丙烯酸-2-羟基乙基酯/丙烯酸松香衍生物紫外光固化涂料的性能研究

采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和接触角分析了丙烯酸改性松香(β-丙烯酰氧基乙基)酯(ARA)/丙烯酸-2-羟基乙基酯(HEA)紫外光固化涂料的耐热性能和基材浸润性能,考察了HEA用量对涂层的凝胶含量、附着力和铅笔硬度的影响。研究结果表明:随着HEA含量的增加,对基材的附着力增强,铅笔硬度逐步降低。当含HEA20%时,涂料具有最佳的附着力(1级)、铅笔硬度(2H)、凝胶含量和热稳定性。     

树脂酸烯丙酯UV光固化反应性能研究

研究了树脂酸烯丙酯作为单体进行UV光固化反应的影响因素及其固化产物性能。采用红外光谱法对双键转化率进行了表征和分析,并对固化膜性能进行测试。结果表明,双键转化率随光照时间的增加而增加,随引发剂含量增加先上升后下降;固化过程中,表干时间随引发剂用量、光照强度的增加及光照距离的减小而变短,即相对固化速率增加;在较佳条件UV光照距离4.5 cm、光照强度100%下,以8%米氏酮(商品名MK)为引发剂、光照时间250 s时乙烯基双键转化率为97.9%,以5%2羟-基-2-甲基苯丙酮(商品名Darocure 1173)为引发剂、光照时间300 s时乙烯基双键转化率达97.6%;固化膜具有很好的柔韧性、耐冲击强度及附着力,具有较好的硬度及耐酸、耐碱、耐盐、耐水性。     

丙烯酸改性松香(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯的合成和表征

以丙烯酸改性松香(AR)为原料,先与草酰氯反应合成丙烯酸改性松香酰氯(AR-C l),然后与甲基丙烯酸-2-羟基乙基酯进行酯化反应合成了丙烯酸改性松香(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯(AR-2-HEMA),并分别采用FT-IR、GC-MS、13C NMR和差示扫描量热仪(DSC)对其结构和性能进行表征。研究结果表明,丙烯酸改性松香(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯主要由丙烯海松酸(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯(37.88%)和树脂酸(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯(52.48%)组成。丙烯海松酸(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯两种异构体质量分数分别为31.79%和6.09%。所制备的丙烯酸改性松香(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯在引发剂的存在下可以发生聚合反应。     

UV固化硅溶胶改性水性聚丙烯酸酯木器涂料的制备

用硅溶胶改性、紫外光固化构成的体系,弥补水性纯聚丙烯酸酯木器涂料力学性能不佳、硬度较低、固化速度较慢的缺陷。通过将具有环氧基团的KH-560硅溶胶引入带有活性羟基的水性聚丙烯酸酯乳液中,以提高水性聚丙烯酸酯膜的力学性能及附着力;进而通过调控功能性单体季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)的添加量制得紫外光固化硅溶胶改性水性聚丙烯酸酯木器涂料。研究了不同水性聚丙烯酸酯乳液配方对漆膜、涂膜固化速度及性能的影响。结果表明:硅溶胶含量为10%、PETA含量为12%时,制备的硅溶胶改性水性聚丙烯酸酯分散体具有良好的贮存稳定性,且90 d内无沉淀分层现象,乳液有效粒径为250 nm,固含量达到44.98%,紫外光固化涂膜玻璃化转变温度为21.78℃,拉伸强度为21.98 MPa,断裂伸长率为31.5%,凝胶率为92.62%,漆膜紫外光固化时间10 s,硬度达到3H,附着力达到1级。与传统水性纯聚丙烯酸酯体系相比,紫外光固化硅溶胶改性聚丙烯酸酯体系制得的漆膜力学性能优异,硬度较高,固化速度明显提高。     

环氧丙烯酸酯家具涂料光固化过程的红外光谱分析

采用鎓盐催化剂,以E-44环氧树脂与丙烯酸为主要原料,制备了适于家具表面涂饰的环氧丙烯酸酯光固化涂料,利用傅里叶红外光谱跟踪测定体系固化反应过程的双键转化率,对其固化过程进行分析,并用化学滴定法对树脂膜的双键转化率进行了校验,结果证明用红外光谱对紫外光固化涂料动态固化过程实行在线监控的可行性.     

