论文部分内容阅读
通常,在分子水平上将有机组分引入无机材料中可以提高其韧性、成膜性;反之,将无机组分引入有机材料中则可以提高其刚性、耐热性和耐老化性能。将有机、无机组分进行分子级复合,使两者的性能完美地结合在一起,能实现材料性能的互补。采用溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料是近年来热门的研究领域。 本文首先以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MEMO)为单体,采用自由基溶液聚合方法合成了几种不同MEMO质量含量的丙烯酸树脂,并对反应单体MEMO含量为20%的树脂进行了红外、核磁共振、热失重、玻璃化转变等表征。热失重实验表明,树脂的耐热性能较低,但其玻璃化温度符合涂料成膜涂装要求。 以2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(D4H)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)合成了一种新型环状结构前驱体,丙烯酸树脂与前驱体通过溶胶-凝胶法制备了一种新型交联型有机-无机杂化涂料。探讨了不同比例的MEMO丙烯酸树脂以及相同比例的MEMO丙烯酸树脂分别以不同比例参与反应对杂化涂料性能的影响,结果表明含20%MEMO单体合成的丙烯酸树脂较宜,而此丙烯酸树脂与D4-VTMO以质量百分比为20/80反应所得杂化涂料各方面性能较好。丙烯酸树脂的引入使涂料的成膜性、耐酸碱性及附着力有很大的提高,而硅氧键无机成分的引入则较大地提高了涂料的耐老化、耐磨、光泽度和硬度。二者分子级别的键合,实现了材料性能的互补。 以纳米微粒填充及溶胶-凝胶法制备了SiO2纳米接枝苯乙烯、SiO2纳米接枝丙烯酸乙酯两种不同纳米掺混杂化涂料。TEM测试结果表明制备的两种不同纳米SiO2接枝掺混杂化涂料均实现了纳米尺度上的复合,并探讨了添加不同质量含量的纳米SiO2接枝物对杂化涂料各性能的影响。该纳米杂化涂料与对照相比,不但硬度、附着力、抗冲击力、耐磨性等机械性能得到了提高,而且其耐候性、耐化学溶剂性能总体上也得到了提高。以纳米SiO2接枝物含质量百分比为2%—3%的杂化涂料性能较优。