【碩士】二氧化鈦_聚氨酯紫外光屏蔽涂層的制備

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　　【碩士】二氧化鈦_聚氨酯紫外光屏蔽涂層的制備　　授予學位：碩士　　學位授予單位：復旦大學　　學位年度：2010　　目前，有機．無機納米復合材料是材料領(lǐng)域的研究熱點，而在涂料與膠粘劑領(lǐng)域中，由于一些無機納米材料如二氧化鈦，二氧化硅的特殊性質(zhì)，因此對其與聚合物的復合以及復合材料的性能研究更是吸引了諸多研究人員的注意?！　? 本論文主要研究了二氧化鈦／聚氨酯紫外屏蔽涂層材料的制備，以及二氧化硅增強聚醚膠粘劑的制備，并詳細探討了制備方法、實驗條件對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。　　 (1)通過溶膠．凝膠法制備了二氧化鈦乙醇溶膠以及二氧化鈦．二氧化硅復合乙醇溶膠。在制備二氧化鈦溶膠的過程中，首先通過乙酰丙酮對鈦酸四正丁酯進行螯合處理，得到改性的有機鈦前驅(qū)體，再在酸催化條件下制備透明二氧化鈦溶膠。而在制備二氧化硅．二氧化鈦復合溶膠的過程中，先在酸催化條件下于乙醇介質(zhì)中制備了酸性二氧化硅溶膠，隨后以乙酰丙酮螯合的鈦酸四正丁酯作為二氧化鈦前驅(qū)體，加入到酸性硅溶膠中，通過水解縮合反應以及硅烷偶聯(lián)劑的作用，制備二氧化鈦．二氧化硅復合溶膠。將所得的溶膠與聚氨酯水性分散體機械共混后，使用線棒制得透明的紫外屏蔽涂層。通過紫外可見光譜，紫外加速老化儀等考察了復合涂層的紫外吸收性能，同時考察了二氧化硅改性對涂層耐候性的提高作用。此外，為了進一步擴大復合溶膠的紫外屏蔽范圍，進一步復合了二氧化鈰的乙醇分散體，得到了性能更為優(yōu)越的紫外屏蔽涂料?！　? (2)采用了細乳液結(jié)合溶膠．凝膠的方法得到以水相作為連續(xù)相的Ti02．Si02紫外屏蔽劑。在制備過程中，首先通過超聲細乳化過程制備了水包油的細乳液。該細乳液滴是由乙酰丙酮螯合后的鈦酸正丁酯與二甲苯組成的。隨后，再通過氨基硅烷和正硅酸乙酯的水解縮合直接在O／W乳液中包覆細乳液滴。與此同時，在水油界面上的TBT也開始水解，從而在油滴內(nèi)部引發(fā)溶膠．凝膠反應，這樣，便得到復合的膠體粒子。論文通過透射電子顯微鏡，表面元素分析，電子能譜等手段研究復合微球的元素組成，同時，考察了制備條件(如溫度，油相組成，氨基硅烷用量等)對膠體粒子形貌的影響。并且，本論文通過紫外可見光譜以及染料底材光敏實驗驗證了紫外屏蔽涂層的有效性。　　 (3)通過不同二氧化硅源(正硅酸乙酯，二氧化硅溶膠以及氣相法二氧化硅粉體的復配得到了具有較高剪切強度的水性硅烷化聚醚膠粘劑。通過掃描電子顯微鏡和電子拉力機系統(tǒng)研究了二氧化硅含量以及種類對膠粘劑剪切強度的影響，并討論了不同二氧化硅源對膠粘劑的增強機理。膠體二氧化硅粒子雖然不能顯著地提高膠粘劑的剪切強度，但可以改善氣相法二氧化硅粉體在膠粘劑中的分散性。三種不同表面性質(zhì)的氣相法二氧化硅粉體的應用研究表明，具有中等疏水程度的二氧化硅粉體對膠粘劑的增強效果最佳。研究表明，在復合水性膠粘劑中，正硅酸乙酯，二氧化硅溶膠以及氣相法二氧化硅分別起著交聯(lián)劑(與硅氧烷封端的聚合物鏈)，助分散劑(氣相法二氧化硅的分散)以及增強的效果?！　?

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