酚醛环氧树脂作为预聚物的紫外光固化涂料的制备及性能研究

以酚醛环氧树脂(F-51)、邻甲酚缩水甘油醚(JX-017)、聚己内酯二元醇(Polyol-0201)和三芳基锍鎓六氟锑酸盐(UVI-6976)作为组分制备一种阳离子型紫外光固化涂料,利用凝胶率测定法对其紫外光固化涂料的光敏性进行研究。同时,对该紫外光固化涂料的贮存稳定性以及它的光固化膜的拉伸性能,冲击强度和铅笔硬度进行了研究。在F-51质量分数60%,JX-017质量分数20%,Polyol-0201质量分数15%和UVI-6976质量分数5.0%时所制备的紫外光固化涂料,其紫外光光固化膜的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和铅笔硬度分别为30.95 MPa、5.95%、9 kg·cm和5H。     

对叔丁基酚缩水甘油醚作为稀释剂紫外光固化材料的制备及性能

以对叔丁基酚缩水甘油醚(JX-012)、双酚A型环氧树脂(E-618)、聚己内酯二元醇(Polyol0201)和三芳基锍鎓六氟锑酸盐(UVI-6976)作为原料制备了一种阳离子型紫外光固化材料。利用测定凝胶率的方法对其紫外光固化材料的光敏性进行了研究。同时,对该紫外光固化材料的光固化膜的拉伸性能、冲击强度和铅笔硬度等进行了分析。实验结果表明:在E-618质量分数65%、JX-012质量分数21%、Polyol-0201质量分数10%和UVI-6976质量分数4%时,所制备的紫外光固化材料,其紫外光光固化膜的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和铅笔硬度分别为25.2 MPa、6.59%、50 kg·cm和2 H以上。 更多还原     

叔丁基酚缩水甘油醚丙烯酸酯的合成及其在紫外光固化涂料中的应用

以叔丁基酚缩水甘油醚和丙烯酸为主要原料,三苯基膦为催化剂,对羟基苯甲醚为阻聚剂,合成一种新型的活性稀释剂——叔丁基酚缩水甘油醚丙烯酸酯。通过对反应时间、反应温度、反应转化率、产物色泽和体系黏度等考察,得出较佳反应条件：温度为100～110℃,三苯基膦的质量分数为0.7%～0.9%,对羟基苯甲醚质量分数为0.2%～0.3%。将合成的活性稀释剂和光引发剂加入到双酚A型环氧丙烯酸酯树脂中配成紫外光固化涂料,对涂膜进行了拉伸、硬度、柔韧性等测试。结果表明：此预聚物配成的涂料具有较好的力学和热性能。     

纳米二氧化硅对聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化材料性能影响

用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米二氧化硅进行了表面改性,并将其填充到聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化材料中。扫描电镜(SEM)观察表明:适量KH-570改性的纳米二氧化硅在聚氨酯丙烯酸酯中分散性好。对含有不同质量分数改性纳米二氧化硅粒子的聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化材料的固化膜进行了柔韧性、铅笔硬度、拉伸强度、拉伸断裂伸长率和抗冲击强度测定,结果表明:当KH-570改性的纳米二氧化硅质量分数为4%时,固化膜的拉伸强度达到6.68 MPa,拉伸断裂伸长率为11.88%,抗冲击强度为50 kg·cm。 更多还原     

软质光固化树脂的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇、乙二醇和丙烯酸羟乙酯为主要原料,通过分子结构设计合成聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物树脂,并以2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(2,4,6-Trimethyl benzoyldiphenyl phosphine oxide,TPO)为光引发剂、丙烯酸异辛酯(2-Ethylhexyl acrylate,2-EHA)为稀释剂,制备了可快速固化的软质光固化树脂。同时研究了不同光引发剂及稀释剂含量对固化件的固化时间、拉伸性能、刚度和扩张度的影响。研究表明:当光引发剂TPO的质量分数为3%时,树脂在1s内快速固化;当稀释剂2-EHA质量分数为10%时,固化件的柔性最佳并表现出良好的机械性能;傅里叶红外光谱显示固化后的树脂双键完全聚合。制备的软质光固化树脂可用于光固化3D打印。     

