Page 13 - 涂料工业2024年第02期电子刊

王烁天等：氟硅缩水甘油醚环氧单体的合成与性能研究

式（1）

? ? ?

式（2）

表1 光固化样品配方 在流速为 30 mL/min 的氮气气氛下，将含有 5~10 mg
Table 1 Formula of photocurable samples 样品的氧化铝坩埚从 40 ℃加热至 800 ℃，加热速率
用量/% a 为10 ℃/min。
样品编号 探
E4221 VOH FSi-GE 拉伸性能测试：依据 GB/T 1040. 2—2006《塑料
FSi-GE-0% 50 50 0 拉伸性能的测定》，采用电子万能试验机对制备的光 索
FSi-GE-0. 5% 50 50 0. 5 固化样条进行拉伸性能测试，测试速度为 1 mm/min。
开
FSi-GE-1% 50 50 1 每个样品重复3次试验，取平均值。
FSi-GE-2% 50 50 2 凝胶率：准确称取质量为m 的光固化膜放入样品 发
1
FSi-GE-3% 50 50 3 瓶，加入无水乙醇，密封浸泡48 h。然后将样品取出后
注：—以E4221与VOH总物质的量计。 在烘箱中烘干至恒质量m 。每个样品重复测试4次（质
a
2
1. 4 测试及表征 量精确0. 000 1 g），取平均值。按式（4）计算凝胶率。
结构表征：采用核磁共振波谱仪（CDCl 作为氘 m 2 式（4）
3 凝胶率= × 100%
代试剂，四甲基硅烷作为内标物）和傅立叶变换红外 m 1
光谱仪对FSi-GE的结构进行表征。 2 结果与讨论

光聚合动力学曲线：采用实时红外光谱（RT-FT-
IR）技术，通过监测位于 750 cm 处的环氧基团特征 2. 1 FSi-GE结构表征
-1
峰在光聚合过程中的变化，按式（3）计算环氧基团转 通过 NMR 和 FT-IR 光谱表征了 FSi-GE 的结构，

化率，研究光聚合动力学。所使用光源为带有 5 mm 结果如图1、图2所示。
直径光导纤维的紫外汞灯（Omnicure S200），主要发 从图 1（a）FSi-GE 的 H NMR 谱可以看出 ，
1
射波长为 365 nm。测试时涂有样品的盐片与光纤的 —CH=CH 基团（化学位移位于 5. 17、5. 27 和 5. 92）
2
距离为 10 cm，辐照强度为 20 mW/cm 。对于每个样 的吸收峰消失，且与 Si相连的甲基上共有 15个氢，这
2
品，进行 3 次试验，该 3 次试验所得对应时间的转化 标志着硅氢化反应完成。此外，FSi-GE 在化学位移
率相对偏差小于 2%，在大多数情况下小于 1% 。 0. 59 处出现了与硅相连的—CH 的特征峰 k，在化学
[10]
2
é ê ê ( ) ù ú ú 位移3. 15、2. 80和2. 61处出现了环氧质子峰 c、d、。
e
A e,t /A a,t
ê ê
环氧基团转化率 = 1 - ú ú × 100% 式（3）
ë A e,0 /A a,0 û 从图 1（b）FSi-GE 的 C NMR 谱可以看出，在化
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式中：A 、A 分别是 0时和 t时，脂环族环氧基团 学位移 126. 04处的吸收峰a为—CF 基团的特征吸收
e，0 e， t 3
吸收峰面积；A 、A 分别是 0时和 t时，不参与聚合反 峰，在化学位移 74. 20~71. 44 处为—C—O—C—基团
a，0 a， t
应的基团的吸收峰面积。 的吸收峰。
水接触角：采用水接触角测定仪，测定光固化涂 图 1（c）中 FSi-GE 的 F NMR 谱图上，化学位移
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层表面的水接触角。对样品的 2 个不同位置分别进 −69. 08 处仅有一种吸收峰，峰为多重峰，进一步证明
行3次测量，取平均值。测试环境温度为 20 ℃。 了FSi-GE的侧链上具有重复单元为 3的—CF 基团。
3
耐热性：热重分析实验在热重分析仪上进行。 图 1（d）FSi-GE 的 Si NMR 谱中 ，化学位移
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3