论文题目: 水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学工程与技术
作者: 魏燕彦
导师: 李伯耿
关键词: 水性光固化涂料,聚氨酯丙烯酸酯,流变,相反转,微凝胶
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文以水性紫外光(Ultrayiolet,UV)固化聚氨酯丙烯酸酯为研究对象,针对水溶性和水乳液型聚氨酯丙烯酸酯制备及应用中的若干问题进行了深入的研究,并结合树脂的特殊结构创新性地将其应用于乳液聚合微凝胶中。 为了研究高固含低粘度的UV固化聚氨酯丙烯酸酯水溶液,设计了四种高羧基含量的树脂,并根据分子结构确定了合成路线,合成和表征了各自的分子结构树脂,考察了其在水中的溶解性,得到两种水溶性优良的且具有UV活性的聚氨酯丙烯酸酯预聚物:TDG和IDG,揭示羧酸含量不是聚合物获得优异水溶性的充分条件。通过对TDG和IDG水溶液流变行为的研究,发现其在浓度55%以下粘度都较低且增长缓慢,呈牛顿流体,是一种高固含低粘度的水溶液。 深入研究了溶剂用量对自乳化型聚氨酯丙烯酸酯的乳液相反转过程和乳液最终性能的影响,对相反转过程中的体系流变行为和电导率进行跟踪监测,发现一定量的溶剂丙酮可以大大降低乳液相反转过程的粘度,然而过量的溶剂会破坏乳液的稳定性,溶剂用量存在一个使乳液稳定的临界值。利用三角形相图和F-C两维相图对这一现象进行解释。同时研究了羧基含量对乳液相反转的影响,找到了使乳液稳定的羧基含量最低值。由于相反转受热力学和动力学双重因素的控制,搅拌转速对乳液稳定性亦有影响。通过对相反转过程的研究,得到了粒径均匀、贮存稳定的UV固化乳液,粒径可从20nm变化至130nm。 首次用乳液型聚氨酯丙烯酸酯在无外加乳化剂和交联剂的情况下,制得微凝胶,同时将其做为稳定剂和交联剂与甲基丙烯酸甲酯单体共聚合成复合型微凝胶。用GPC考察分子量的变化规律,得到微凝胶的合成动力学曲线。微凝胶动态流变行为的研究表明,其内部交联结构已经生成。测量了损耗角正切和复数粘度随频率的变化,发现其变化趋势与微凝胶的结构有密切关系。所有合成的微凝胶在四氢呋喃中都表现出极高的粘度和强烈的剪切变稀行为。对微凝胶溶胀行为的研究表明,微凝胶的溶胀与聚合物组成和交联密度有关。研究发现,做为一种软质微凝胶,聚氨酯微凝胶与硬质微凝胶有明显的不同,它具有在室温下成膜的能力。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
参考文献
第二章 文献综述
2．1 紫外光(UV)固化的基本原理、特点和应用
2．1．1 紫外光固化的基本原理
2．1．2 紫外光固化的工艺特点
2．1．3 紫外光固化的应用
2．2 水性紫外光固化涂料的特点和发展
2．2．1 水性紫外光固化体系的特点
2．2．2 水性紫外光固化体系的发展
2．3 水性紫外光固化树脂的化学结构和树脂类型
2．3．1 水性紫外光固化的两种化学基团
2．3．2 不同种类的水性紫外光固化树脂
2．4 水性紫外光固化的干燥与成膜过程
2．5 水性UV体系的固化过程
2．6 课题的提出
参考文献
第三章 水溶性阴离子型UV固化聚氨酯丙烯酸酯的合成及其水溶液的流变特性
3．1 前言
3．2 实验方法
3．2．1 实验原料
3．2．2 半连续聚合
3．2．3 分析测试方法
3．3 分子结构的设计和合成路线
3．4 水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物合成过程的考察
3．5 聚氨酯丙烯酸酯分子结构的表征
3．6 预聚物的溶解性与酸值
3．7 预聚物水溶液的流变行为——低粘度的牛顿流体
3．7．1 低粘度的水稀释体系
3．7．2 牛顿流体与固含量
3．7．3 温度和pH值对水稀释体系的影响
3．6 本章小结
参考文献
第四章 乳液型UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及其稳定性
4．1 前言
4．2 实验
4．2．1 实验原料
4．2．2 乳液型UV固化聚氨酯丙烯酸酯TDP400的合成和投料比计算
4．2．3 乳液相反转
4．2．4 分析测试方法
4．3 一个典型的乳液相反转过程
4．4 不同溶剂用量的相反转过程和乳液稳定性
4．5 溶剂用量的临界值和相图
4．6 不同羧基含量的相反转过程和最小羧基含量
4．7 热力学和动力学双重控制的相反转过程
4．8 本章小结
参考资料
第五章 基于聚氨酯丙烯酸酯乳液的微凝胶的制备与表征
5．1 前言
5．2 实验
5．2．1 试剂及原料
5．2．2 微凝胶的制备
5．2．3 测试手段
5．3 微凝胶的聚合动力学和网络结构形成的模型
5．4 微凝胶的稳态流变行为
5．5 微凝胶的动态流变行为
5．6 微凝胶的溶胀行为
5．7 可成膜的微凝胶和膜性能
5．8 本章小结
参考文献
第六章 水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的干燥与固化
6．1 前言
6．2 实验
6．2．1 实验原料和设备
6．2．2 UV固化水溶液和乳液的制备
6．2．3 分析测试手段
6．3 水基UV固化聚氨酯丙烯酸酯的干燥过程
6．3．1 溶液与乳液体系的干燥
6．3．2 固含量与干燥曲线
6．3．3 分子结构与干燥
6．3．4 掺混乳液的干燥
6．4 水基UV固化聚氨酯丙烯酸酯的固化过程
6．4．1 光引发剂用量的影响
6．4．2 软段和羧基含量的影响
6．4．3 nm-SiO_2的影响
6．5 本章小结
参考资料
第七章 水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的涂膜性能
7．1 前言
7．2 实验
7．2．1 涂膜配方
7．2．2 制膜
7．2．3 涂膜性能测试
7．3 辐射时间对涂膜性能的影响
7．4 涂膜厚度对涂膜性能的影响
7．5 光引发剂浓度对涂膜性能的影响
7．6 水稀释型聚氨酯丙烯酸酯的涂膜性能
7．7 羧基含量对涂膜性能的影响
7．8 软段对涂膜性能的性能
7．9 水稀释型UV固化聚合物对UV固化乳液涂膜的影响
7．10 纳米二氧化硅对涂膜性能的影响
7．11 纸板上的光泽度
7．12 本章小结
参考文献
第八章 结论
作者简介及已发论文：
致谢
发布时间: 2006-05-10
参考文献
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