枞酸烯丙酯与异海松酸烯丙酯光固化反应的比较研究

研究了枞酸烯丙酯(AA)和异海松酸烯丙酯(AI)发生UV光固化反应的区别。采用红外光谱法表征双键转化率,两者均随引发剂用量的增加先变大后减小;均随光照时间的增加呈先增大后趋于平缓的趋势,但200 s前,AA的UV固化产物双键转化率高;同等光照强度条件下AA的双键转化率高于AI。在同等固化条件下AA的表干时间比AI短,对应的相对固化速率快。以2-羟基-2-甲基苯丙酮(Darocure-1173)为光引发剂,用量为原料质量的6%,光照时间200 s,光照距离4.5 cm,光照强度100%,在此条件下,AA和AI固化产物的数均相对分子质量分别为4 176和9 407,数均聚合度分别为12和28,两者的UV固化产物均有光滑透明的外观,均具有较好的附着力、耐冲击强度及柔韧性,均通过了耐酸、耐碱、耐盐及耐水性测定,AA和AI的硬度分别为H和HB。     

UV固化蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器涂料的性能优化

利用多官能度活性稀释剂,将具有3个碳碳双键的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入到自乳化型紫外光(UV)固化蓖麻油改性的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)乳液中,增加体系的交联密度,以提高漆膜的力学性能、固化效率和硬度等,解决蓖麻油改性的WPUA木器涂料固化时间长、漆膜机械性能欠佳、乳液储存稳定性不良等缺点。研究表明:随着PETA添加量(质量分数)从2.3%增加至4.6%,水性聚氨酯丙烯酸酯乳液粒径变化范围为39.7～132.5 nm,乳液粒径分散指数(PDI)变化范围为0.072～0.289。随着PETA添加量的增加,涂膜质量损失率逐渐减小,而涂膜力学性能、硬度、耐水及耐化学品性能均逐渐增加。当PETA添加量为4.6%时,涂膜的拉伸强度最大为7.45 MPa,弹性模量最高为113.61 MPa,断裂伸长率最小为6.23%,涂膜硬度最高4H,光泽度最高为57.2,耐化学品、耐水性能最优;储存稳定性较佳,但是附着力由0级降至2级。因此,多官能度活性稀释剂PETA的引入对蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆膜在力学性能、硬度、耐水及耐化学品等方面的性能优化可起到关键作用。     

滑石粉改性对UV固化木器涂料力学和光学性能的影响

采用滑石粉对紫外光(UV)固化木器涂料进行改性,并研究了对UV固化木器涂层的力学性能(硬度、附着力和耐冲击强度)和光学性能的影响。结果表明,当UV固化木器涂料的量固定为3.00g,干燥时间5min,UV灯3盏,改性剂滑石粉的量在0.30~0.40g时,UV固化木器涂层的硬度达到3H,附着力达到1级,抗冲击强度达到40kg·cm。在此条件下,综合力学性能较佳。但是当滑石粉的量高于0.40g时涂层的硬度反而下降。光泽度结果表明,UV光固化涂层的光泽度随滑石粉含量的升高而下降。当滑石粉的量大于0.05g时,UV固化木器涂层呈现亚光光泽度。     

丙烯酸松香(β-丙烯酰氧基乙基)酯的本体聚合动力学

以丙烯酸松香(β-丙烯酰氧基乙基)酯(AR-2-HEA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,研究AR-2-HEA本体聚合的动力学关系.结果表明,随着AIBN用量的增加,反应焓变逐步上升.在非等温条件下,在相同引发剂用量下,不同的升温速率,焓变基本相同.n级反应法的动力学方程为:da/dt=5.58×1013×exp(-103.1×103/RT)(1-α)0.941;在等温条件下,相同引发剂用量不同温度本体聚合的聚合反应焓变基本相同,随着聚合温度的提高,聚合反应速率得到较大提高,聚合反应的动力学方程为:dα/dt=1.48×1014 ×exp(-105.9×103/RT)(1-α)1.05.由上述动力学方程模拟的等温聚合反应程度与时间的关系曲线与实际情况基本吻合.     

利用生物质硅源改性丙烯酸酯水性涂料研究

以稻壳为生物质硅源,通过酸浸、煅烧的方式制取二氧化硅(Si O2),用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)表面改性后作为增强填料,制备了水性丙烯酸酯-二氧化硅有机-无机杂化乳液,以期改善水性丙烯酸木器涂料的耐磨性、硬度等,最终合成出理化性能优异的水性丙烯酸木器涂料。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)等手段对稻壳灰、改性二氧化硅的表面形貌、官能团变化、聚集态等方面进行了表征,同时对比了改性前后漆膜的力学性能、热失重性能和硬度。结果表明:650℃煅烧得到稻壳灰呈现出非晶无定形态结构;二氧化硅表面经硅烷偶联剂KH-570改性后成功地连接到其表面上,并呈微纳米级分散在水性丙烯酸酯涂料体系中;聚丙烯酸酯乳液粒径主要分布在89～95 nm之间;二氧化硅添加量为2%质量分数时,涂膜的断裂伸长率为303.06%,拉伸强度48.673 MPa,弹性模量达6.672 MPa,漆膜硬度2H,涂膜力学性能最优。综合比较第1组(A4)丙烯酸单体配比填加2%和3%质量分数的稻壳灰(RHA)漆膜磨耗较小,光泽度均在50左右。随着二氧化硅添加量的增加,附着力提高至0级。利用稻壳提取二氧化硅改性水性丙烯酸木器涂料,其综合性能具有一定程度的提高,为稻壳的增值化利用提供了一个可行的途径。     

