光-热双固化水性聚氨酯丙烯酸酯的涂膜性能

以松节油为原料合成萜烯基不饱和聚酯,将合成的不饱和聚酯与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应,并以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水中间体、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为封端剂、三乙胺为中和荆,合成水性萜烯基聚氨酯丙烯酸酯(WTPUA),采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热分析仪(TGA)对预聚物及涂膜进行表征。考察固化方式、光固化因素和热固化因素对涂膜性能的影响。结果表明:选择l-羟基环己基苯甲酮(Irgacure 184)作为光引发剂,用量为配方总质量的4%,固化机的履带速率为18 m/min,3次辐射过机进行光固化。Bayhydur305为水性固化剂,且n(—NCO)/n(—OH)=1.1,热固化温度为80℃,热固化150 min。光-热双固化涂膜的硬度、附着力、抗冲击性、拉伸强度均较光固化和热-光双固化的好。

α-氨基酮光引发剂促进环氧/丙烯酸酯混杂树脂光-热的双固化

将光引发剂2-二甲氨基-2-苄基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(PI-369)加入环氧树脂和环氧/丙烯酸酯混杂树脂,以紫外辐射和热激化树脂固化,以差示扫描量热(DSC)分析样品的起始放热温度,以红外光谱(FT-IR)分析环氧基团的变化,测量光、热固化样品的凝胶含量,比较PI-369光解前后对环氧树脂热固化的影响。引发剂PI-369经光照后可促进环氧与酸酐的反应,大幅降低环氧树脂固化的起始放热温度,显著促进光交联混杂树脂体系中环氧组分的热固化反应。混杂树脂经紫外辐射和80℃热固化12 h,凝胶含量可达95%以上。

硫醇-烯-异氰酸酯光-热双固化弹性聚氨酯研究

通过顺序进行光引发的硫醇-烯和热引发的硫醇-异氰酸酯点击反应,设计合成了具有高冲击韧性的聚氨酯弹性体(TPU)。通过对材料的结构和性能进行傅里叶红外光谱(FT-IR)、折射率、拉伸、冲击强度和硬度测试、示差扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)以及热失重(TGA)等研究表明,因聚合网络交联密度的提高和刚性的降低,合成的硫醇-烯-异氰酸酯顺序光-热双固化弹性聚氨酯相对于硫醇-异氰酸酯二元体系的冲击韧性得到显著提高。当CC/NCO摩尔比为50/50和30/70时,缺口冲击强度分别为24.28和18.57kJ/cm^(2),与增韧前相比,其冲击强度分别提高了92.2%和47.0%。此外,通过不同的硫醇、异氰酸酯结构和CC/NCO摩尔比对TPU的光学、力学和热性能的影响研究,表明改变双固化过程中的聚合组分可以得到性能不同的材料,该类材料可用于光电材料、牙科材料等领域。

丙烯酸酯型端羟基聚醚双固化黏合剂的合成及打印成型固化机理

以聚四氢呋喃醚二醇(PTHF)和3-甲基-3-丙烯酰氧甲基氧杂环丁烷(MMO)为原料,通过阳离子开环聚合反应机理,设计、合成了丙烯酸酯型端羟基聚醚黏合剂(MAPTHF),再与六亚甲基二异氰酸酯缩二脲固化剂(N-100)、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)和1,4-丁二醇(BDO)组成光-热双固化黏合体系,通过光固化、热固化双步骤获得了光-热双固化弹性体。采用FTIR、NMR和GPC表征了MAPTHF的结构组成和物性参数,探究了光-热双固化黏合体系最佳的固化工艺参数和较优的物料配比,考察了光-热双固化弹性体的力学性能和热稳定性。结果表明,MAPTHF光-热双固化黏合体系可在紫外光照(5 W,395 nm)下5 s快速固化,在加热(65℃)3.0 h内实现完全固化,具有快速固化成形和短时间内完全固化特征;光-热双固化弹性体的拉伸强度为3.15 MPa,断裂伸长率为350%。该光-热双固化黏合体系用于3D打印复合推进剂,得到了较优异的打印成型效果。

双固化松香基聚酯丙烯酸酯的固化膜性能

以丙烯海松酸(APA)、丙烯酸(AA)为主要原料合成既可紫外光(UV)固化又可热交联固化的松香基聚酯丙烯酸酯(APAPEA),采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热分析仪(TGA)对预聚物及涂膜进行表征。考察固化方式、紫外光固化机履带速率、活性稀释剂及固化剂的种类和用量、热固化条件等对涂膜性能的影响。结果表明:在光-热双固化下履带速率为8 m/min,三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)为活性稀释剂,用量20%,N75为固化剂且n(—NCO)/n(—OH)=1.1,热固化时间为100 min,温度为80℃时,APAPEA涂膜性能最佳。

双固化松香基聚氨酯丙烯酸酯固化涂膜性能研究

以丙烯海松酸为原料合成松香基聚酯(APAPE),将聚酯与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)反应制备松香基聚氨酯丙烯酸酯(APAPUA)。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热分析仪(TGA)对预聚物及涂膜进行表征,测试了不同固化条件下APAPUA固化膜的附着力、硬度及其他力学性能。结果表明:在光-热固化下,以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为活性稀释剂且用量为20%,以N75为固化剂,在80℃条件下热固化2 h,得到的涂膜的铅笔硬度达到4H,附着力为0级,力学性能及耐热性优良。

光-热双固复合材料3D打印成型数值模拟及实验验证

光-热双固化碳纤维增强复合材料3D打印成型综合了增材制造零件高精度无模快速成型和热固化基质材料力学性能优良的优势,具有广阔的应用前景。针对光-热双固化复合材料制件变形带来的制件疲劳寿命降低以及连接装配损伤等问题,综合考虑光固化动力学、热固化动力学及固化变形建立了光-热双固复合材料成型的多物理场理论模型,研究了复合材料光-热双固3D打印成型过程中单层固化厚度、光-热双固数值材料组分及纤维含量和长径比对制件变形的影响,并通过实验验证了模型及理论分析结论的正确性。结果表明,增加单层固化厚度从而减少分层数可以降低制件固化后的应力应变和翘曲变形;光-热双固化树脂中光固化树脂分数增加会使制件的翘曲变形量增大;提高纤维体积分数和纤维长径比可以降低制件膨胀系数,从而降低制件的翘曲变形量。复合材料光-热双固化3D打印成型过程的多物理场建模计算方法可以为相关研究提供借鉴,基于该方法的研究结果对于优化工艺参数从而提升成型质量具有参考价值。