1. 研究目的与意义（文献综述）

聚合物基复合材料具有轻质高强、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、能源、电子以及体育用品等领域^[1]。其中光固化树脂作为树脂基复合材料的一部分，具有重大的作用。紫外光固化具有“5e”特点：高效（efficient）、适应性广（enabling）、经济（economical）、节能（energy saving）和环境友好（environmental friendly），广泛用于树脂基体固化^[2，3]。

美国3d systems公司最早研发的光固化树脂粘度很高，而且在成型设备上的转化率只有70%左右。不久后，日本cmet公司研制出了一款低粘度的光固化树脂，在成型过程中树脂可以自动流平，不需要刮板刮平，且该树脂在成型设备上的固化转化率达90%，不需要在光固化箱中二次曝光固化。国内光固化树脂的研究起始于上世纪70年代初期，由于技术原因，初期树脂的稳定性、颜色以及光敏性等都存在缺陷，光固化树脂的研究和应用处于缓慢发展状态。上世纪 80 年代末 90 年代初，新光引发剂的产生以及其它相关技术的发展，使光固化树脂的研究和应用得到迅速发展^[4]。聚氨酯丙烯酸酯因其分子结构中含有丙烯酸酯官能团和氨基甲酸酯键，固化后具有聚氨酯的强韧性、耐磨性和耐候性等，是一种很有发展前景的光固化树脂。现有的研究成果多集中于单官能度丙烯酸酯封端的光固化树脂，其固化后交联密度较低，力学性能较差，影响了其在高科技领域的广泛应用。而多官能度丙烯酸酯则粘度较大，不利于加工，所以通常需要加入活性稀释剂来降低体系的粘度，使其便于加工^[5]，另外还可以同光引发剂一起影响光固化体系的聚合速率，对体系中不同聚合度的预聚物具有桥梁的作用，将不同相对分子质量的预聚物连在一起，并可以改善固化后涂膜的机械性能^[6]。第一代丙烯酸多官能单体多为用乙二醇酯化的丙烯酸类酯，它具有活性高、粘度低、稀释能力强、挥发性较小、气味较轻等优点，它们一经问世便迅速取代了苯乙烯等活性小、气味大、毒性大的单体而用作辐射固化体系中活性稀释剂^[7]。由于第一代丙烯酸酯类单体存在着对皮肤刺激性较大阻燃性差；单官能团丙烯酸酯单体稀释性能好，体积收缩较小，但固化速度慢；多官能丙烯酸酯单体，虽然固化速度快，但稀释性能差，体积收缩大，因此研发新的丙烯酸酯单体就变得非常迫切需要^[8]。第二代丙烯酸多官能单体是在第一代单体的基础上改进而来的，既保留了第一代单体活性高、稀释能力强等优点，又克服了其毒性大、附着力差、膜脆等缺点，是今后我国稀释单体开发的方向。含甲氧端基的(甲基)丙烯酸酯活性单体，既有单官能团单体的低收缩和高的转化率，又具有高的反应活性，通常被称为第三代活性稀释剂。

为了进一步提高聚氨酯丙烯酸酯类的光固化活性、力学性能以及耐热性，推动其在聚合物基复合材料的应用，如航空航天、能源及电子等。活性稀释剂的种类与用量对其有重要的影响，被许多科学家所研究^[9-13]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容：

材料制备：采用苯酐聚酯多元醇为核，异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯为支，设计制备出多官能度聚氨酯丙烯酸酯，然后用烯类单体稀释制得多官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂。通过改变活性稀释剂的种类及用量，研究对该树脂光固化活性、力学性能及耐热性的影响。

材料表征：对聚氨酯丙烯酸酯进行结构表征和性能测试，通过ftir对其结构进行表征，通过dma对其耐热性进行评估，万能拉伸机、冲击试验机对其力学性能进行测试，紫外光固化箱测试其光固化活性。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：优选光活性稀释剂，制备多官能度聚氨酯丙烯酸酯树脂。

第8－11周：采用紫外光固化箱、材料试验机、冲击试验机、dma、dsc、sem等仪器设备对树脂的光固化活性、力学性能及耐热性进行测试分析。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 吴良义, 罗兰, 温晓蒙. 热固性树脂基体复合材料的应用及其工业进展[j]. 热固性树脂, 2008,23(s): 22-31.

2. crivello j v, dietliker k.chemistry amp;technology of uv amp; eb formulation for coatings, inks amp;paints [m]. sita technology: london, 1998.

3. roberto s b. use of radiationin biomaterials science [j]. nuclear instruments and methods in physicsresearch b, 2002, 191(4): 752-757.

   剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付