阳离子及混杂光固化树脂体系研究与应用

发布时间：2016-11-22 11:11

  本文关键词：阳离子及混杂光固化树脂体系研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

《华南理工大学》 2013年

阳离子及混杂光固化树脂体系研究与应用

张洪  

【摘要】：光固化快速成型（SLA）自问世以来已经在各个领域得到广泛应用，光敏树脂作为SLA工艺不可或缺的一部分，影响着固化工艺参数、固化速度和制品的性能，因此研究光敏树脂对推动光固化快速成型技术的发展具有重大而深远的意义。目前，商品化的SLA用光敏树脂大多来自国外公司，而国内研制与开发的光敏树脂基本上为自由基光敏树脂，成型精度和机械性能较差，与国外产品存在较大差距。本文选取硫鎓盐/环氧树脂体系、敏化碘鎓盐/环氧树脂体系和自由基-阳离子混杂体系作为快速成型光敏树脂，考察光引发剂用量、光敏剂种类及用量、树脂配比对凝胶含量和表干时间的影响；探索后固化条件对凝胶含量和固化树脂物理机械性能的影响；采用红外光谱（FT-IR）跟踪固化反应过程中C=C双键和环氧基团的转化率；研究固化深度与曝光能量之间的关系，测定各树脂体系的透射深度系数Dp和临界曝光量Ec；采用TGA和DMA表征固化树脂热稳定性和固化交联度。 研究表明，硫鎓盐引发体系比未添加光敏剂的碘鎓盐体系具有更快的固化速度，曝光15s凝胶含量可达83%，而后者达到相同的凝胶含量需要曝光40s。自由基对碘鎓盐有敏化作用，光敏剂的敏化效果为：JRCure184≈BDK＞ITX＞MBF＞JRCure819＞蒽，其中添加光敏剂JRCure184和BDK的碘鎓盐引发体系在曝光时间为15s时，凝胶含量可达80%， JRCure184固化时无黄变现象，作为光敏剂更有优势。 正交试验表明PAG208用量对凝胶含量影响显著，光敏剂JRCure184与PAG208的交互作用不显著。以凝胶含量为目标优化的混杂体系各组分为：自由基与阳离子树脂之比为3:2，JRCure184引发剂1份和PAG208引发剂1.5份，混杂树脂紫外曝光25s，凝胶含量达92%。 光固化树脂经加热处理可进一步提高固化树脂的凝胶含量，最佳后固化温度为80℃。对比后固化处理对样品力学性能和固化体积收缩率的影响发现，固化树脂经后固化处理，拉伸强度和硬度明显增加，断裂伸长率略有下降，体积收缩率稍有增大。其中，硫鎓盐引发体系、自由基敏化碘鎓盐引发体系和混杂体系样品的拉伸强度分别为49MPa、47MPa和64MPa，断裂伸长率分别为1.4%、1.6%和4.5%，邵氏D硬度分别为71、71和77，体积收缩率分别为3.5%、3.3%和3.9%。 FT-IR跟踪反应基团转化率表明，环氧基团和C=C双键随曝光时间增加而减弱，混杂体系中环氧基团转化率远高于阳离子体系，最终可达80%，双键转化率为93%。三个树脂体系的透射深度系数Dp为：混杂体系≈自由基敏化碘鎓盐体系＞硫鎓盐体系，而体系临界曝光量Ec为：混杂体系＜硫鎓盐体系＜自由基敏化碘鎓盐体系。混杂体系的临界曝光量为22.76mJ/cm2，远小于阳离子树脂体系。 DMA分析结果表明，自由基、阳离子和混杂体系固化样品的Tg分别为100℃、83℃和90℃，混杂固化样品tan δ曲线出现一个较宽的损耗峰，位于自由基和阳离子固化样品之间，表明在混杂固化样品中，自由基组分和阳离子组分相容性好。 硫鎓盐、敏化碘鎓盐和混杂体系均能吸收355nm激光，在光固化快速成型机固化，而混杂树脂体系的固化速度和固化程度及固化样品的综合性能优于其余两个纯阳离子树脂体系，固化样品外观平整、光滑，，无明显翘曲变形，尺寸精度高。性能与DSM商用树脂Somos14120相当，可适用于光固化快速成型。

【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ320
【目录】：

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1 杨凤霞;亓新华;王天喜;;热塑性塑料注塑件冲击强度影响因素分析[J];工程塑料应用;2005年11期

2 王素琴,曹瑞军,段玉岗;激光快速成型工件翘曲变形与成型材料的研究[J];材料科学与工程;1999年04期

3 凌华招,谢川;改善鎓盐类阳离子光引发剂光敏性的研究概况[J];信息记录材料;2005年03期

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6 黄笔武;黄伯芬;谌伟庆;吴立传;;光固化快速成形光敏树脂临界曝光量和透射深度的测试研究[J];信息记录材料;2007年01期

