摘要
聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）光学、力学性能优异，但易受到紫外辐照、摩擦磨损等服役环境的影响，引起使用性能降低，制约了PC制品的服役安全与使用寿命。在PC表面制备有机、无机及杂化膜层，能够在保持PC制品性能的前提下，赋予其新的功能，使PC制品能够满足日益复杂的服役环境，具有一定的学术意义与工程价值。 本文借助短波紫外（UVC）对 PC表面进行预处理，采用化学溶胶-凝胶法与物理磁控溅射技术相结合，在 PC表面依次制备了有机硅涂层与无机 TiO2薄膜，考察了UVC预处理对PC结构性能及PC/有机硅涂层附着性能的影响，并通过分析 PC/有机硅涂层/TiO2薄膜体系在紫外辐照下的光降解与附着性能失效行为，重点研究了其耐紫外老化性能。主要工作包括： 1.研究了UVC预处理对PC/有机硅涂层附着性能作用机理及影响规律。结果表明：随着UVC预处理时间的延长，附着性能呈现先增加后减小的趋势，原因在于预处理初期PC表面产生羟基、羧基等极性基团，增加了界面处基材与涂层间的化学键合，提升附着力；预处理时间进一步延长，PC表面产生低分子量降解薄层，易随有机硅涂层脱离PC基体致使附着性能下降。 2.考察了 PC/有机硅涂层的耐紫外老化性能。结果表明：有机硅涂层在紫外光辐照下不发生降解反应，且对PC基材的紫外老化行为没有明显的影响，归因于有机硅涂层中Si-O键能强，不易被破坏，且允许紫外光与氧分子通过。UVC预处理后，PC/有机硅涂层的耐紫外老化性能有略微提升，原因是 UVC预处理后PC基材与有机硅涂层结合更加紧密，能够一定程度减少渗入界面处的氧气，延缓紫外老化进程，减少由于紫外老化产生的应力，延缓了附着失效。 3.探讨了TiO2薄膜对PC/有机硅涂层耐紫外老化性能的影响。结果表明：无机TiO2薄膜结构致密，能够阻碍氧气的渗入，同时TiO2的紫外吸收能力可以减少作用于PC表面的紫外光，因此TiO2薄膜的引入能够较明显改善PC基材的耐紫外老化性能，延缓附着失效。有机硅涂层结构稳定，在紫外辐照下与无机TiO2薄膜接触不发生降解，作为中间层对PC基体进行防护的同时还能够对PC基材与无机TiO2薄膜间起到一定的力学过渡的作用。
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