紫外光固化聚氨酯自愈合涂层的合成和性能研究

目的制备一种紫外光(UV)固化聚氨酯自愈合涂层,并研究其自愈合性能。方法以2.4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)、三羟基聚醚多元醇(HSH330)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、1,4-丁二醇(BDO)为原料,采用两步法合成UV固化丙烯酸酯改性聚氨酯涂层(APU)。使用红外光谱对合成涂层的化学结构进行表征,使用激光共聚焦显微镜对涂层的表界面性能进行分析,并使用拉力试验机考察涂层的力学性能、自愈合性能及成膜性能。结果FTIR光谱结果表明,合成的涂层是丙烯酸酯改性聚氨酯涂层(APU),810cm^-1处存在来自HEMA的—C=C—双键弯曲振动峰,同时涂层仍呈现出明显的聚氨酯化学结构特性。随着HEMA的引入,涂层硬段质量分数从20%增加至40%的过程中,吸水率从36.8%降至3.1%,弹性模量从0.29MPa增加至8.69MPa。自愈合性能测试结果表明,随着HEMA的引入,涂层的自愈合率降低,当APU涂层硬段质量分数超过45%后,涂层失去自愈合能力。结论制备的APU涂层具有优异的耐水性和致密性,由于HEMA含量的增加限制了软段结构的分子链运动和氢键作用,从而削弱了涂层的自愈合性能。