi)樹(shù)脂組合物中聚合前端面從上部推進(jìn)到試管底部所需時(shí)間，按公式(2-1)計(jì)算出聚合前端面推進(jìn)速率：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紫外光固化涂料的研究進(jìn)展[J]. 趙紅振,齊暑華,周文英,李國(guó)新.  化學(xué)與黏合. 2006(05)



本文編號(hào)：3533370