本文關(guān)鍵詞：基于陽(yáng)離子光聚合體系的電聚合研究

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【摘要】：陽(yáng)離子光聚合技術(shù)由于具有快速、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、無(wú)氧阻聚、體積收縮小、與基材附著力高等優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于涂料、油墨、粘合劑、光致刻蝕、電子集成電路等領(lǐng)域。對(duì)于以锍摀鹽、碘摀鹽為引發(fā)劑,乙烯基醚類(lèi)及環(huán)氧類(lèi)單體的陽(yáng)離子光聚合體系,在紫外光照射下,碘摀鹽與锍摀鹽被還原生成自由基及強(qiáng)路易斯酸,從而引發(fā)乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體的聚合。而電還原是我們常見(jiàn)的一種還原方法。因此,在一定電壓下還原碘摀鹽、锍摀鹽生成活性中心,從而引發(fā)單體的聚合反應(yīng)成為可能。而目前卻鮮有關(guān)于基于陽(yáng)離子光聚合體系的電聚合研究的報(bào)道。目前絕大多數(shù)電聚合體系中都包含電極、單體、電解質(zhì)溶液、溶劑等部分,雖然目前提出了幾種電聚合的機(jī)理,但是在業(yè)界一直存在著爭(zhēng)論,沒(méi)有得到統(tǒng)一,原因之一就是電解質(zhì)溶液及溶劑的存在增加了對(duì)機(jī)理研究的復(fù)雜性。因此尋求一個(gè)沒(méi)有電解質(zhì)溶液及溶劑的電聚合體系并研究其反應(yīng)機(jī)理具有重大的意義。本課題在一定電壓下引發(fā)了只含有少量引發(fā)劑及單體的無(wú)溶劑及無(wú)電解質(zhì)溶液的陽(yáng)離子光聚合體系的聚合。對(duì)于這種既能光聚合又能電聚合的體系,本課題系統(tǒng)地對(duì)比分析了兩種聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)行為。對(duì)電引發(fā)的陽(yáng)離子型單體(主要為乙烯基醚類(lèi)及環(huán)氧類(lèi)單體)聚合反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分析研究,且提出相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上尋求了電聚合的最優(yōu)條件,為實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。并對(duì)無(wú)溶劑的陽(yáng)離子電聚合體系的引發(fā)劑進(jìn)行了拓展,發(fā)現(xiàn)含有非親核型陰離子的物質(zhì)都能夠作為陽(yáng)離子電聚合的引發(fā)劑。此外,對(duì)陽(yáng)離子電聚合進(jìn)行了初步的應(yīng)用,利用電聚合在不銹鋼管道上成功地制備了環(huán)氧涂層,并對(duì)涂層的性能進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)。本課題的主要研究?jī)?nèi)容在于：第一,對(duì)現(xiàn)有的實(shí)時(shí)紅外技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),采用可透近紅外的ITO導(dǎo)電玻璃為陽(yáng)極和陰極電極材料,使得利用實(shí)時(shí)傅里葉變換近紅外技術(shù)監(jiān)測(cè)電聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)成為可能。相較于稱重、GC、NMR等操作相對(duì)繁雜且耗時(shí)的方法,實(shí)時(shí)傅里葉變化近紅外技術(shù)的高效實(shí)用性對(duì)電聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究具有重大意義。第二,利用實(shí)時(shí)傅里葉變換近紅外技術(shù)監(jiān)測(cè)了以碘摀鹽、毓摀鹽為引發(fā)劑,乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體體系的光引發(fā)及電聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。系統(tǒng)地對(duì)比研究了不同光強(qiáng)/電壓大小、不同引發(fā)劑濃度、不同水含量、不同KOH含量對(duì)光引發(fā)及電聚合反應(yīng)的影響。并研究了兩種不同引發(fā)方式聚合反應(yīng)的后固化行為。結(jié)果顯示以碘摀鹽、毓摀鹽為引發(fā)劑,乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體體系的電聚合也遵循著陽(yáng)離子聚合反應(yīng)歷程。