7 王宏伟;;新型杂化光聚合体系[J];信息记录材料;2011年03期

8 肖善强,陈其道,陈明,洪啸吟;环氧-丙烯酸酯混杂光固化体系的研究[J];高等学校化学学报;2002年09期

9 蔡晓路,陆明湖;阳离子光引发剂的发展动态[J];感光材料;1999年S1期

10 王英;;快速成形技术的现状及其发展趋势[J];硅谷;2008年19期

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1 翟媛萍;光固化快速成型材料的研究与应用[D];南京理工大学;2004年

2 王锋;紫外光固化树脂的合成及其涂膜的性能研究[D];华南理工大学;2008年

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1 陈小文;快速成型光固化树脂体系的研究[D];华南理工大学;2011年

2 张先如;快速成型用光敏树脂的研究[D];南京理工大学;2003年

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1 李琼砚;钱桦;张求慧;;基于快速成型技术的木材/金属复合材料的初探试验研究[J];安徽农业科学;2009年09期

2 郭东华,张育川,张默君;含硫代吖啶酮的光敏体系反应动力学的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年02期

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5 江先龙;大谷和男;;可见光固化树脂的研究[J];玻璃钢/复合材料;2006年03期

6 江先龙;大谷和男;;光照条件对可见光固化乙烯基酯树脂固化物性能的影响[J];玻璃钢/复合材料;2007年02期

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1 马建;王钧;段华军;;阳离子紫外光固化环氧树脂反应速率影响因素研究[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年

2 江先龙;大谷和男;陈亮;姚志华;于华;;新型可见光固化树脂[A];第十六届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2005年

3 瞿岳飞;卿宁;;硫杂蒽酮类光引发剂及其研究现状[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年

4 陈小文;李建雄;刘安华;;快速成型自由基光固化树脂的研究[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年

5 钱苗根;潘建华;;真空镀层与有机涂层的复合及其应用[A];2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2009年

6 石毅;王玉琨;;五轴联动雕铣技术在复杂快速成型加工和模具加工中的应用研究[A];陕西省机械工程学会九届二次理事扩大会议论文集[C];2010年

7 孙芳;黄毓礼;夏兰英;;引发体系对聚氨酯丙烯酸酯混杂光固化体系感光性能的影响[A];中国辐射固化年会'03论文集[C];2003年

8 魏先福;赵雪辉;黄蓓青;赵蕾;;丙烯酸酯单体结构对UV油墨流变性影响的研究[A];2005年中国科协学术年会论文集第8分会场光固化与数字成像技术及其应用论文集[C];2005年

9 吕波;何勇;;自引发纯丙烯酸酯的合成及光聚合性质研究[A];第八届中国辐射固化年会论文集[C];2007年

10 夏朝荣;刘仁;安丰磊;刘晓亚;;新型大分子阳离子光引发剂的合成及其光敏性能研究[A];第八届中国辐射固化年会论文集[C];2007年

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1 胡丽华;混杂型光引发剂的合成、光引发行为及其有机/无机杂化材料的研究[D];中国科学技术大学;2011年

2 尹应梅;基于DMA法的沥青混合料动态粘弹特性及剪切模量预估方法研究[D];华南理工大学;2011年

3 姚新鼎;UV固化预聚体的制备及其固化涂层性能研究[D];郑州大学;2011年

4 李鹏;智能复合结构损伤光修复与监测的相关技术研究[D];南京航空航天大学;2009年

5 熊洁;螺环原碳酸酯膨胀单体的合成及用于光固化树脂改性的方法研究[D];第四军医大学;2011年

6 严家明;油浸绝缘纸局部放电损伤特性研究[D];重庆大学;2011年

7 夏建荣;紫外光固化天然生漆及其复合体系的研究[D];福建师范大学;2011年

8 翟媛萍;光固化快速成型材料的研究与应用[D];南京理工大学;2004年

9 周亮;环氧丙烯酸酯光固化体系及积层电路板用感光成像油墨的研究[D];华南理工大学;2003年

10 李富生;紫外光固化环氧丙烯酸酯/SiO_2（TiO_2）纳米复合涂层的研究[D];复旦大学;2006年

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1 吴宗南;混杂紫外光固化树脂的合成及其性能研究[D];南昌航空大学;2010年

2 段艳琴;聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及涂膜性能的研究[D];湖南工业大学;2010年

