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光聚合凭借其独特的优势,在越来越多的领域得到飞速的发展。但是光聚合过程也会产生一些问题,体积收缩便是其中之一,继而造成的收缩应力及下降的附着力,使得这项快速而环保的技术应用受到限制。因此,降低体积收缩势在必然。
论文以三元醇,IPDI,丙烯酸羟基酯和饱和脂肪醇进行了PUA的合成。通过对不同链长的饱和脂肪醇的选择,丙烯酸羟基酯和饱和脂肪醇比例的调整,三元醇分子量以及丙烯酸羟基酯官能度的调控合成了11种不同种类的PUA。利用红外光谱鉴定其结构,实时红外追踪其反应动力学,并测试其固化过程中的转化率。用激光测微仪(LDS)对UV固化中产生的体积收缩进行了实时监测。TGA的应用帮助我们得到了其热分解温度。固化膜的储能模量(E')和Tg由DMA的测试得到。铅笔硬度,摆杆硬度,柔韧性,疏水性以及在玻璃、PVC、PC和PP等基材上的附着力等性能也得到了测试。这些PUA与来自沙多玛的脂肪族PUA-CN9001NS进行了对比。研究结果如下:
1.成功的将饱和脂肪醇引入PUA中,并通过改变饱和脂肪醇链长、丙烯酸羟基酯/饱和脂肪醇比例、丙烯酸羟基酯官能度和三元醇分子量合成了一系列改性PUA;
2.由较长碳链的饱和脂肪醇改性过的PUA,具有更高的双键转化率和附着力以及更低的体积收缩率,通过与市场上的CN9001NS相比,改性过的PUA体积收缩明显降低。此外,固化膜柔韧性和疏水性增强,硬度、热分解温度、E'和Tg有所降低;
3.含饱和脂肪醇比例较高的改性PUA,具有更高的双键转化率和附着力以及更低的体积收缩率,丙烯酸羟基酯/饱和脂肪醇为1∶2时,所合成的PUA双键转化率和附着力最大,体积收缩率最低,固化膜柔韧性和疏水性最强,硬度、热分解温度、E'和Tg相对较低;
4.由HEA参与合成的低官能度PUA,与由PETA参与合成的高官能度PUA相比,前者双键转化率和附着力更高,体积收缩率更小,柔韧性和疏水性更强,而后者的硬度、热分解温度、E'和Tg相对较高;
5.由三臂聚乙二醇(PEG)参与合成的高分子量改性PUA,与由聚己内酯三元醇(PCL)参与合成的分子量相对较低的改性PUA相比,前者双键转化率和附着力更高,体积收缩率更小,柔韧性和疏水性更强,而后者的硬度、热分解温度、E'和Tg相对较高。