از کلوفان تا پلی اورتان اکریلات با چسبندگی بالا: سنتز و خواص
چکیده
یک پلی اورتان اکریلات با چسبندگی بالا (HPUA) از ایزوفورون دی ایزوسیانات (IPDI)، هیدروکسی اتیل اکریلات (HET) و کلوفان هیدروژنه سنتز شد. ساختار شیمیایی با استفاده از 1H NMR و FTIR بررسی شد: مدول ذخیره سازی و دمای انتقال شیشه (Tg) با آنالایزر مکانیکی دینامیک اندازه گیری شد. طیف سنجی مادون قرمز زمان واقعی (RTIR) برای بررسی تاثیر غلظتهای مختلف آغازگر نوری بر روی تبدیل پیوند دوگانه مربوط به HPUA استفاده شد. انقباض حجم زمان واقعی و چسبندگی بر روی شیشه، پلی اتیلن تترافتالات (PET)، پلی کربات (PC) و پلی وینیل کلرید (PVC) با استفاده از میکرومتر لیزری و ماشین آزمایش جهانی آن اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که این نوع از HPUA دارای نرخ پلیمریزاسیون نوری بالا، انقباض حجمی پایین و چسبندگی بالا در مقایسه با نمونه تجاری پلی اورتان اکریلات است.
1. مقدمه
با توجه به مزایای متمایز متعدد، مانند سریع خشک شدن، محدوده وسیع فرمولاسیون، مصرف انرژی کاهش یافته، بهبود و سنتز تحت شرایط ملایم و فضای کم مورد نیاز، فناوری تشعشع UV به سرعت در بسیاری از زمینه های فنی رشد پیدا کرده است.
در یک سیستم UV عاری از رادیکال، یکی از بزرگترین مسائل توانایی چسبندگی پایین در مقایسه با همتایان محافظت دمایی یا خشک کردن حلال است که به حجم بیشتر انقباض و توانایی پیوند ضعیفتر می تواند ارتباط داشته باشد. این امر می تواند منجر به خواص کاربردی بدتر و تفکیک پذیری پایین شود. قابلیت چسبندگی مواد محافظ شده توسط UV می تواند با روشهایی شامل اعمال سیستمهای دوگانه آلی-معدنی، ترکیبات با ساختار زنجیره ای طولانی و اضافه کردن ارتقادهنده های چسبندگی یا مواد نانوساختار معدنی بهبود پیدا کند. با این حال، حتی با وجود چنین اصلاحاتی نواقص کماکان وجود خواهد داشت.
4. نتیجه گیری
یک پلی اورتان اکریلات جدید از IPDI، HEA و کلوفان هیدروژنه سنتز شد. سینتیک پلیمریزاسیون (که با FTIR زمان واقعی بررسی شد) نرخ واکنش خوب و وابستگی غلظتی-نوری خوبی را نشان می دهد. مدولهای ذخیره و دمای انتقال شیشه مربوط به HPUA طبق نتایج DMA به ترتیب برابر 3.25 میلیون پاسکال و 54.4 درجه سانتیگراد است. انقباض حجمی HPUA تقریبا برابر 1.75 درصد است که بسیار کمتر از نمونه تجاری CN 9001 است و چسبندگی بر روی شیشه، PET، PVC و PC به ترتیب برابر 4.56، 0.82، 1.91 و 2.01 مگاپاسکال است که بسیار بیشتر از نمونه مقایسه ای آن است. نتایج نشان می دهد که HPUA یک ماده امیدبخش برای کاهش انقباض حجمی و چسبندگی بالا است.
Abstract
A high adhesion polyurethane acrylate (HPUA) was synthesized from isophorone diisocyanate (IPDI), hydroxyethyl acrylate (HEA) and hydrogenated rosin. The chemical structure was characterized by 1H NMR and FTIR; storage modulus and glass transition temperature (Tg) were measured with dynamic mechanical analyzer. Real time infrared spectroscopy (RTIR) was used to investigate the effect of different concentrations of photoinitiator on the double bond conversion of HPUA. Real time volume shrinkage and adhesion on glass, poly(ethylene terephthalate) (PET), polycarbonate (PC) and polyvinyl chloride (PVC) substrates were also measured by laser micrometer and universal testing machine. Results showed that this kind of HPUA has a high photopolymerization rate, low volume shrinkage and high adhesion compared with commercial polyurethane acrylate competitor.
1. Introduction
Owing to its numerous distinct advantages, such as instant drying, broad formulating range, reduced energy consumption, curing under mild conditions, and less space and capital requirement, UV-radiation technology has quickly developed in many high technical fields [1–3].
In a free radical UV-curing system, one of the biggest problems is low adhesion ability compared with solvent drying or thermo curing counterparts, which can be attributed to larger volume shrinkage and weaker bonding ability. It could lead to worse application properties and low fabrication resolution. The adhesion ability of UV-cured materials can be improved by a number of strategies including introducing organic-inorganic hybrid systems [4], long-chain structure compounds [5,6], and adding adhesion promoters [7] or inorganic nanoparticles [8,9]. However, even with such modifications, deficiencies still exist.
4. Conclusions
A novel polyurethane acrylate was synthesized from IPDI, HEA and hydrogenated rosin. The photopolymerization kinetics, characterized by real time FTIR, shows good reaction rate and photoinitiator concentration dependence. The storage modulus and the glass transition temperature of HPUA are about 3.25 GPa and 54.4 °C respectively according to DMA results. The volume shrinkage of HPUA is about 1.75%, much lower than commercial oligomer CN9001 and the adhesion to glass, PET, PVC and PC substrates are 4.56, 0.82, 1.91 and 2.01 MPa respectively, much higher than its comparing sample. The results indicate that HPUA is promising as a UV curing oligomer for low volume shrinkage and high adhesion demand.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. تجربی
2.1. مواد
2.2. سنتز پلی اورتان اکریلات با چسبندگی بالا (HPUA)
2.3. اندازه گیری
3. نتایج و بحث
3.1. سنتز HPUA
3.2. خواص مکانیکی و دمایی
3.3. سینتیک پلیمریزاسیون نوری الیگومر سنتز شده
3.4. انقباض حجمی
3.5. قابلیت چسبندگی
4. نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Experimental
2.1. Materials
2.2. Synthesis of high adhesion polyurethane acrylate (HPUA)
2.3. Measurement
3. Results and discussion
3.1. Synthesis of HPUA
3.2. Mechanical and thermal properties
3.3. Photopolymerization kinetics of synthesized oligomer
3.4. Volume shrinkage
3.5. Adhesion ability
4. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه