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UV (Ultraviolet)固化树脂以其性能优良、高效、低能耗、环保等优点顺应世界节能环保潮流和国家绿色环保政策,在涂料、胶粘剂、油墨等领域一直备受瞩目。近年来,在牙科修复材料和新型美甲行业也迅猛发展。其中紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯预聚物的组成和化学性质具有很大的可调余地,可以通过分子设计合成具有不同官能度、不同性能的聚氨酯丙烯酸酯预聚物(Polyurethane acrylate, PUA),从而调整紫外光固化树脂的性能以适应不同的需求。在多数情况下,PUA是紫外光固化树脂的首选预聚物,是研究的热点。针对不同基材的特殊要求,UV固化聚氨酯丙烯酸酯树脂目前尚存在一些问题:第一,固化膜的高硬度与优良韧性不能兼具,具有较高硬度的聚氨酯丙烯酸树脂,其韧性较差,而韧性优良又会造成硬度较低;第二,对于特殊的基材——热敏性基材,聚氨酯丙烯酸酯树脂固化过程的放出的热量会造成基材变形或者影响基材的性能,目前国内外针对UV固化树脂固化过程中的热效应研究较少。为了解决上述的问题,本工作以异佛尔酮二异氰酸酯(IDPI)、聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚酯二元醇、甲基丙烯酸-β-羟乙酯等为主要原料,通过结构设计,配方设计及制备工艺设计,研制出一系列结构不同的PUA,将其与高硬度的改性树脂(Modifed Resin, MR)、活性稀释剂、光引发剂复配,制备出了聚氨酯丙烯酸酯树脂,用紫外光固化机固化成膜。用旋转粘度计测定了在25℃和60℃条件下PUA的本体粘度;通过红外分析光谱表征预聚物和固化膜固化前后的化学结构;利用差热分析法和紫外光点光源结合来研究UV固化聚氨酯丙烯酸酯固化过程的热性能;通过等温溶胀平衡研究固化膜交联网络结构;并重点考察了预聚体、改性树脂、活性稀释剂、光引发剂对其固化过程的热效应和固化膜的力学性能的影响,得到以下主要结果和结论:(1)聚醚型聚氨酯丙烯酸酯树脂固化时放热强度对光引发剂用量和活性稀释剂TMPTA用量敏感。随着光引发剂用量的增大,最大放热强度急剧增大,光引发剂最佳用量为UV固化聚氨酯丙烯酸酯树脂总质量的0.5wt%;随着TMPTA用量的增加,最大放热强度也呈现急剧增大的趋势。(2)随着改性树脂用量的增加,固化后的聚醚型聚氨酯丙烯酸酯树脂溶胀率逐渐下降,由53.35%降为29.54%;硬度、抗拉强度均增大,断裂伸长率逐渐减小,耐弯折性由不断变为断,硬度由5B-6B变为3B;聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂的硬度逐渐增大,韧性逐渐下降。当PUA/MR=85/15时,聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂的硬度达到4H,耐90。弯折为断而连。(3)共聚型聚醚/聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂综合力学性能优于共混性聚醚/聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂的力学性能。在硬度相同的情况下,耐90。弯折性能前者显著优于后者。(4)共聚型聚醚/聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂随聚酯二元醇比例的增加,硬度逐渐增大。在聚醚/聚酯OH摩尔配比分别为5:5、3:7和1:9,PUA/MR/1173=75/25/0.5时,UV固化树脂的硬度达到4H,90°弯折不断,满足预期目标。