Page 100 - 2025水性涂料虚拟专辑

艺 等：聚乙二醇改性水性环氧丙烯酸酯的合成及其光固化动力学研究

2. 7 力学性能分析 固化膜断裂伸长率增加，最高可以达到21. 84%，相较

不同相对分子质量的 PEG-WEA 光固化膜的应 未改性的 4. 8% 增加了 17. 04%，其中，PEG600-WEA
力-应变曲线如图9所示，拉伸断面形貌如图10所示。 断裂伸长率达到 12. 34%，增加了 7. 54%。这是因为
改性后的 PEG-WEA 中醚键的存在，增加了交联网络

链段的运动能力，使得光固化膜断裂伸长率增加，从

而一定程度上克服了未改性前树脂脆的缺点。拉伸
强度逐渐下降，主要是因为 PEG 改性 WEA 分子链中
应力/MPa 柔性链段替代了部分环氧丙烯酸酯基体，降低了树

脂固化双键交联密度，从而使拉伸强度下降。其中

PEG1000-WEA 由于具有更长的柔性分子链，拉伸强

度下降较为明显；而 PEG1500-WEA 拉伸强度和断裂
伸长率相较于 PEG1000-WEA 均有所下降，可能是因
应变/% 为 PEG 末端羟基与环氧基团反应活性较低，且随着

PEG 相对分子质量的增加，反应活性逐渐降低 ，所
[11]

以可能存在未引入主链的PEG1500，使得拉伸强度和
图9 WEA和PEG-WEA光固化膜应力-应变 线 断裂伸长率均有所下降。因此 PEG 相对分子质量为
Fig. 9 Stress-strain curves for WEA and PEG-WEA UV-cured 600时，综合效果最佳。
films
由图 10（a）可以看出，WEA 拉伸断裂横截面上出
现了较多平行且紧 的线状纹路，这属于明显的“银
纹”、“剪切带”特征，这说明该光固化膜属于脆性高
分子材料 。因为 WEA 分子链两端有大量 C C 双
[14]
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键，经过紫外光照射，形成高度交联结构，这会使光
（a）—WEA （b）—PEG200-WEA
固化膜的刚性极大。而由图 10（b）~图 10（f）可以看
出，随着 PEG 相对分子质量的增加，裂纹由浅变深，
裂纹扩展方向逐渐杂乱、分散，韧性断裂特征明显，
说明 PEG 的改性改善了光固化膜的力学性能，提高
1 000× 50 μm
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了其韧性 。PEG1000-WEA 光固化膜的韧性改善
[15]
（c）—PEG400-WEA （d）—PEG600-WEA
最佳，PEG1500-WEA 光固化膜的拉伸断裂面 皱起
伏较大，出现了体积较大的块状 皱，裂纹扩展方向
相对集中，这可能是由于 PEG 相对分子质量的增加，
反应活性降低且会使环氧丙烯酸酯分子链较长，这
1 000× 50 μm 1 000× 50 μm
些与应力-应变测试中结果一致。
（e）—PEG1000-WEA （f）—PEG1500-WEA
图10 WEA和PEG-WEA的 断面形貌 2. 8 PEG相对分 质量对涂层性能的影响
Fig. 10 Tensile cross-sectional morphology of WEA and PEG- 未改性 WEA 和不同相 对 分子质量 PEG 改性
WEA
WEA 的光固化涂层（基材为 PET）的基本性能如表 1
由图 9 可知，随着 PEG 相对分子质量的增加，光 所示。

表1 不同 对分 质量 PEG改性WEA的涂层性能
Table 1 Coating properties of PEG-modified WEA with different relative molecular weight

项目 WEA PEG200-WEA PEG400-WEA PEG600-WEA PEG1000-WEA PEG1500-WEA
硬度 3H 3H 3H 3H 2H 2H
柔韧性/mm 3 2 2 1 1 1
附着力/级 3 3 2 2 2 2

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