光固化含氟聚丙烯酸酯预聚物制备及性能的研究

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1、学位论文数据集中图分类号TQ325．7学科分类号150．4560论文编号1001020120484密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名刘翠学号2009000484获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码0805课题来源白选项目研究方向光固化涂料论文题目光固化含氟聚丙烯酸酯预聚物的制备及性能研究关键词光固化，氟，低表面能，预聚物论文答辩日期2012．5．24+论文类型应用研究学位论文评阕及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师何勇副教授北京化工大学高分子中国科学院理评阅人1贺军辉研究员功能纳米材料化技术研究所评阅人2韩丙勇教授北京化工大学高分子

2、评阅人3评阅人4评阅人5徽员糊赵国操教授北京服装学院高分子答辩委员1陈晓农教授北京化工大学高分子答辩委员2徐福建教授北京化工大学高分子答辩委员3夏宇正副教授北京化工大学高分子答辩委员4杨冬芝副教授北京化工大学高分子答辩委员5)王-一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(cB／'r13745—9)((学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要光固化含氟聚丙烯酸酯预聚物的制备及性能研究随着社会对环保与可持续发展的重视，对材料的环保性能提出了更高的要求，因此高性能环

3、境友好的光固化低聚物受到了越来越多的关注。具有低表面自由能、优异的耐化学性、耐污染性、热稳定性及电绝缘性的含．氟聚合物应运而生。因此通过将光固化技术与含氟聚合物二者的优越性能结合起来，制备出相容性良好、低表面能、价格合理的光固化含氟低聚物具有十分重要的意义。本论文通过对共聚单体的选择、单体比例的调整、共聚物分子量的调控制备出了一系列含氟聚丙烯酸酯丙烯酸酯(简称FPAA)及含氟环氧基聚丙烯酸酯(简称FEPA)。通过傅立叶红外光谱对其结构进行了表征；通过目视法、透光率法、动态力学法及扫描电镜法对FPAA与非氟溶剂及活性单体的相容性进行了系统研究；对FPAA及FEPA的光固化动力学、热稳定性

4、、涂膜疏水性及固化膜的物理机械性能进行了研究。具体的研究结果如下：‘’1．通过对FPAA相容性的研究，得出降低分子量及引入具有脂溶性链段的丙烯酸丁酯可以提高预聚物与非氟溶剂、光固化引发剂及稀释剂单体的互溶性，并通过目视法、透光率法、动态力学法及扫描电镜法得到证实，且低分子量预聚物具有更好的贮存稳定性。2．低分子量的FPAA具有更高的固化效率，可以在90s内达到95％以T北京化工大学硕士学位论文上的双键转化率。FPAA的表面能随着氟含量的增大而降低，最低可达24．9mN／m。玻璃化转变温度及热分解温度均随氟含量的增加而提高。因此，低分子量、高相容性、良好贮存稳定性、快速固化、低表面能的D

5、1一D3样品可以作为疏水性的主体树脂进行使用。3。通过将低分子量相容性良好的D1一D3加入到涂料配方体系的研究可知：D1一D3的加入不会影响到涂料的光固化速率，对光固化转化率略有影响；D1．D3的加入可以大大提高固化膜与水的接触角，使得涂料具有在疏水性材料应用的可能；D1一D3的加入降低了固化膜的硬度和附着力，提高了固化膜的柔韧性。．4．通过对不同氟含量及不同链长的FEPA的研究可知：FEPA的光固化速率及最终转化率随氟含量的增加而增大；FEPA的最大接触角可达11Oo，且含氟侧链越长接触角越大；由于环氧开环反应产生亲水性羟基基团，使得固化后涂膜接触角比固化前低；FEPA的热分解温度随

6、氟含量的增加而增大，最大初始分解温度可达450。C。关键词：光固化，氟，低表面能，预聚物摘要PRAPARAI’IoNANDCHARACTElUZATIoNoFUV-CURABLEFLUoRINE．CoNTAININGPOLYACRYLICPREPoLYMERABSTRACTThedemandofhighperformanceUV-curableoligomerisrising，duetotherequirementoftheenviromentandapplication．Thefluorine—containingpolymerispaidformoreandmoreattentio

7、n，becauceoftheparticularpropei'tiesoflowsurfaceenergy,goodthermalstability,whetherresisitanceandchemicalresisitanceandSOon．ItissignificanceforpreraringUV-curablefluorine．containingprepolymerwithhighcompatible，lowsurfaceenerg