【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(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：復(fù)旦大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　目前，有機(jī)．無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料是材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而在涂料與膠粘劑領(lǐng)域中，由于一些無(wú)機(jī)納米材料如二氧化鈦，二氧化硅的特殊性質(zhì)，因此對(duì)其與聚合物的復(fù)合以及復(fù)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(qiáng)聚醚膠粘劑的制備，并詳細(xì)探討了制備方法、實(shí)驗(yàn)條件對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。　　 (1)通過(guò)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(fù)合乙醇溶膠。在制備二氧化鈦溶膠的過(guò)程中，首先通過(guò)乙酰丙酮對(duì)鈦酸四正丁酯進(jìn)行螯合處理，得到改性的有機(jī)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(fù)合溶膠的過(guò)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(guò)水解縮合反應(yīng)以及硅烷偶聯(lián)劑的作用，制備二氧化鈦．二氧化硅復(fù)合溶膠。將所得的溶膠與聚氨酯水性分散體機(jī)械共混后，使用線棒制得透明的紫外屏蔽涂層。通過(guò)紫外可見(jiàn)光譜，紫外加速老化儀等考察了復(fù)合涂層的紫外吸收性能，同時(shí)考察了二氧化硅改性對(duì)涂層耐候性的提高作用。此外，為了進(jìn)一步擴(kuò)大復(fù)合溶膠的紫外屏蔽范圍，進(jìn)一步復(fù)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(xì)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(guò)程中，首先通過(guò)超聲細(xì)乳化過(guò)程制備了水包油的細(xì)乳液。該細(xì)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(guò)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(xì)乳液滴。與此同時(shí)，在水油界面上的TBT也開(kāi)始水解，從而在油滴內(nèi)部引發(fā)溶膠．凝膠反應(yīng)，這樣，便得到復(fù)合的膠體粒子。論文通過(guò)透射電子顯微鏡，表面元素分析，電子能譜等手段研究復(fù)合微球的元素組成，同時(shí)，考察了制備條件(如溫度，油相組成，氨基硅烷用量等)對(duì)膠體粒子形貌的影響。并且，本論文通過(guò)紫外可見(jiàn)光譜以及染料底材光敏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了紫外屏蔽涂層的有效性?！　? (3)通過(guò)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(fù)配得到了具有較高剪切強(qiáng)度的水性硅烷化聚醚膠粘劑。通過(guò)掃描電子顯微鏡和電子拉力機(jī)系統(tǒng)研究了二氧化硅含量以及種類(lèi)對(duì)膠粘劑剪切強(qiáng)度的影響，并討論了不同二氧化硅源對(duì)膠粘劑的增強(qiáng)機(jī)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(qiáng)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(yīng)用研究表明，具有中等疏水程度的二氧化硅粉體對(duì)膠粘劑的增強(qiáng)效果最佳。研究表明，在復(fù)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(qiáng)的效果?！　?

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