功能化光诱导热前线聚合体系的研究
光聚合技术因其具有“5E”的优势而被普遍应用于粘合剂、涂料、微电子、齿科修复和生物材料等领域。尤其是在微、纳米级别上的图案化以及印刷油墨、彩色光刻胶、3D打印等带有颜料和功能性填料的光固化体系的应用方面成为当今科学和技术领域研究的热点。但是，光聚合技术存在着光线穿透能力有限使得样品聚合厚度受到限制的问题，一般而言聚合厚度不超过100μm，对于带有颜料或功能性填料的厚涂层块状材料的深层固化，光聚合更是难以实现。本文在自由基光诱导热前线聚合体系中，使用光掩膜的选择性曝光并结合表面控温技术，得到表面具有图案的厚结构材料;进一步研究了阳离子光诱导热前线聚合体系，在对其影响因素和产物机械性质探究的基础上，实现了厚层有色体系的光引发制备;其后又实现了蒙脱土环氧复合材料的光诱导热前线聚合，并制备了较纯环氧体系性能良好的聚合物。 主要的研究内容和实验结果如下: 1.在自由基光诱导热前线聚合体系中，通过调控光、热引发剂浓度，光照强度和聚合过程样品表面冷却的温度，并利用385nm-LED紫外光诱导热前线聚合技术和光掩膜的选择性曝光原位制备了表面具有图案的厚结构材料。 2.研究阳离子光引发剂种类，阳离子光引发剂、光敏剂、热引发剂的浓度以及单体的配比对聚合体系环氧转化率、转化速率以及温度的影响，综合上述因素，优化得到制备样品厚度最高达到6.02mm的实验条件。 3.阳离子光诱导热前线聚合与传统热固化技术所制备的材料进行热力学性能的对比分析，发现前者所固环氧树脂样品的热稳定性、耐溶剂性、邵氏硬度HA以及抗冲击力学性能均优于后者。 4.光诱导热前线聚合实现了阳离子有色体系的厚结构材料的制备，当黑色浆料的含量为0.5wt％时，样品的固化厚度可达到3.86mm。 5.光诱导热前线聚合技术制备了蒙脱土/环氧树脂复合材料，其固化物的热稳定性、抗冲击力学性能均优于纯环氧树脂体系，另外使用该技术所固样品的热稳定性和抗冲击强度较传统热固化技术好。
厚结构材料;自由基光诱导热前线聚合;光掩膜;选择性曝光;表面控温
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
何勇
2019
中文
TQ316.322
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）