介孔SBA-15增强硼酸酯交换基环氧类玻璃高分子

研究了改性介孔SBA-15的添加量对复合材料的性能影响,尤其是机械性能,热稳定性,再回收,自修复以及形状记忆的能力。首先利用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对介孔SBA-15进行改性,使其表面具有可反应的环氧官能团,然后用于对邻甲酚醛环氧类玻璃的增强。以端基二硫醇的2,2′-(1,4-亚苯基)-双[4-硫醇1,3,2-二氧杂戊烷(BDB)为交联剂,邻甲酚醛环氧树脂为预聚体,改性后的介孔SBA-15为增强剂,通过“巯基-环氧”点击反应得到高强度环氧类玻璃复合材料。研究表明当增强剂添加量为环氧树脂的1.0%(质量分数)时,环氧类玻璃复合材料的拉伸强度最高可达54.9 MPa,断裂应变为12.7%。     

无稀释剂紫外光引发自交联丙烯酸酯压敏胶的研制

为了克服紫外光固化丙烯酸酯压敏胶气味大和氧阻聚的不足,本文以单体丙烯酸正丁酯(n-BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和功能单体丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,采用十二烷基硫醇(DDM)为链转移剂,以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂进行自由基聚合,合成含环氧基团的丙烯酸酯预聚物。然后添加阳离子型紫外光引发剂6976,经涂布及紫外光光照引发得到自交联型环氧丙烯酸酯压敏胶。实验过程中分别测试了DDM、 GMA和光引发剂用量等因素对压敏胶性能的影响。结果表明,DDM用量为0.26%, GMA用量为12.5%,光引发剂6976用量为2%时,所制的压敏胶综合性能最为理想。压敏胶的初粘力达到11.1 N/25 mm,剥离力达到14.6 N/25 mm,剪切强度达到9.2 N/12×12 mm²,在80℃下处理4 h具有良好的耐热性,剥离时不掉胶。制备的压敏胶在低于50℃时易涂布,不含活性稀释剂,无刺激性气味,无氧阻聚,在工业上具有较好的应用前景。     

多羟基POSS对改性环氧网络热性能的影响

为改性双酚A型环氧树脂(DGEBA)的热性能,利用γ-氨丙基T8(A-POSS)与苯基缩水甘油醚(PGE)反应制得改性剂多羟基POSS(SP2-POSS),并利用不同质量分数的SP2-POSS(分别为8%,15%,30%,45%,60%,75%)掺杂改性DGEBA高分子交联体系.对改性的DGEBA体系分别进行结构和热性能测试,结构测试结果表明,改性后的体系确实有多羟基存在;热性能测试结构表明,多羟基的存在使得体系的交联度提高,从而使反应固化热、玻璃化转变温度、热失重温度有所提高,其中含75%的改性DGEBA高分子体系具有最好的热性能.     

三酚基甲烷三缩水甘油醚的合成工艺

主要研究以三酚基甲烷和环氧氯丙烷(ECH)为原材料,在催化剂作用下缩合制备三酚基甲烷三缩水甘油醚.实验结果表明:在三酚基甲烷∶ECH=1∶30,NaOH的质量分数为30%,反应温度为44℃,反应体系水含量0.3%～2%的条件下,可得到环氧值为0.57～0.59,产率为96%的三酚基甲烷的低分子环氧树脂.     

PVL-PEG-PVL水凝胶紫外光固化动力学研究

为了制备PVL-PEG-PVL水凝胶,并研究其紫外光固化动力学,本文采用熔融聚合法制备了PVL-PEG-PVL三嵌段共聚物,利用丙烯酰氯(AC)修饰并以2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)为引发剂在紫外光辐射下制备PVL-PEG-PVL水凝胶。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和万能试验机对水凝胶的结构和力学性能进行表征和测试,研究水凝胶紫外光固化动力学。实验结果表明:当凝胶前体浓度为0.06 g·mL~(-1)、光引发剂含量为单体质量分数的0.5%、紫外灯工作电流为14 A时,凝胶的固化速率最快,11 min内交联度可达到93%。此条件下制备的凝胶力学强度最高,拉伸强度可达0.241 MPa,断裂伸长率为1 888.47%。     

环氧丙烯酸酯的合成及性能研究

以环氧树脂E-44和丙烯酸为原料合成了可紫外光(UV)固化的环氧丙烯酸酯,通过FT-IR对其结构进行了表征。研究了光引发剂用量和稀释剂添加量对胶黏剂的固化时间、吸水率、凝胶率、附着力等性能的影响。研究发现,光引发剂使用质量分数为5%、稀释剂添加质量分数为20%时,黏合剂的综合性能最好。通过DSC-TG分析发现,自制的胶黏剂固化膜玻璃化温度为279℃,0～600℃的热失重为84.88%。     

