由于紫外（UV）光穿透能力有限,UV光固化技術只能對涂料、粘結劑等表面薄層進行固化,對于較厚體系往往都是采用傳統(tǒng)加熱聚合方法,存在反應耗時、耗能且熱擴散不均勻等問題。前端聚合是利用放熱反應的熱自催化作用完成聚合的快速、節(jié)能的新反應模式,本文設計可自蔓延的不飽和聚酯反應體系,采用UV光引發(fā)前端聚合反應,實現了該體系自蔓延式的室溫快速深層固化。設計基于乙烯基酯樹脂（VE）的可自蔓延反應體系,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)劑等因素對聚合前端面推進速率、前端最高溫度的影響。結果表明,隨著活性稀釋劑和熱引發(fā)劑含量的提高,聚合前端面推進速率和前端最高溫度呈現不斷上升的趨勢,光引發(fā)劑含量對聚合前端面推進速率、前端最高溫度無明顯影響,最佳配比下,聚合前端面推進速率為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樹脂固化材料的熱穩(wěn)定性和玻璃化轉變溫度較高;其表面硬度從加熱聚合時的76 HD增加到82 HD;由掃描電鏡（SEM）觀察顯示VE樹脂固化材料微觀呈連續(xù)致密結構。對光引發(fā)前端聚合VE樹脂固化材料進行了熱氧分解動力學研... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：88 頁

【學位級別】：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，在實際應用中還可根據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]和陽離子型[49]，其中前者又可細分為裂解型[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生具有引發(fā)活性的初級自由基，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)劑的氫原子后再產生初級自由基。隨著高分子化合物區(qū)別于小分子化合物的獨特優(yōu)勢，使合成具有優(yōu)異性能的高分子光引發(fā)劑成為熱點之一。Jiang等[52]通過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，由于其分子結構內本身就具有氫供體，因此在使用中無需向體系內在加入助引發(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的眾多有機化合物體系中。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，不僅可以調節(jié)體系的粘度大小，還可以通過調節(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力學及所得固化產物的交聯程度等[54]。因苯乙烯價格較便宜，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)大學碩士學位論文142.3.2乙烯基酯樹脂組合物的制備將適量VE樹脂低聚物、TMPTA、BPO、BDK倒入250mL單口燒瓶中，機械攪拌30min，使其充分混合均勻，攪拌轉速為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樹脂組合物。2.3.3乙烯基酯樹脂的自蔓延式快速深層固化將混合好的VE樹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驗自制的反應裝置中，樹脂組合物液面保持與反應器上擋板平齊，以使只有樹脂組合物上層液面受到光線照射，其他側面方向均處于無光狀態(tài)。以UV-LED為光源，光強度為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脂組合物的上部出現明顯的聚合前端面，隨著聚合前端面以一定速率從上部穩(wěn)步向下推進，液態(tài)樹脂組合物快速轉化為固態(tài)聚合物，當前端面移動至底部，液態(tài)樹脂組合物全部固化，反應結束。實驗裝置示意圖如圖2.2所示。圖2.2自制的反應裝置示意圖Fig.2.2Theschematicofself-madereactiondevice2.4測試與表征（1）聚合前端面推進速率：將液態(tài)VE樹脂組合物在紫外光源下照射10s，啟動前端聚合反應，將充當反應器的玻璃試管豎直放置在室溫環(huán)境中，用秒表記錄試管內樹脂組合物中聚合前端面從上部推進到試管底部所需時間，按公式(2-1)計算出聚合前端面推進速率：

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



本文編號：3533370