论文总字数：22014字

摘 要

由于有机硅有力学强度低，附着力差，且需要在高温下固化等缺点，这些缺点制约了有机硅硅树脂的使用，本课题通过用低聚物发生聚合反应得到硅树脂，并使用环氧，聚氨酯，SiO₂对有机硅进行改性，通过试验不同ene/thiol含量，比较固化状态和折射率，分析得最佳比例为3000CS 1:0.6；1000CS为1:1.2，此时涂层固化均匀折射率低。使用正交试验筛选可的出最佳比例为乙烯基：巯基：环氧：聚氨酯=3g:0.4g:0.01g:0.02g。不同类型SiO₂加入和含量变化对涂层力学性能改性，得出虽然粒径提高能有效提高涂层的拉伸及断裂强度，但会增加不兼容性，所以200nm的粒径11%最合适。红外研究得涂层交联良好，C=C基本反应完全，S-H加入Si-O链段上，通过DSC-TG图分析得到涂层拥有40-400℃良好的耐温性，并在-41.4℃前保持高弹态。

关键字：改性 有机硅 环氧树脂 聚氨酯树脂 SiO₂

Modification of UV-curable silicone

Abstract

Due to organic silicon powerful learn strength low, adhesion poor, and needs in high temperature Xia curing, shortcomings, these shortcomings restricted has organic silicon Silicon resin of using, this subject through with low poly real occurred aggregate reaction get silicon resin, and using ring oxygen, polyurethane, SiO2 on organic silicon for modified sex, through test different Ene/thiol content, compared curing State and refraction rate, analysis have best proportions for 3000CS 1:0.6;1000CS for 1:1.2, at coating curing uniform refraction rate low. Use orthogonal to the best ratio forvinyl: sh: Epoxy: polyurethane =3G:0.4g:0.01g:0.02g. Different types of SiO2and modification of contents on mechanical properties of coatings obtainedalthough size increase can effectively improve the tensile and fracturestrength of the coating, but increases the incompatibility, so the diameter of 200nm-11%-best. Study-on infrared coatings crosslinked well, C=Creaction, S-H join Si-O on chains, coating obtained by DSC-TG analysis with40-400℃ a good temperature resistance and high-elastic state until-41.4℃.

Key Words: Modified; silicone; epoxy; polyurethane; SiO2

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 Ⅲ

第一章 绪论 1

1.1 UV光固化体系 1

1.光引发剂 1

2.低聚物 1

3.活性稀释剂 2

4.其他原料 2

5.光固化技术特点 2

6.有机硅与光固化结合 3

1.2 硫醇/烯紫外固化体系简介 3

1.3巯基-烯点击化学 5

1.4 有机硅材料 6

1.5 UV固化有机硅在光纤涂料中的应用 6

1.6 正交试验 7

1.7.UV固化机理 8

1.7.1. 化学机理 8

1.7.2 UV固化涂料的固化机理 9

1.7.3 UV光源设备及紫外光 10

第二章 改性 11

2.1 什么是改性 11

2.2 改性的原因 11

2.3 改性的方法 11

2.3.1 化学改性法 11

2.3.2 物理共混改性法 13

2.4 改性的意义 13

第三章 实验 15

3.1实验原料 15

3.2实验仪器 15

3.3试样制备 15

3.4 正交试验表的设计 16

3.5性能测试 17

第四章 分析与讨论 18

4.1实验结果 18

4.2 试验分析 21

4.2.1. 折射率分析 21

4.2.2.吸水率的分析 23

4.2.3 不同粘度乙烯基的分析 24

4.2.4不同颗粒尺寸SiO₂及其加入量对力学性能的影响 25

第五章 结论 27

参考文献 28

致谢 31

第一章 绪论

1.1 UV光固化体系

紫外固化材料就是能在紫外光照射下固化的涂料、油墨和黏合剂等材料的通称。这类材料是以预聚物为基础，加入了特定的活性稀释单体、光敏剂、阻聚剂、多种添加剂等配制而成。紫外固化材料的研发不仅增加了辐射化学、有机化学、高分子化学和高分子物理等内容，而且丰富了生产和日常生活必需品的种类，同时还能够满足高科技领域，特别是微电子材料加工领域的特殊需要，促进了高新技术的发展。紫外固化材料广泛应用于化工、机械、电子、轻工、通讯等领域

紫外光固化是利用紫外线光照射涂层，产生了辐射聚合、辐射交联和辐射按枝等反应，迅速将低分子量物质转变成高分子量产物的化学反应过程。这种固化是直接在不加热的底材上进行的，涂层中不含溶剂或者含极少量溶剂，照射后底材上的液膜几乎全部固化，因而挥发性有机化合物（VOC）排放量非常低，被称为“面向21世纪的绿色工业新技术”。

光固化体系的组成：

1.光引发剂

UV 固化光引发剂（photoinitiator，PI）是整个光固化体系的重要组成部分，它将引发整个光固化反应。该物质能够吸收波长为250～420 nm的紫外光，吸收光能后能够分解成活性碎片继而引发单体发生聚合。这种活性碎片可以是阳离子、阴离子、自由基，也可以是离子自由基，根据活性碎片的类别可以将UV 固化光引发剂分为：自由基型聚合光引发剂、阳离子聚合光引发剂。

2.低聚物

UV 固化涂料原料的主要组成部分就是低聚物，在光固化前原料低聚物占整个固化体系的90%以上。低聚物在固化后将决定着涂料的硬度、柔韧性、附着力、光学性能、耐老化性等最基本的性能。适用于UV 固化的低聚物往往具有碳碳双键、环氧基团等等在活性碎片作用下能够进一步反应或者聚合的基团。低聚物官能度越多，固化速度就越快。

光纤内层涂料对光纤的使用寿命和使用性能有着重要意义。具体来讲，内层涂料需要满足以下要求：① 水渗透低；② 具有适应各种环境的不同的力学性能；③光固化速度快，使用寿命长；④摩擦系数比较小，以便于成缆；⑤玻璃化温度较低，以保证其具有优良的低温性能；⑥与玻璃的粘结性较强；⑦光纤的附加损耗比较小，外层涂料要具有与内层涂料良好的可溶性、耐化学腐蚀性、抗水性以及高热稳定性和高机械强度等性能。

3.活性稀释剂

活性稀释剂也是UV固化材料的重要组成部分，它不仅能够调节低聚物的黏度，而且一般参与固化反应。活性稀释剂大部分都含有可聚合官能团的小分子，按照含有的反应基团的数量可将活性稀释剂简单分为单官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂。

4.其他原料

一般的UV固化涂料的原料主要包括光引发剂、低聚物和活性稀释剂。但在实际引用中，根据涂料的性能及用途，除了上述组分外还需要加入特定的助剂，来调节固化体系的固化性能和固化膜的特定性能。由于UV固化体系从液态原料到固化膜时间较短，没有溶剂挥发，因此在特定的固化体系中需要选择合适的添加助剂。

5.光固化技术特点

高效：光固化产品最为常见的有UV涂料、UV油墨、UV胶黏剂等，它们的最大特点就是固化速率比较快，大多数都在几秒到几十秒之间，最快的可在0.05~0.1S的时间内固化，在目前各种涂料、油墨、胶黏剂中干燥固化比较快。

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