本文關鍵詞：復合防護玻璃制備、改性及其性能研究

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【摘要】：防護玻璃因具備優(yōu)異的光學和抗沖擊安全性能而被廣泛應用于交通、建筑、金融等領域。近年來,隨著民眾自身安保意識的提高,以及汽車、建筑等行業(yè)關鍵零部件的輕量化、安全化趨勢下,Glass/PU(聚氨酯)/PC(聚碳酸酯)有機-無機復合防護玻璃因其質輕,PC具有良好的光學性能和抗沖擊韌性,而成了人們未來首選的防護玻璃。但是在應用和生產過程中仍存在一些問題：由于玻璃與PC本身的性質相差很大,中間膠層粘結力較低,導致在生產和使用過程中會發(fā)生脫膠現(xiàn)象。針對這些問題,本文通過TPU和基材表面改性的方法提升復合有機-無機層間的粘結強度,研究了表面改性和復配工藝對防護玻璃性能的影響。主要研究內容如下：(一)防護玻璃用熱塑性聚氨酯(TPU)表面改性。經硅烷改性后的TPU膠片表面有少量的Si-O-Si鍵及脲鍵生成,改性后膠片表面形貌變得不規(guī)則,表面粗糙度增加,表面水接觸角降低,膠片的耐熱穩(wěn)定性、表面活性和透光率均得到提升。改性后的TPU膠片的粘結性能提升,當偶聯(lián)劑溶液水解時間為8h,超聲處理時間為5min時效果最佳,TPU膠片對于防護玻璃復配層間的粘結強度由改性前的2.02MPa增大至5.63MPa,提高了約180%。(二)防護玻璃基材表面強化改性及其粘結性能研究。表面強化后玻璃的抗彎強度增加,且離子交換的效果優(yōu)于物理鋼化；離子交換后的玻璃呈現(xiàn)出均勻粗糙表面,透光率降低；PC經過改性后,表面粗糙度增加,表面水接觸角下降,表面活性增強,透光率降低。玻璃的表面強化、TPU和PC改性均有利于提高防護玻璃復配層間的粘結強度,通過優(yōu)化獲得最優(yōu)復配組合,即表面強化后的玻璃、經水解8h的硅烷處理5min的TPU和60℃5mol/L NaOH溶液處理1h的PC。(三)防護玻璃復配工藝優(yōu)化及其性能研究。玻璃表面強化、PC表面改性都會影響復合防護玻璃的透光率,使其下降2～4%；TPU改性對防護玻璃的透光率影響不大。玻璃表面強化對防護玻璃耐熱性影響不大,而PC和TPU表面改性有利于提升防護玻璃的耐熱性；復合防護玻璃經過紫外照射后黃變老化現(xiàn)象不明顯,透光率下降,降幅約2-5%,TPU表面改性有利于其抗紫外線性能�？箾_擊測試研究表明,不同結構的復合防護玻璃均符合國家公共安全行業(yè)標準A類要求,符合標準的防護玻璃厚度降至4mm左右；TPU改性后使玻璃與PC之間粘結強度提升,有利于防護玻璃整體的抗沖擊強度。
【關鍵詞】：防護玻璃 熱塑性聚氨酯 硅烷偶聯(lián)劑 聚碳酸酯 表面改性
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.7
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 引言12
• 1.2 防護玻璃綜述12-19
• 1.2.1 復合防護玻璃的背板材料14-16
• 1.2.2 復合防護玻璃的中間膠結層材料16-18
• 1.2.3 防護玻璃的應用18-19
• 1.3 無機玻璃表面強化19-23
• 1.3.1 物理鋼化法19-20
• 1.3.2 化學鋼化20-23
• 1.4 中間膠層材料及其表面改性23-27
• 1.4.1 聚氨酯膠粘劑的粘結原理23-25
• 1.4.2 膠片薄膜表面改性25-26
• 1.4.3 硅烷偶聯(lián)劑26-27
• 1.5 防護玻璃的復合工藝及性能27-30
• 1.5.1 干法制備復合防護玻璃27-29
• 1.5.2 不同干法之間的對比29
• 1.5.3 復合防護玻璃的性能29-30
• 1.6 立題依據(jù)與研究內容30-32
• 第二章 實驗材料與測試表征方法32-36
• 2.1 實驗原料32
• 2.2 實驗儀器及設備32-33
• 2.3 測試表征方法33-36
• 2.3.1 三點抗彎強度測試33
• 2.3.2 紫外-可見光光譜分析33
• 2.3.3 熱分析33
• 2.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜(EDS)分析33-34
• 2.3.5 原子力顯微鏡(AFM)34
• 2.3.6 紅外光譜分析34
• 2.3.7 表面接觸角(CA)分析34
• 2.3.8 粘結強度測試34
• 2.3.9 抗沖擊強度測試34
• 2.3.10 耐熱性測試34-36
• 第三章 防護玻璃用熱塑性聚氨酯(TPU)表面改性36-54
• 3.1 前言36
• 3.2 實驗部分36-37
• 3.3 結果與討論37-52
• 3.3.1 硅烷偶聯(lián)劑表面改性機理37-38
• 3.3.2 聚合物紅外光譜分析38-40
• 3.3.3 膠片熱學性能分析40-43
• 3.3.4 膠片表面性能分析43-48
• 3.3.5 膠片光學性能分析48-50
• 3.3.6 力學性能分析50-52
• 3.4 本章小結52-54
• 第四章 防護玻璃基材表面強化改性及其粘結性能研究54-66
• 4.1 前言54
• 4.2 實驗部分54-56
• 4.2.1 離子交換54-55
• 4.2.2 聚碳酸酯表面改性55
• 4.2.3 粘結性能研究55-56
• 4.3 結果與討論56-65
• 4.3.1 無機玻璃離子交換強化56-60
• 4.3.2 聚碳酸酯(PC)堿洗60-62
• 4.3.3 不同無機玻璃、PC與PU之間粘結強度分析62-65
• 4.4 本章小結65-66
• 第五章 防護玻璃復配工藝優(yōu)化及其性能研究66-78
• 5.1 前言66
• 5.2 實驗部分66-67
• 5.3 結果與討論67-75
• 5.3.1 復合防護玻璃光學性能分析67-69
• 5.3.2 復合防護玻璃抗彎強度分析69-71
• 5.3.3 復合防護玻璃耐候性能分析71-73
• 5.3.4 復合防護玻璃抗沖擊強度分析73-75
• 5.4 本章小結75-78
• 第六章 全文總結78-80
• 6.1 總結78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻80-86
• 致謝86-88
• 個人簡歷88-90
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果90

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本文編號：967788