环氧丙烯酸酯的紫外光固化

制备了适于配制紫外光固化涂料的环氧丙烯酸酯，研究了反应温度、阻聚剂、催化剂等因素对环氧树脂与丙烯酸反应的影响；讨论了反应机理和动力学；并利用红外光谱观察了产物的紫外光固化行为。季铵盐能有效地催化环氧树脂和丙烯酸的反应，当其用量为０．６％～１．２％时，在９０～１１０℃反应４．５～８小时后，环氧基转化率大于９７％。由此配制的光固化涂料经紫外光辐照能快速固化。     

超支化聚硅氧烷的紫外光固化行为及固化动力学研究

采用等温差示光量热技术(DPC)研究了超支化聚硅氧烷的紫外光固化行为及固化动力学. 探索了引发剂浓度、 光强度、 聚合温度和环境气氛对固化行为的影响规律. 研究结果表明, 增加光引发剂浓度和光强度及提高环境温度均可提高其固化速率和双键最终转化率. 在空气中固化时存在氧阻聚现象, 增大光强度可以显著缩短诱导期. 运用带扩散因子的自催化固化动力学模型研究了其光固化动力学, 计算出特定条件下的光固化动力学参数, 反应总级数约为6—7, 表观活化能为9.95 kJ/mol. 通过超支化聚合物与两种结构类似的低官能度单体光固化行为的对比, 研究了超支化聚合物固化行为与其分子结构的关系, 发现由于超支化大分子的独特结构, 在固化初始阶段便产生凝胶, 因此双键的最终转化率偏低.     

紫外光固化超支化聚硅氧烷的合成及其光固化动力学研究

利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅氧烷的受控水解反应即A2-B3单体对法来制备超支化聚硅氧烷,并对合成出的聚合物通过FT-IR、1H-NMR和多角度激光光散射技术(MALLS)进行了表征.结果表明,所得聚合物具有超支化结构且分子中含有大量活性官能团,从而可以实现紫外光引发固化.通过等温差示光量热实验(DPC)研究了聚合物结构、引发剂用量、光强度和聚合温度对聚合物光固化行为的影响规律,并得到了其中一种聚合物的光固化动力学参数,光固化反应总级数约为3,表观活化能为16.9kJ/mol.     

光固化阻燃单体、树脂合成及其阻燃机理研究

本文综述了过去十余年间中国科技大学施文芳教授研究组在光固化阻燃技术领域的工作成果，主要包括活性单体、稀释剂、光固化树脂配方等体系，品类有磷酸酯类单体、含磷丙烯酸酯、超支化丙烯酸酯树脂、膦酸酯类单体和树脂、丙烯酸化环状磷腈、甲基丙烯酸化三聚氰胺、含磷环氧单体等十余种。同时介绍了这些配方体系的合成、性能和应用方法，以及对其热降解、阻燃性能评价和阻燃机理的研究。     

Synthesis and characterization of UV-curable polydimethylsiloxane epoxy acrylate

UV-curable polydimethylsiloxane epoxy acrylate (PSEA) was synthesized by hydrosilylation of allyl glycidyl ether with hydrogen-containing polydimethylsiloxane to give polydimethylsiloxane-type epoxy resin which modified with acrylic acid. The curing speed and the double bond conversion in the UV cured film were influenced by the purity of PSEA with Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) measurements. The influences of the synthetic process, such as, the reaction temperature, the concentration of reactants and the catalyst which determined the purity and activity of resins were discussed in detail. The structures of this resin were characterized by ¹H-NMR and FT-IR spectra. The molecular weight was checked by gel permeation chromatography, and M_n is 45,000. The properties of the cured film were also investigated by thermogravimetric analyzer, dynamical thermal mechanical analysis, and etc. For example, tensile strength (6.9 Mpa), elongation (20%), hardness (A; 18), water absorption (24 h; 2%), weight loss (40 min, 300 °C; 5%) and etc.     

