三元巯基／乙烯基硅氮烷UV固化制备聚合物陶瓷前驱体

采用差光量热扫描研究了三元巯基化合物与乙烯基硅氮烷紫外光固化特性,结果表明,随着光引发剂浓度和辐照强度的增加,体系聚合速率增大,体系终止方式以自由基双基偶合终止为主。聚合反应为一级,且聚合速率与乙烯基浓度有关,而与巯基浓度无关。对制备的聚合物陶瓷前驱体的基本性能进行了分析,结果表明,玻璃化转变温度随巯基化合物用量的减少而降低,在巯基-乙烯基硅氮烷等摩尔比时,体系的固化度最大。     

聚合物先驱体的结构对氮化硅陶瓷性能的影响

以紫外光固化巯基/乙烯基硅氮烷共聚体系制备了不同结构的聚合物陶瓷先驱体,高温裂解后得到氮化硅陶瓷,用X射线衍射仪,场发射扫描电镜和能谱仪等手段对巯基官能度、巯基化合物分子尺寸、巯基/乙烯基硅氮烷配比以及惰性填料进行了表征,研究了聚合物先驱体的结构对氮化硅陶瓷的结晶度和晶粒尺寸的影响,结果表明:巯基单体官能度和分子尺寸的增加导致先驱体陶瓷的结晶度提高以及平均晶粒尺寸降低;巯基单体相对含量的增加导致先驱体陶瓷的结晶度增加,乙烯基与巯基摩尔比为1:0.5时平均晶粒尺寸出现峰值;β-Si3N4粉体惰性填料的加入能明显抑制先驱体陶瓷的尺寸收缩.     

巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的应用

巯基-乙烯基反应是点击化学中的一类重要反应,在紫外光固化过程中通过添加巯基化合物可以克服自由基聚合过程中的氧阻聚、光引发剂小分子碎片等,因而近年来在紫外光固化过程中引入巯基-乙烯基点击反应成为紫外固化材料领域的前沿研究内容。文中综述了近年来巯基-乙烯基点击反应在紫外光固化过程中的研究成果,详细介绍了巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的优缺点、反应机理、分子选择及分子设计原理,最后对巯基-乙烯基反应在紫外光固化过程中的进一步应用前景做了展望。     

含乙烯基的聚硅氮烷先驱体纤维的制备

通过甲基乙烯基硅氮烷与聚硅氮烷共热聚反应,将乙烯基引入先驱体聚硅氦烷,分析了甲基乙烯基硅氦烷与降硅氮烷的结构。讨论了两者共热聚的反应过程,找到了适宜的制备方法。制得了几种不同乙烯基含量的聚硅氦烷,并经熔融纺丝制得的含乙烯基的聚硅氦烷纤维。     

以硅铝氧烷溶胶为种子的VAc无皂乳液聚合研究EI

研究了以硅铝氧烷溶胶为种子进行醋酸乙烯酯 (VAc)的无皂乳液聚合 ,聚合动力学研究结果表明 ,VAc的聚合速率随无皂乳液聚合体系的稳定性而提高 ,IR测试结果表明硅铝氧烷溶胶中的双键参与了共聚反应 ,扫描电子显微镜 (SEM)照片表明有机和无机物得以较好的复合。 DSC结果表明 ,硅铝氧烷溶胶的浓度对     

巯基化合物的合成及巯基-乙烯基光固化工艺

合成出三种不同官能度的巯基化合物,在对其表征的基础上,利用傅立叶变换红外光谱原位跟踪和紫外光差示扫描量热实时跟踪方法,研究了巯基化合物官能度、巯基与乙烯基配比和辐照强度对巯基-VL20体系光固化反应的影响规律。结果表明:高官能度的巯基化合物,反应速率较快;光聚合反应速率约与光强的0.5次方成正比。     

含活性基有机硅氮烷的合成及紫外光固化与热裂解研究

通过甲基乙烯基二氯硅烷及甲基氢二氯硅烷氨解并以NH4C l催化制备了四种含活性基团的有机硅氮烷。对其紫外光(UV)固化性能、机理及热裂解行为进行了研究。结果表明,紫外光可以有效地引发含活性基的有机硅氮烷固化,固化时主要发生N-H、-CH=CH2间的反应;增大低聚物中S i-H含量和硅氮烷的分子量,均可提高其裂解后的陶瓷产率。     

光聚合陶瓷先驱体裂解制备陶瓷涂层及其抗氧化性能

炭材应用广泛,但在高于500℃的有氧气氛中氧化迅速,其结构和性能受到严重影响.为此,采用光聚合巯基/乙烯基聚硅氮烷(PSN-1)陶瓷先驱体在炭材料表面裂解制备抗氧化陶瓷涂层,采用偏光显微镜和X射线衍射技术探讨了涂层对炭材抗氧化性能的影响.结果表明:先驱体溶液浓度为30%时浸渍效果最好;加入质量比(Ti/PSN-1)为1/10～1/5的钛粉时,制备的涂层抗氧化性能最佳,恒温氧化120 min后,失重率仅为18%;最佳的浸渍/裂解循环次数为3次,恒温氧化120 min,失重率为15%;聚硅氮烷经高温裂解后最终生成氮化硅陶瓷.     