一种含氟光引发剂的制备及性能研究

利用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与Irgacure 2959反应形成的端异氰酸酯与全氟烷基乙醇(PFA)反应制备了一种含氟的光引发剂(2959-IPDI-PFA),利用红外光谱、核磁共振氢谱以及紫外-可见光谱表征了其结构,利用紫外-可见光谱研究了其紫外光裂解过程,用实时红外光谱探讨了2959-IPDI-PFA引发1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)聚合的光固化反应的动力学.结果表明,与Irgacure 2959相比,2959-IPDI-PFA具有较高的光引发活性,氟引发剂向表面迁移降低了氧阻聚效应.此外,2959-IPDI-PFA引发UV-6A、HDDA光聚合所得固化膜的凝胶率为96%,残留光引发剂2959-IPDI-PFA的迁移率比Irgacure 2959的迁移率低.2959-IPDIPFA与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(DAROCUR 1173)复配具有良好的光引发性能.     

溶剂对相转移催化合成烯丙基缩水甘油醚的影响

加入适量的非水溶性溶剂(苯、环己烷、正己烷)和少量的水溶性溶剂(THF、甲醇、乙醇)可显著提高液-液相转移催化合成烯丙基缩水甘油醚的产率。当反应温度60℃,n(丙烯醇)∶n(环氧氯丙烷)∶n(NaOH)∶n(四丁基硫酸氢铵)=1.0∶2.0∶2.0∶0.01,每摩尔丙烯醇中加入120 mL苯和25 mL THF,反应时间1 h时,产品的产率大于86%,环氧值为0.866,质量分数为96.5%。采用液-液相转移催化,操作简单,条件温和,NaOH溶液加料容易。     

甘氨酸/EGDE加固脆弱羊毛织物及其性能研究

采用甘氨酸(Gly)和乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)对碱脆弱的羊毛织物进行加固,通过正交实验得到较优的加固方案:Gly质量分数为2%,EGDE质量分数为1.5%。在此加固条件下织物断裂应力提高了2.07倍,断裂应变提高了1.58倍。采用热重(TG)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(ATR-FTIR)等对Gly、EGDE与脆弱羊毛织物的作用关系进行分析探讨。结果表明:加固后样品的热稳定性增加,结晶度有所降低。初步证实EGDE与羊毛纤维发生了交联,推测认为Gly作为中间连接体与EGDE反应后作为加固剂,使得相距较远的角蛋白分子之间发生交联的可能性增大,形成较大的三维网状结构。     

苯丙乳液/纳米ATO隔热涂料的制备与性能

为了提高建筑玻璃的隔热效果,将半连续滴加法合成的苯丙乳液与纳米氧化锡锑(ATO)复合,制备了苯丙乳液/纳米ATO隔热涂料.研究了乳化剂和丙烯酸用量对涂膜附着力和吸水率的影响,测定了涂膜的透光率和隔热效果.结果表明,乳化剂用量(质量分数)为1.5%,丙烯酸用量从1.5%增加到2.4%时,附着力由2级提高到1级,吸水率由11.4%升高到12.7%.纳米ATO用量为7.0%(质量分数),近红外光的屏蔽率可达66.3%,可见光透过率为70.5%,隔热效果明显.     

DMA法评价微胶囊-环氧树脂复合材料自修复率

以脲醛树脂(urea-formaldehydem,UF)为囊壁,正丁基缩水甘油醚改性环氧树脂的修复剂为囊芯,采用原位聚合法合成了UF自修复微胶囊,并以4',4'-二氨基二苯基甲烷(4',4'-diaminodiphenylmethane,DDM)作为微胶囊固化剂一起埋植到环氧树脂基体中,制成微胶囊-环氧树脂自修复材料.该微胶囊的囊芯质量分数为71.02%,平均粒径和囊壁厚度分别是105和3μm,囊壁表面粗糙而致密,与基体的界面结合较好,微胶囊在环氧树脂中分布均匀.UF微胶囊-环氧树脂复合材料经过恒应变损伤后产生裂纹,并在材料内部破裂,导致改性的环氧树脂修复剂从破裂的微胶囊流出至裂纹表面,改性的环氧树脂与设计的固化剂接触,在高温下发生有效的固化交联反应自动修复裂纹.热处理条件(60℃,2 h)可消除材料基体内残留的环氧活性中心与未反应的基体固化剂二乙烯三胺,在高于玻璃化转变温度tg的区域发生后固化反应,是测量UF微胶囊-环氧树脂复合材料自修复率的重要条件.采用动态力学分析(dynamic mechanical analysis,DMA)法测定的复合材料自修复率为103.03%,该方法便速、无损,具有良好的重复性,可用于表征材料自修复率.     