3 方振华;耐热紫外光固化水性聚氨酯涂料的研究[D];石河子大学;2010年

4 刘伟;紫外光固化纳米SiO_2杂化材料的制备及其性能研究[D];太原理工大学;2011年

5 刘朋飞;丙烯酸光敏树脂的合成及混杂固化体系的研究[D];江南大学;2011年

6 蔡玲玲;多元曲线分辨结合在线红外光谱用于含能化合物成环反应机理研究[D];西北大学;2011年

7 于冬梅;LOM（分层实体制造）快速成型设备研究与设计[D];河北科技大学;2011年

8 李晗;UV固化改性环氧丙烯酸酯耐热光纤涂层的研究[D];武汉理工大学;2011年

9 常继华;逆向工程在汽车轮毂曲面重构中的应用研究[D];河南理工大学;2011年

10 姜凯译;木塑复合材料选择性激光烧结实验与后处理研究[D];东北林业大学;2011年

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1 陈建山,左光汉,许建毅,李莹;环氧丙烯酸酯类光敏预聚物的合成研究[J];安徽化工;2001年01期

2 韩仕甸,金养智,王菲;水性紫外光固化体系中光固化速度的影响因素[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年01期

3 李刚;李鹏;薛忠民;杨小平;;中温热熔预浸料用环氧树脂及其固化体系的研究进展[J];玻璃钢/复合材料;2006年05期

4 成秀燕;陈淳;张佐光;李敏;;中温热熔预浸料用环氧树脂胶膜配方的研究[J];玻璃钢/复合材料;2007年06期

5 吕金艳;王雷;柴红梅;李鹏;薛忠民;;低粘度中温固化环氧树脂体系的基本性能[J];玻璃钢/复合材料;2008年04期

6 陈文,杨双明,彭学军,刘东兴;水性UV固化木地板涂料的研制[J];表面技术;2005年03期

7 吕生华,何洋,王结良,梁国正;环氧(甲基)丙烯酸酯树脂的制备及应用研究[J];材料导报;2003年08期

8 王素琴,曹瑞军,段玉岗;激光快速成型工件翘曲变形与成型材料的研究[J];材料科学与工程;1999年04期

9 田志高,陈红艳;紫外光固化改性环氧丙烯酸酯涂料的研制[J];材料科学与工程学报;2004年01期

10 夏卿坤,胡冠昱;形变诱导铁素体相变技术[J];长沙大学学报;2005年02期

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7 马满珍;邢福保;张秋禹;;阻燃型MEPA_3树脂及其复合材料的研究[A];第十届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1993年

8 胡继东;刘锋;郑知敏;刘金阁;谢择民;张志杰;赵彤;;一种新型烯丙基酚醛/含乙烯基聚硅氮烷杂化树脂体系的制备及性能研究[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（上）[C];2006年

9 钟翔屿;洪义强;包建文;陈祥宝;;低黏度RTM氰酸酯树脂体系的流变行为研究[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（上）[C];2006年

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1 通讯员万亚格 韩静;[N];石河子日报(汉);2011年

2 谢燕雄;[N];中国包装报;2005年

3 李健;[N];中国化工报;2007年

4 陈全东;[N];中国包装报;2006年

5 危良才;[N];中国建材报;2007年

6 武进;[N];中国包装报;2005年

7 李润;[N];中国包装报;2008年

8 王婷婷;[N];科技日报;2004年

9 危良才;[N];中国建材报;2003年

10 许珊;[N];中国工业报;2009年

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1 代晓青;纤维预成型体中环氧树脂—固化剂反应体系流动浸渍行为研究[D];国防科学技术大学;2010年

2 张大雷;乳液原位悬浮聚合法制备透明ABS树脂的研究[D];吉林大学;2006年

3 熊需海;新型含酞侧基双马来酰亚胺及其改性树脂体系的研究[D];大连理工大学;2012年

4 黄献聪;超高分子量聚乙烯纤维防弹复合材料的电子束辐照固化研究[D];上海交通大学;2008年

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8 胡兵;改性聚醚醚酮增韧环氧树脂的研究[D];武汉理工大学;2007年

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6 唐敏锋;F-51环氧树脂水性化改性的研究[D];西北工业大学;2004年

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8 柯涛;α-氨基酮引发剂在填充丙烯酸酯/环氧树脂光—热双固化体系中作用的研究[D];华南理工大学;2011年

9 吴建元;聚苯醚微胶囊的合成及其在双马来酰亚胺树脂中的应用研究[D];苏州大学;2010年

10 孙健生;高温环氧树脂“离位”RTM工艺及“离位”增韧技术研究[D];北京航空材料研究院;2007年

  本文关键词：阳离子及混杂光固化树脂体系研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

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