含乙烯基的聚碳硅烷的合成

利用聚碳硅烷与甲基乙烯基硅氮烷共混热聚反应 ,制得了含乙烯基的聚碳硅烷。分析了甲基乙烯基硅氮烷的结构 ,讨论了两者共热聚的反应过程 ,研究了制备条件对产物性能的影响。通过熔融纺丝制得了含不同乙烯基的适于电子束辐照的聚碳硅烷纤维。     

不同分子量的陶瓷前驱体聚硅氮烷的结构与性能的研究

以甲基氢二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷为原料,采用氨解反应以及热聚合反应合成了一系列乙烯基氢基甲基聚硅氮烷(PSZ135-170),其数均分子量(Mn)在2.9×103~1.9×105之间,单位浓度聚合物的粘度(ηred)在0.06~0.49mL/g之间。通过FTIR和1H NMR对聚硅氮烷结构进行了表征,该系列聚硅氮烷具有无定型结构,可溶解于正己烷、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺等常用有机溶剂中,通过TGA分析了该系列聚硅氮烷的热性能,发现随着聚硅氮烷分子量的增加,在N2中25~700℃热解后剩余物的百分含量逐渐升高,最高可达72.58%。     

On the UV-induced polymeric behavior of Chinese lacquer

To dry Chinese lacquer rapidly for the protection and restoration of archeological findings coated by lacquer or excavated lacquer wares and the development of new application of this lacquer, we carried out UV curing technology to improve its curing rate using a high-pressure mercury lamp as a UV source in the absence of any additional photoinitiator. The effects of mainly specific components in Chinese lacquer sap and the role of each reactive group of urushiol, namely hydroxyl groups, hydrogen on the phenyl ring, and olefins in the side chain, in the course of UV exposure were well-investigated. The UV-cured Chinese lacquer films were also characterized by FT-IR, (1)H NMR, SEM, TGA, and Py-GC/MS. The results showed that urushiol was the main component to form Chinese lacquer films, and decomposed to generate the urushiol semiquinone radicals, which sequentially induced the polymerization of Chinese lacquer by radical polymerization, as well as radical substitution under UV irradiation. In addition, the TG analysis suggested that polysaccharide and glycoproteins were integrated with the UV-cured films by covalent bonding. Furthermore, this method could be suitable to fast cure other phenol bearing long aliphatic unsaturated chain, such as CNSL.     

紫外光直接引发AM反相微乳液聚合及其机理

将直接光引发的低温、高纯度特性和微乳液聚合的低黏度、快速反应相结合,研究了丙烯酰胺、乳化剂、水和环己烷体系的微乳液聚合。在低温下(24℃-30℃)且不使用引发剂,采用紫外光直接引发了聚合反应并得到纳米微胶乳。通过研究反相微乳液聚合,得到光强IUV、单体浓度[M]、乳化剂浓度[E]、温度T对聚合反应的影响规律,聚合速率Rp随IUV、[M]和T的增大而变快,随[E]的增加变慢;产物特性粘数[η]随[M]的增加变大,随IUV、[E]和T的增大变小。并得到动力学方程式:Rp∝[IUV]0.4972[M]1.5048[E]-0.5731及表观活化能Ea=12.98kJ/mol。根据得到的动力学数据和实验结果探讨了聚合反应机理。     

Sterilizing photocurable materials by irradiation: preserving UV-curing properties of photopolymers following E-beam,gamma, or X-ray exposure

We have developed novel photopolymer gels to function as separators in blood collection tubes. By incorporating antioxidants such as α-tocopherol and nitroxides (TEMPO and TEMPOL), the new formulation can be sterilized with electron beam or gamma rays at a dose level of 17?kGy, without inducing premature curing of the photopolymers. For the blood separator gels that contain α-tocopherol, our results show that α-tocopherol plays a decisive role in impeding C-centered free radical propagation reactions through an H^?transfer mechanism. This mechanism involves the transfer of an H-atom from the hydroxyl group (OH) of α-tocopherol to the propagating C-centered radical leading to the termination of the polymerization. The sterilization radiation-induced premature curing of the photopolymer was also prevented in the blood separator gel containing nitroxides. For the gels containing TEMPO or TEMPOL, inhibition of the premature curing was achieved through an addition reaction or an H-transfer reaction, respectively. Our results also show that while α-tocopherol is not a contributing factor in the subsequent (time-of-use) UV curing of the gels, nitroxides enhance the UV curing process through nitroxide-mediated living free radical polymerization reactions leading to a decrease in UV curing time. The photopolymer separator gels are shown to function advantageously in clinical laboratory testing, especially for cell-free DNA measurements in blood.     