第三,對(duì)乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體電聚合體系的引發(fā)劑進(jìn)行了拓展,發(fā)現(xiàn)含有非親核型陰離子的物質(zhì)都可以作為乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體電聚合的引發(fā)劑。本課題采用具有簡(jiǎn)單陽(yáng)離子部分(K+)的六氟銻酸鉀為引發(fā)劑,成功地引發(fā)了乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體的電聚合反應(yīng)。采用實(shí)時(shí)傅里葉變換近紅外技術(shù)系統(tǒng)地分析了不同電壓大小、不同KOH含量、不同單體等對(duì)電聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響。分析了電聚合反應(yīng)的后固化行為,且對(duì)電聚合產(chǎn)物的熱性能進(jìn)行了分析。此外,對(duì)以六氟銻酸鉀為引發(fā)劑,乙烯基醚為單體的電聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了推理研究,對(duì)前人的機(jī)理進(jìn)行了完善。第四,由于含有非親核型陰離子的鉀鹽(六氟銻酸鉀)在乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體中的溶解性較差,所以進(jìn)一步對(duì)乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體電聚合體系的引發(fā)劑進(jìn)行了拓展。采用含有非親核型陰離子且溶解性能優(yōu)異的室溫離子液體(BMIMBF4)作為電聚合的引發(fā)劑,成功地引發(fā)了乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體的電聚合反應(yīng),且對(duì)電聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了相應(yīng)地推理研究。采用實(shí)時(shí)傅里葉變換近紅外技術(shù)監(jiān)測(cè)了電聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)行為,結(jié)果顯示具有更好導(dǎo)電性及溶解性的BMIMBF4比同條件下的KBF4具有更高的引發(fā)效率。此外,室溫離子液體BMIMBF4對(duì)乙烯基醚及環(huán)氧類(lèi)單體電聚合的成功引發(fā),這一事實(shí)要求人們?cè)谘芯恳允覝仉x子液體為溶劑的電聚合反應(yīng)時(shí),必須考慮含有非親核型陰離子的室溫離子液體的引發(fā)效應(yīng)。第五,對(duì)以上研究的電聚合反應(yīng)進(jìn)行了初步地應(yīng)用。采用電聚合方法成功地在導(dǎo)電金屬管道上制備了環(huán)氧涂層。為了測(cè)試的方便,我們用不銹鋼亞光板取代金屬管道,利用電聚合方法在不銹鋼亞光板上制備了環(huán)氧涂層。并參照國(guó)標(biāo)對(duì)涂層的性能做了相應(yīng)地測(cè)試。結(jié)果顯示,電聚合所得涂層較為均勻,且可以通過(guò)控制電壓大小及反應(yīng)時(shí)間從而調(diào)節(jié)涂層厚度,而且所得涂層具有較好的附著力(劃格試驗(yàn)為1級(jí))、硬度(鉛筆硬度為3H)、耐酸堿及耐鹽水性
【關(guān)鍵詞】：陽(yáng)離子光聚合 陽(yáng)離子電聚合 實(shí)時(shí)傅里葉變換近紅外 動(dòng)力學(xué) 電聚合涂層
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O631.5
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-8
• Abstract8-19
• 符號(hào)說(shuō)明19-20
• 第一章 緒論20-54
• 1.1 陽(yáng)離子光聚合體系20-24
• 1.1.1 陽(yáng)離子光引發(fā)劑20-22
• 1.1.2 陽(yáng)離子光聚合單體與樹(shù)脂22-24
• 1.1.3 陽(yáng)離子光聚合的主要應(yīng)用24
• 1.2 電化學(xué)聚合概述24
• 1.3 電化學(xué)聚合基本原理24-25
• 1.4 電化學(xué)聚合常用方法25-26
• 1.5 電化學(xué)聚合常用電極材料26-29
• 1.5.1 碳材料電極材料26
• 1.5.2 導(dǎo)電高分子修飾電極材料26-28
• 1.5.3 金屬及金屬氧化物電極材料28-29
• 1.6 電化學(xué)聚合常用單體29-30
• 1.7 電化學(xué)聚合機(jī)理30-34
