光引发超支化聚合的分析-应用化学专业论文.docxVIP

南昌航空 南昌航空大学硕士学位论文 摘要 摘要 超支化聚合物由于其高度的支化结构，具备很多线性聚合物没有的性能，如 低粘度、高流动性、良好的溶解性、大量可修饰的末端官能团和分子内部空穴结 构等独特的性质，这些特殊的性能让其在涂料、纳米材料、药物和催化剂等多个 领域显示出巨大的价值。光固化技术与传统的热固化技术相比，具有高效、适应 性广、经济、节能、环境友好等优势，主要用于光固化涂料、光固化胶粘剂、光 固化油墨、三维激光成型、电子材料等领域。随着光固化技术应用的扩展，超支 化聚合物的光固化研究引起了国内外的关注。 在光固化体系中光引发剂是体系中的重要组成，但也存在不足，如在体系中 存在分散均匀问题、与体系单体和树脂相容性问题，光引发剂裂解后碎片迁移问 题等。针对上述问题，本课题结合光固化技术和超支化聚合物的特点，将裂解型 光引发剂与丙烯酸酯基团连接，实现光聚合过程中的支化链增长，期望赋予光固 化涂层更加突出的性能。研究主要内容包括以下3个部分： （1）基于商用光引发剂Darocur2959【简称D2959，2-羟基-2-甲基-1-[4-(2- 羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮】，合成了一种丙烯酸酯化的裂解型自由基光引发剂 【A2959，既是引发剂，又是单体，又称自引发单体】。用1H NMR、13C NMR 对A2959进行了表征，用DPC研究了其光聚合动力学,引发效果与商品D2959相 当。这种单体光照下可自身断裂引发自聚合。实验发现该光引发剂容易凝胶，适 当加入十二烷基硫醇可延缓聚合时间。 （2）考察了A2959与甲基丙烯酸甲酯配合后光聚合特性。1H NMR、GPC对 光固化产物进行了分析。结果表明，A2959光引发剂可引发甲基丙烯酸甲酯聚合 形成超支化聚合物，光聚合10min聚合物分子量在3万左右；光照20min，分子量 在5万左右。实验发现A2959的用量在5%为佳，多则易凝胶。 （3）以D2959，IPDI，羟基丙烯酸酯为原料合成光活性聚氨酯丙烯酸酯单 体【ACU2959】，含有丙烯酸酯基、氨酯基和光引发基团，光照后可产生超支 化结构，赋予固化膜新的性能。详细研究了ACU2959单体与其他3中常规光固化 材料共固化膜性能，并与此3种常规光固化材料独立成膜性能进行比对。用傅里 叶红外光谱、热重分析、差示扫描量热分析、动态热机械分析等手段对光固化膜 性能进行综合测试。结果表明，加入ACU2959后的固化膜热稳定性能更好、玻 璃转化温度升高、弹性更好。 关键词: 超支化聚合物;光固化;光引发剂;聚氨酯;丙烯酸酯 I 南昌航空 南昌航空大学硕士学位论文 Abstract II II Abstract Compared with the liner polymer, hyperbranched polymer(HBP) exhibits a great many outstanding performances, such as low viscosity, high flowability, good solubility. With its highly branched structure, HBPs also exhibit a lot of reactive end groups which can be modified and many hole structures within the molecule. For these special properties, HBPs are widely used in the area of paints, nanomaterials, medicines, catalysts and so on. Meanwhile, comparing the light curing technology and the traditional heat curing technology, light curing technology possesses the advatages of “5E”——Enabling, Economical, Efficient, Energy Saving and Enviromental Friendly. It is mainly used in UV-curing coatings, UV-curing adhesive, UV-curing printing inks, 3D printer and electrical materials. As the extension of light curing technology, the UV-curing HBPs have been got a great deal of att