巰基-烯-自由基混雜光固化大豆油基納米復(fù)合涂層制備與性能研究.pdf

1、本論文分別采用多面體低聚倍半硅氧烷（POSS）復(fù)合法，溶膠-凝膠法、共混法經(jīng)光引發(fā)巰基-烯點擊固化制備出環(huán)氧大豆油/SiOx復(fù)合涂層，對不同x值（x分別為1.5、1.6、1.75、1.85、1.95、2）的納米粒子對復(fù)合涂層的固化過程和性能進行了系統(tǒng)研究。具體研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　　本文基于環(huán)氧大豆油（ESO）改性制備了環(huán)氧大豆油丙烯酸酯（AESO）、乙烯基醚改性環(huán)氧大豆油丙烯酸聚氨酯（VASO），進而將其與巰基多面體低聚倍半硅

2、氧烷（POSS-SH）、巰基溶膠納米粒子以及巰基改性納米 SiO2粉體三種納米粒子按一定比例混合制備出巰基-丙烯酸、巰基-烯-丙烯酸兩個體系的復(fù)合涂層。用傅利葉紅外光譜(FTIR)與核磁共振氫譜(1H-NMR)對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行了表征。
　　采用紅外光譜法對 POSS雜化涂層固化過程進行討論，發(fā)現(xiàn)巰基-丙烯酸體系中存在巰基-烯加成和雙鍵的自由基聚合兩類競爭聚合反應(yīng)，POSS-SH的引入顯著提高了雙鍵的轉(zhuǎn)化率，明顯提高了巰基-烯-丙烯酸

3、體系的雙鍵轉(zhuǎn)化率。對雜化涂層物理性能和力學(xué)性能進行了測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)POSS-SH的加入顯著提高了漆膜硬度、拉伸強度、斷裂韌性。采用 AFM對雜化涂層的表面形貌進行了研究，POSS-SH的加入提高了兩種雜化體系的表面粗糙度。對雜化涂層的表面接觸角和耐介質(zhì)性能進行了測試，雜化涂層的接觸角隨無機相含量增大而變大，提高了漆膜耐介質(zhì)性。采用摩擦磨損試驗機對雜化涂層的耐磨性能進行了研究，對于巰基-丙烯酸體系：POSS的加入使漆膜的磨損量（250 r

4、）從AESO/0POSS-SH的32.8 mg降低到AESO/0.5POSS-SH的11.7 mg；對于巰基-烯-丙烯酸體系：POSS添加量為5.64％時，磨損量從VASO/0POSS-SH的20.6 mg降低到VASO/0.4POSS-SH的4.6 mg，當(dāng)POSS添加到8.23%時，耐磨性出現(xiàn)變差趨勢，磨損量重新上升到10.3 mg。
　　采用紅外光譜對巰基溶膠（x為1.75）雜化涂層固化過程進行研究，可以發(fā)現(xiàn)在無機相添加量相

5、同的情況下，相對于POSS-SH雜化體系，巰基溶膠的加入顯著提高巰基-丙烯酸體系中雙鍵的轉(zhuǎn)化率，相應(yīng)的更加顯著地提升了涂層的硬度，最高的鉛筆硬度可以達到4H。然而，對于巰基-烯-丙烯酸體系而言，無機相添加量越高，漆膜的柔韌性和附著力下降。對雜化涂層進行AFM分析得知，巰基溶膠的加入提高了巰基-丙烯酸雜化體系的表面粗糙度。對漆膜耐介質(zhì)性能進行了研究，得知配方AESO-15.18%SiO1.75-SH的接觸角達到102°，而巰基-烯-丙烯酸

6、體系接觸角變化不大，當(dāng)溶膠含量過多時，耐水性會變差，所有雜化涂層的耐酸、鹽腐蝕性能好。對雜化涂層的耐磨性能研究，結(jié)果得知，在相同含量的無機相條件下，隨著x值增大，耐磨性能越好。
　　對巰基改性納米SiO2粉體（尺寸：約25 nm）復(fù)合涂層固化過程進行討論，得知納米粉體添加量為4%時，巰基-丙烯酸體系中雙鍵的轉(zhuǎn)化率由60.47%提高到87.79%，而巰基-烯-丙烯酸體系固化較慢。對復(fù)合涂層的物理性能進行了研究，發(fā)現(xiàn)硬度最高可達到4H