论文部分内容阅读
本课题借助ATR-FTIR(衰减全反射红外分析)和XPS(X射线光电子能谱分析)等手段，利用探针组分(惰性和活性)的指示作用，分别从组分种类、含量、不同固化氛围和基材等角度，分析了UV固化膜表面的特征基团、元素组成等信息，研究了紫外光固化过程中材料表面形成的特点及最终固化膜的表面性能。结果表明：一、紫外光固化过程中，不同的惰性和活性小分子因其自身表面能较低，会向涂层表面迁移，使不同固化膜的表面能产生差异，且使得固化涂层的组成和性能出现不均一。含活性分子的材料中原子浓度的分布从表层到本体存在一定梯度，(?)=O和(?)-O的含量由表及里逐渐增加，而(?)-C／(?)-H含量则相反。二、不同组分间的迁移能力有差异。硅和氟元素(如BYK(?)-307和EFKA(?)-3772)、甲基(如POTMPTA和TPGDA)、亚甲基(如HDDA和TPGDA)等组分对材料表面能降低效果显著，因此其表面迁移和分布现象也最为明显；分子中的较多醚键(如9EOTMPTA)使固化膜的表面能增大。三、组分间的迁移能力或表面能降低能力存在交互作用。这种交互作用不仅表现为特定原子间的电子结合能出现变化，而且两种可降低表面能物质共同存在时会使材料的表面能较含单一惰性分子时有明显下降。XPS分析表明：含硅、氟原子物质混合后，Si和F的结合能分别从101.8eV和691.69eV，降至101.4eV和689.56eV，且固化过程中含硅链段会抑制含氟链段的运动而更易向材料表面迁移。四、固化氛围对含惰性分子的涂膜表面能几乎无影响，而对含有活性分子的体系则有影响。XPS分析表明：空气和氮气下，含活性分子的材料表面各种形态的Cls和Ols原子的结合能和相对含量是不同的。氮气下固化的表面两种原子的结合能均朝低结合能方向位移，且氮气表面(?)-C/(?)-H的含量为60.1％，明显大于空气表面的含量(43.8％)，而(?)=O和(?)-O含量分别只有6.54％和33.4％，均小于空气表面的10.6％和45.6％。五、基材会影响固化膜表界面中惰性分子的迁移和分布，使其具有不同的表面能。不同基材上的材料表面能对惰性分子混合的敏感程度不一，基材自身表面能越小，材料表面能差异越小。此外，逐层固化对材料表面能的影响不大。六、固化膜(含惰性分子)的气氛面和基材面的表面能有差别。以玻璃和铝合金为基材时，固化膜气氛面表面能均小于基材面的表面能，PTFE为基材时情况恰好相反。ATR-FTIR分析表明：惰性分子含量增加会使其向表面迁移的程度增强，从而两面的基团含量差异增大。