• 1.7.1 電引發(fā)自由基聚合機(jī)理30-32
• 1.7.2 電引發(fā)陽(yáng)離子聚合機(jī)理32-33
• 1.7.3 電引發(fā)陰離子聚合機(jī)理33-34
• 1.8 電化學(xué)聚合主要應(yīng)用34-36
• 1.9 聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的表征方法36-40
• 1.9.1 稱重法36
• 1.9.2 GC法36-37
• 1.9.3 NMR法37
• 1.9.4 膨脹計(jì)法37-38
• 1.9.5 GPC法38-39
• 1.9.6 DSC法39
• 1.9.7 FT-IR法39-40
• 1.10 聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)時(shí)表征方法40-41
• 1.10.1 Photo-DSC法40
• 1.10.2 實(shí)時(shí)傅里葉變換紅外法40-41
• 1.11 論文選題的立論、目的及意義41-44
• 參考文獻(xiàn)44-54
• 第二章 乙烯基醚類(lèi)單體的光引發(fā)與電引發(fā)聚合研究54-90
• 2.1 前言54-55
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分55-60
• 2.2.1 藥品及儀器55-57
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程57
• 2.2.3 儀器及測(cè)試方法57-60
• 2.3 結(jié)果與討論60-84
• 2.3.1 電聚合的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控60-63
• 2.3.2 乙烯基醚類(lèi)單體光引發(fā)聚合與電聚合動(dòng)力學(xué)比較研究63-83
• 2.3.3 乙烯基醚電聚合機(jī)理推測(cè)83-84
• 2.4 結(jié)論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 第三章 六氟銻酸鉀作為引發(fā)劑的電引發(fā)陽(yáng)離子聚合90-108
• 3.1 前言90-91
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分91-95
• 3.2.1 藥品及儀器91-93
• 3.2.2 儀器及測(cè)試方法93-95
• 3.3 結(jié)果與討論95-104
• 3.3.1 ATR-FT-IR95-96
• 3.3.2 電聚合動(dòng)力學(xué)研究96-104
• 3.4 結(jié)論104-106
• 參考文獻(xiàn)106-108
• 第四章 乙烯基醚類(lèi)單體在以室溫離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽(BMIMBF_4)作為引發(fā)劑時(shí)的電聚合108-126
• 4.1 前言108-109
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分109-112
• 4.2.1 藥品及儀器110-111
• 4.2.2 儀器及測(cè)試方法111-112
• 4.3 結(jié)果與討論112-120
• 4.3.1 電聚合動(dòng)力學(xué)研究112-120
• 4.4 結(jié)論120-122
• 參考文獻(xiàn)122-126
• 第五章 電聚合法制備金屬管道防腐涂層126-138
• 5.1 前言126-128
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分128-131
• 5.2.1 藥品及儀器128-130
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)試表征130-131
• 5.3 結(jié)果與討論131-135
• 5.3.1 涂層厚度測(cè)量131-133
• 5.3.2 漆膜的劃格試驗(yàn)133
• 5.3.3 鉛筆硬度測(cè)試133
• 5.3.4 水接觸角測(cè)量?jī)x133-134
• 5.3.5 涂層耐液體介質(zhì)的測(cè)定134
• 5.3.6 熱性能分析134-135
• 5.4 結(jié)論135-136
• 參考文獻(xiàn)136-138
• 第六章 結(jié)論138-140
• 致謝140-142
• 研究成果及論文情況142-144
• 作者簡(jiǎn)介144-146
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介146-147
• 北京化工大學(xué)q卟┦墾芯可宦畚拇鴇縹被峋鲆槭，
  
  本文編號(hào)：939920
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