基于聚丙交酯的光固化型可生物降解聚氨酯丙烯酸酯的合成和表征

基于聚醚酯的聚氨酯丙烯酸酯具有应用于组织工程支架材料及相关生物医用材料的潜力,研究其可生物降解性及影响因素非常重要.聚醚酯是由PEG(Mw=400)引发L-丙交酯开环聚合而得到的PLLA-PEGPLLA(PLEL)嵌段共聚物.它与二异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯)反应,并用甲基丙烯酸羟乙酯封端,得到聚氨酯丙烯酸酯低聚物,然后通过紫外固化得到聚氨酯丙烯酸酯材料(PUA).用NMR和GPC对PLEL二醇和预聚物进行了组成和分子量表征,用DSC和DMA对PUA进行了结构和物理性能表征以及用接触角、吸水率和质量分析方法对材料的亲水性和降解性能进行了表征.结果发现,随着PLLA疏水链段变长,PLEL软段分子量增大,材料的亲水性降低,交联度和降解速率变小.相同的软段,基于硬段HDIHEMA的PUA材料比IPDI-HEMA的PUA有较低的T_g,较高的亲水性和降解速率.因为IPDI有环状结构,降低了PUA与水的相互作用.在3种不同降解条件下,氧化降解速率最高,酶解的速率高于水解.PUA材料的氧化降解速率取决于软段中PEG的含量,PLEL1000-HDI中PEG含量最高,其氧化降解最快,13周内失重率达到82.6%.     

可聚合型溶致液晶单体3,4,5-三(11-十一烷氧丙烯酰氧基)苯甲酸钠的自组装及紫外光固化性能

以3,4,5-三羟基苯甲酸为原料,依次经过酯化、醚化、酰氯化和钠盐化四步反应合成一种可聚合型溶致液晶单体3,4,5-三(11-十一烷氧丙烯酰氧基)苯甲酸钠,并对其结构进行了傅里叶变换红外与1H核磁表征. 在室温下研究了该单体在水中的自组装行为,组装体结构通过偏光显微镜与X射线衍射仪进行表征. 研究表明,单体与水比例为80:20时可自组装为层状(La)相,92:8时组装为反六方(H_II)相,这与临界堆积参数的理论计算相吻合,表明单体浓度是影响组装体结构的重要因素. 在组装的基础上研究了含不同光引发剂的溶致液晶体系的双键转化率及固化后组装体结构的保留. 经实时红外表征及溶胶-凝胶法的验证发现在光强为30 mW/cm²的365 nm下曝光30 min,含引发剂Darocur2959的溶致液晶体系双键转化率可达78%. 聚合之后La相与H_II相的纳米结构都得到了保留.     

Dual-cure processes: towards deformable crosslinked coatings

Two dual-cure processes consisting of a UV-initiated radical polymerization followed by either a UV-induced cationic polymerisation, or a thermal addition reaction, were investigated. The feasibility of the processes was studied using an acrylate-oxetane monomer for the UV/UV combination, and an acrylated oligoester for the UV/Heat combination. It was shown by FTIR and Tg measurements, that both steps of each process could be performed efficiently and separately. This allowed the production of a deformable partially cured coating, whose cure can then be completed, leading to the required final properties. Furthermore, it was demonstrated that the increase of the functionality of the reactive diluent led to a decrease of the thermal crosslinking extent. This is probably due to the reduced mobility of the reactive species that is caused by an enhanced UV crosslinking taking place during the first step.     

二维空间紫外LED阵列实现单光斑辐照固化系统的设计

新型大功率紫外LED具有电光转化效率高、光谱纯度高和体积小等优点,但单管LED功率仍很难满足光固化的要求,针对单光斑辐照要求,提出采用空间阵列UV-LED排布实现能量累加的方案。该方案通过单管LED聚光系统与集成阵列系统综合设计实现了各单元单光斑辐照度在辐照面上的合成,最终得到的光斑辐照度分布均匀、尺寸合理,阵列系统后工作距离长,完全满足现场应用的具体指标要求。通过外围电子线路控制阵列LED的电流强度及通断状态可实现光斑辐照度在(1000～1800) mW/cm²可调,光斑尺寸为1cm²,后工作距离为10cm。     

Preparation and Photocatalytic Property of Porous TiO_2 Film with Net-like Framework

By the UV-curing method, a porous TiO2 film with net-like framework has been prepared. The characte-rization results of the porous TiO2 film by means of SEM, TEM, XRD, and N2 adsorption-desorption analysis show that the net-like framework of the porous TiO2 film is composed of TiO2 nanoparticles, forming three dimensional porous structure. The porous TiO2 film exhibits higher photocatalytic activity for the degradation of methylene blue(MB) dye compared with the conventional dense TiO2 film.