基于硼酸酯交换的高韧环氧类玻璃的制备

环氧类玻璃高分子具有再加工和自修复等功能性,然而同时获得力学性能和功能性优异的环氧类玻璃高分子仍是一个挑战。为了同时提高环氧类玻璃高分子的力学性能和功能性,以含有动态硼酸酯键的刚性2,2′-(1,4-亚苯基)-双[4-硫醇1,3,2-二氧杂戊烷(S-BDB)为交联剂,固化邻甲酚醛环氧树脂,以提高网络的力学性能。同时在其网络中引入了环氧稀释剂乙二醇二缩水甘油醚(EGDE),以提高网络结构的柔性,增强网络韧性和功能性。研究EGDE的添加量对环氧类玻璃力学性能的影响,发现随着EGDE的添加量的增加,所得网络的力学性能先增加后减小。还研究了EGDE的添加量对环氧类玻璃交联度和橡胶平台的影响,发现随着EGDE的添加量的增加,网络的交联度和橡胶平台先增加后减小。含有环氧稀释剂EGDE环氧类玻璃高分子的拓扑转变温度为-31℃,活化能为42 kJ·mol^-1。此外,含有环氧稀释剂EGDE环氧类玻璃高分子具有优异的功能性(自修复、形状记忆、焊接和再加工能力)。     

乙二醇二缩水甘油醚在茜草染料对棉织物交联染色中的应用

为提升天然茜草染料对棉织物染色性能,将乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)作为交联剂用于茜草染料对棉织物的交联染色。以染后织物表面色深值(K/S)为指标,改变染料质量分数、交联剂浓度、焙烘温度以及染液pH,得到最优工艺。采用傅立叶变换红外光谱分析了交联染色织物结构,并测试了织物的各项性能。结果表明,交联染色最优条件为染料质量分数4%、交联剂浓度0.2 mol/L、焙烘温度130℃、染液pH 8.5。与直接染色相比,交联染色后棉织物的色相没有变化,K/S提高了4.94,表面K/S标准偏差接近零,匀染性优异。交联染色织物的耐摩擦、耐洗以及耐日晒牢度均增加了2～3级。表明交联染色较好地保持了棉织物的物理性能,染色性能得到有效提升。     

表面活性剂对自修复环氧树脂微胶囊的影响

以双酚A型环氧树脂(E-51)和正丁基缩水甘油醚(BGE)混合物为囊芯,三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂(MUF)为囊壁,采用原位聚合法,合成一种用于自修复材料的微胶囊,研究了阴离子、非离子和高分子等5种表面活性剂对MUF环氧树脂微胶囊的影响.采用光学显微镜(OM)表征微胶囊粒径大小及分布、表面形貌等性质,用圆环法测定表面活性剂溶液的表面张力和不同十二烷基苯磺酸钠(SDBS)浓度水溶液/环氧树脂的界面张力,探讨了表面活性剂种类和浓度对MUF环氧树脂微胶囊粒径和形成过程的影响.实验结果表明,SDBS有助于MUF环氧树脂微胶囊的形成,SDBS水溶液/环氧树脂的界面张力随着SDBS浓度的增加而减小,在SDBS质量分数为0.5%后趋于稳定;在该条件下形成的MUF环氧树脂微胶囊形态良好,分散均匀,无粘连现象.     

新型丙烯酸酯杂合乳液的合成与水性双组分聚氨酯涂料性能

以甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)为羟基单体,采用种子乳液聚合工艺,结合即时中和与极性单体分段滴加等手段合成了羟值为98.8 mg(KOH)/g、固含量为45.0%的新型聚丙烯酸酯杂合乳液(PAH).TEM观察发现:队H由表层为羧酸盐覆盖的乳胶粒P1和富含-OH的乳胶粒P2组成.纳米粒度分析表明:相对于常规羟基聚丙烯酸乳液(HPAE),PAH的粒径分布更宽,平均粒径更小.针对PAH配制的水性双组分聚氨酯涂料(2K-WPU)的综合性能测试说明:当-COOH和-OH在P1和P2中的质量比分别为1∶0和1∶3时,涂膜性能最佳.傅里叶红外光谱(FT-IR)分析发现:涂膜固化过程中-NCO与-OH完全反应仅需3 d.原子力显微镜(AFM)分析显示:2K-WPU涂层结构致密且平整.