UV curing behavior of a highly branched polycarbosilane

The UV curing behavior of a highly branched polycarbosilane (HBPCS) was studied by differential scanning photo calorimeter (DPC) measurements. 2-Hydroxy-2-Methyl-Phenyl-Propane-1-one (Photocure-1173) was selected as photoinitiator. In order to accelerate the curing reaction rate of polycarbosilane, acrylic reactive diluent tripropane glycol diacrylate (TPGDA) was also added to the polymer system. The effect of TPGDA content, photoinitiator concentration, temperature, light intensity, and the curing atmosphere was investigated. The results indicated that the TPGDA greatly enhanced the reaction rate of the HBPCS system. The TPGDA content, photoinitiator concentration, temperature, and light intensity had their own optimal values to get the maximum ultimate conversion percentage and the reaction rate. The oxygen atmosphere helped to increase the final conversion percentage though it could retard the reaction rate.     

紫外光固化墨水应用研究新进展

UV喷墨墨水中包含着预聚物、单体、光引发剂、颜料、助剂等组分,其中预聚物是构成UV喷墨墨水组分的基本骨架,其性能对固化过程和固化膜的性质起决定作用;单体作为活性稀释剂影响墨水体系的黏度和固化速度;光引发剂的作用是吸收紫外光能量,同时产生游离基,促使油墨发生聚合反应,是光固化体系的关键组分。介绍了常见UV喷墨墨水中预聚物、单体和光引发剂的组成、特性以及最新应用研究动向。     

热交联剂在UV固化油墨中的临界值研究

在UV固化油墨中添加一定数量的热交联剂会改变油墨的干燥性能,当热交联剂含量超过一定值时,即使增加紫外线照射时间,墨膜也不会彻底干燥;反之墨膜的干燥性能不会发生变化,与之对应的热交联剂的含量称为临界值.研究了热交联剂在EA系列UV固化油墨中的临界值问题.该临界值的发现是研制一种新型热成型UV固化油墨的关键点.     

氰酸酯/环氧树脂CE-40体系的固化反应

采用差示扫描量热(DSC)方法计算得到氰酸酯/环氧树脂CE-40体系反应动力学常数,分析了温度和浓度对反应速率的影响,同时结合红外光谱对各温度段发生的反应进行了推断。研究表明,CE-40体系有两个反应温度区——低温区(150℃-180℃)和高温区(200℃-250℃)。低温区是环氧与氰酸酯直接反应,产物为三聚氰酸酯和口恶唑啉,反应速率对浓度敏感,随反应物浓度下降而降低;高温区是低温区的生成物与环氧的进一步反应,主要产物为口恶唑烷酮和异氰酸脲,反应温度决定了反应速率。     

828环氧树脂体系电子束固化反应机理的研究

对电子束（EB）辐射828环氧树脂的固化反应机理进行了研究，考察了不同引发剂，稀释剂对树脂体系辐射反应的影响。实验发现，阳离子型光引发剂可以引发环氧树脂的电子束辐射固化反应，传统的热固化体系并不适用于电子束固化，稀释剂的使用会降低反应体系的固化度，其中活性稀释剂的影响较小，供电子型溶剂会对环氧树脂的辐射固化反应起阻聚作用。以环氧丙烷作为单官能团环氧花合物，采用红外光谱，自由基捕捉技术与气相色谱－质谱相结合的方法，研究了电子束辐射环氧丙烷－碘Weng盐体系的辐射反应机理，推导出由碘Weng盐在电子束辐照下分解，随后产生质子酸，引发环氧丙烷阳离子开环聚合的反应过程。     

一种可聚合光引发剂的合成及性能

以2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯合成了一种可聚合紫外光引发剂。用红外光谱、核磁共振谱和紫外-可见吸收光谱对合成产物进行了分析和表征。通过综合热分析仪(Photo-DSC)研究了合成产物和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮在光固化体系中的引发效率及其固化后的相对迁移率。结果表明,合成的产物为目标可聚合紫外光引发剂,将其添加在紫外光固化体系中,随着添加量从3%增加到15%,引发效率逐渐增强。按照相同自由基浓度条件计算,12%合成产物的引发效率接近于5%1173,但是其固化过程中的迁移率却不到1173的10%。