松香基超支化聚酯的合成及性能研究

以马来海松酸(MPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、丙三醇共聚合成了松香基超支化聚酯(HBP),在醇酸物质的量之比3∶1的条件下,探讨了反应温度、物料配比、催化剂对反应的影响;用甲基丙烯酸对HBP进行改性得到UV固化端乙烯基松香基超支化聚酯(VHBP),采用FT-IR、GPC、DSC、TG对HBP及VHBP进行分析表征。结果表明:当甘油与三羟甲基丙烷物质的量之比为1∶1,反应温度220℃,催化剂用量为0.2%时,多分散系数(PDI)较小,为最佳反应条件。FT-IR分析表明HBP中含有大量酯基和羟基,反应得到超支化聚酯,数均分子质量(Mn)为2 308,热失重为50%时温度为402℃,玻璃化转变温度(Tg)为42.9℃,特性黏度为2.11 m L/g。FT-IR分析表明VHBP中出现乙烯基特征峰,热失重为50%时温度为379℃,Tg为-31.78℃,特性黏度为1.1 m L/g。并且,超支化聚酯改性前后均具有较好的溶解性能。对VHBP紫外光固化膜性能分析表明:固化膜具有较好的柔韧性、耐水性、耐醇性和耐碱性,耐冲击性50 kg/cm,附着力为1级,铅笔硬度为3H,凝胶率85%。     

紫外光固化漆酚铈聚合物涂层的制备与 性能研究

以稀土化合物氯化铈和漆酚为原料,在无引发剂的条件下利用紫外光(UV)辐照法制备漆酚铈聚合物涂层。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)等测试方法对涂层的结构和热稳定性进行了表征。考察了氯化铈用量对涂层的物理机械性能和耐化学介质性能的影响,并对制备的漆酚铈涂层进行电化学阻抗测试(EIS),结果表明:在UV辐照条件下,漆酚羟基与铈离子发生配位作用,同时侧链不饱和键发生交联聚合反应从而固化;掺杂氯化铈可显著改善天然生漆(RL)固化膜的热稳定性和耐碱性;随着氯化铈掺杂量的增加,涂层的附着力、硬度、耐腐蚀性能呈先上升后下降的趋势。氯化铈用量为18%的漆酚铈聚合物复合涂层的硬度和附着力分别达到6H和1级,且其耐腐蚀性能最佳。     

可自由基聚合的松香基苯并环丁烯单体的制备及其聚合性能研究

以脱氢枞酸为原料,经溴化、Suzuki偶联、酰氯化和酯化反应制备出一种具有苯并环丁烯基团和可自由基聚合的丙烯酸酯基团的可聚合单体(12位苯并环丁烯脱氢枞酸(β-甲基丙烯酰氧基乙基)酯),通过FT-IR、NMR、MS等手段对单体结构进行表征;进一步分析了单体的固化行为及其交联固化树脂的性能。结果表明:该单体在引发剂(AIBN)存在的条件下,可以自由基聚合形成预聚体(P1);之后在加热(200℃)的条件下,苯并环丁烯基团开环,预聚体进行开环聚合,最终形成不溶不融的交联固化树脂。该树脂具有优良的表面平整性(平均表面粗糙度为0.434 nm)和介电性能(30℃下1 MHz时的介电常数为2.40),还具有良好的疏水性(水接触角为93°)、热稳定性(T_(5%)=400℃)和机械性能(硬度和杨氏模量分别为0.600、18.36 GPa)。     

核壳型松香基高分子键合硅胶液相色谱固定相高效分离紫杉醇

将富马海松酸三(β-丙烯酰氧基乙基)酯(FATE)通过自由基聚合反应键合到烷基化硅胶(TPM-SiO₂)表面，制备了核壳型松香基高分子键合硅胶(RP@SiO₂)固定相，对RP@SiO₂固定相进行了一系列表征和评价，探讨了RP@SiO₂柱对紫杉醇(PTX)及其类似物的分离性能和分离机理，并将其用于红豆杉树皮粗提物中PTX的分离纯化。结果表明：FATE成功键合在硅胶表面，核壳型结构材料成功制备，RP@SiO₂的平均粒径约为5μm; RP@SiO₂柱是类似于C18柱的典型反相色谱柱，表现出优异的色谱性能、良好的重现性和典型的反相色谱行为；采用RP@SiO₂柱分离紫杉醇类似物，连续洗脱样品的分离度均超过6.6。计量置换保留理论(SDT-R)和van’t Hoff热力学分析结果表明：疏水相互作用决定了分析物的保留，在RP@SiO₂柱上分离紫杉醇类似物是一个焓驱动的放热过程，SDT-R可用于解释其保留机理。采用RP@SiO<...