光引发剂对多官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂光固化性能的影响开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

树脂基复合材料由于具有诸多优点, 正逐步被广泛应用。目前, 复合材料制备工艺已有很多,但固化方式比较单一,常见的热固化法,生产效率低且能耗大。紫外光(uv)固化技术能在几分钟甚至几秒钟之内完成固化具有高效、节能的特点为社会节约了资源,降低了成本让该技术得以推广,正是因为uv固化技术固化时间短因此其挥发物少有着环保的特点,减少了空气污染,对人类的健康有益,因此综合考虑以上uv固化技术对社会、环境、健康有益、成本低其正逐渐受到重视和应用。而普通 uv 固化丙烯酸酯类树脂因活性较低而导致固化产物厚度不够和固化时间较长等问题而限制了其广泛应用。故设计制备多官能度聚氨酯丙烯酸酯(pua),对提高pua的光固化活性并应用于复合材料树脂基体具有积极意义[1,2] ;同时再探究光引发剂种类和用量对pua固化产物的力学性能和热性能的影响,能够寻找到合适pua的光引发剂和用量,从而达到在保证性能和活性的条件下少量使用光引发剂,节约了成本提高了效率。

近年来聚氨酯丙烯酸酯相关的研究层出不穷。byoung-hoo lee[3]研究了脂肪族聚氨酯丙烯酸酯涂料涂层性能和特性。qiongzhi gao等[4]则使用1173光引发剂研究hbpua薄膜的uv固化动力学,并测量了它们的耐热性和机械性能。张博晓等[5]研究了紫外光固化超支化聚合物的固化。徐朝华等[6]制备了超支化聚氨酯丙烯酸酯,研究了光固化速率和涂膜的热稳定性。聚氨酯丙烯酸酯(pua)因其分子结构中含有氨基甲酸酯键和丙烯酸酯官能团,既具有聚氨酯的高柔韧性、耐磨性和耐候性等,又可以进行光固化。但普通pua活性较低,固化产物机械性能较差。可以考虑采用苯酐聚酯多元醇为核,甲苯-2,4-二异氰酸酯(tdi)和丙烯酸羟丙酯(hpa)为支,设计制备多官能度pua,从而提高其活性和固化产物的机械性能。

徐朝华等[6]还提到超支化聚氨酯丙烯酸树脂是末端带有双键的超支化聚氨酯,而uv固化超支化聚氨酯丙烯酸树脂结合了uv固化技术、超支化聚合物、聚氨酯树脂及丙烯酸树脂等的优点而备受关注,具有固化速度快、涂膜性能好及环境污染小等特点,广泛应用于涂料、热固性树脂、高分子催化剂及生物医药等领域[7]。uv固化涂料还具有挥发性有机物(voc)含量低、符合绿色环保要求和涂装设备投资低等优点,使其应用和推广得到了快速的发展。有报道指出预计未来5年全球光固化产品市场将保持11.5%的增长率,中国将是其中市场容量最大和发展最快的地区[8,9,10]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、材料制备:采用苯酐聚酯多元醇为核,甲苯-2,4-二异氰酸酯(tdi)和丙烯酸羟丙酯(hpa)为支,设计制备多官能度pua,然后分别以2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(tpo)为光引发剂对其进行光固化。并制备光固化的聚氨酯丙烯酸酯树脂浇铸体试样。

2、材料表征:测试产物及原料的红外光谱;测试光引发剂在pua中的光固化活性以及pua树脂浇铸体的力学性能,热学性能。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-6周:设计光引发剂的种类及用量,对树脂进行紫外光固化,并制样。

第7-11周:进行力学性能与热性能等方面的表征测试。

第12-14周:总结实验数据,完成并修改毕业论文。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 董文静, 段华军, 陶晓晓,等. 高官能度聚氨酯丙烯酸酯的设计制备及光固化性能[j]. 高分子材料科学与工程, 2018, 34(10):134-139.

[2] 孙涛,常新龙,赖建伟,等.不同固化方式下环氧树脂体系固化行为及力学性能研究[j].固体火箭技术,2012,35(5): 679-682.

[3] byoung-hoo lee, jae-hoon choi, hyun-joong kim. coating performance and characteristics for uv-curable aliphatic urethane acrylate coatings containing norrish type i photoinitiators[j]. journal of coatings technology and research, 2006, 3(3): 221-229.

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