摘要
巯基化合物加入到紫外光（UV）固化丙烯酸酯体系中可以有效抑制双键共聚过程中的氧阻聚，提高双键转化率，同时巯基-双键反应具有点击反应的特点如高效、高选择性、高产率等，使得巯基-双键UV固化体系正在成为一个新的热门研究方向。目前光固化涂料中使用的巯基化合物大多存在分子量小、易挥发、气味大的缺点，使得其在使用时受到诸多限制，如何提高巯基化合物的分子量降低其挥发性并将其接枝到光固化体系中是一个值得研究的问题。 本文首先以小分子巯基化合物双（3-巯基丙酸）乙二醇（E23）为改性单元，将其与全氟聚醚醇（E-10H）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）通过巯基-异氰酸酯点击反应制备巯基封端的全氟聚醚聚氨酯（SH-FPU）。通过红外光谱对巯基封端聚氨酯进行结构表征，并将其作为巯基组分加入到聚氨酯丙烯酸酯光固化体系中，改变其用量，研究固化膜凝胶率、水接触角、耐酸碱性、热稳定性等基本性能与巯基封端聚氨酯含量的关系，并对固化膜的基本力学性能如附着力、柔韧性、吸水率等进行表征测试。所得结果如下：在巯基封端含氟聚氨酯加入量为9.6wt.%时，固化膜具有最高的凝胶率99%，在加入4wt.%含氟稀释剂全氟己基乙基丙烯酸酯后，固化膜具有最高的表面水接触角115.8°，在经过24h耐酸耐盐测试后，表面水接触角仍达114.6°，具有较好的耐酸耐盐性，固化膜的热分解温度T5%在250℃以上，且随着巯基封端聚氨酯含量的增加而上升。力学性能测试表明：固化膜具有较好的附着力和柔韧性，且随着SH-FPU含量的增加固化膜吸水率逐渐降低。 使用含三个巯基官能团的巯基化合物三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯做为异氰酸酯封端剂，制备多巯基封端含氟聚氨酯，研究巯基官能团含量对光固化膜凝胶率、水接触角、耐酸耐盐性等的影响。结果表明，随着多巯基含氟聚氨酯含量增加，固化膜的凝胶率逐渐上升，涂膜的氧阻聚效应逐渐减弱，固化膜的热分解温度达到300℃以上，具有较好的热稳定性，涂膜在耐酸耐盐测试后表面接触角变化较小，具有优良的耐盐性。 然后利用巯基-烯点击化学原理制备改性的巯基封端纳米粒子：以硅烷偶联剂γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为改性剂，通过偶联剂接枝法与纳米二氧化硅反应制备双键改性的纳米二氧化硅（SiO2-C=C），然后在光照条件下与三羟甲基丙烷三巯基丙酸酯（TMMP）发生巯基-烯点击反应制备巯基封端的纳米粒子（SiO2-570-SH）。改变反应顺序，先利用KH570中的双键与TMMP中的巯基发生点击化学反应制备巯基封端的硅烷偶联剂，然后接枝到纳米二氧化硅上制备端基为巯基的纳米粒子（SiO2-570SH）。使用红外光谱对制备的改性纳米粒子进行表征，将两种改性纳米粒子分别加入到UV固化涂料中，讨论两种纳米粒子接枝方式和用量对固化涂料和固化膜性能的影响。结果表明，两种改性纳米粒子加入到UV固化涂料中均会导致涂料粘度上升，但相较于未改性纳米粒子，涂料粘度变化较小，加入改性纳米粒子的固化膜的凝胶率均高于未改性纳米粒子固化膜。随着改性纳米粒子含量由0.5wt.%增加到8wt.%，固化膜的表面水接触角由87°上升到97°。
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