含吸电官能团新型不饱和苯硫酚酯光学树脂单体的制备及其光聚合

发布时间：2017-08-16 04:29

  本文关键词：含吸电官能团新型不饱和苯硫酚酯光学树脂单体的制备及其光聚合

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【摘要】：随着科技的发展,具有密度小,易加工,耐冲击的聚合物光学材料在生产生活中取代无机光学材料在镜片、建材、灯具等领域得到广泛的应用。而具有更高折射率的聚合物光学材料,由于能将器件做的更薄更小,对要求制备材料小型化与轻量化的尖端光学器件领域有着巨大的应用前景,并且具有光固化特性的高折射率树脂能够大幅度提高高折射率涂层以及粘结剂的效率,但目前高折射率树脂的研究方向,一是通过提高合成单体中高摩尔折射率基团的比例,但制备方法繁琐困难,难以实现大批量生产,二是很多的科研工作者把目标放在热固性高折射率树脂研究中,虽然也取得了一定的实用价值,但热固性树脂固化温度高,周期长限制了它们在流水线快速生产的应用前景。本论文通过将苯硫酚与酰氯进行酯化得到高折射率单体,然后再把这些单体与其他常规使用的不饱和单体进行光共聚,制备了综合性能较好的高折射率涂膜。主要研究内容如下：(1)把对位分别为硝基、氯原子以及溴原子的苯硫酚与丙烯酰氯通过低温相转移催化法(PTC)和反滴碱溶液PTC法制备了三种丙烯酸型苯硫酚酯单体,通过FTIR和1H-NMR对纯化后的产物进行结构表征,产物官能团的谱图与目标产物相符合,说明成功的把具有较高摩尔折射率的苯环、硫原子、氯原子以及溴原子与双键连接,所得单体折射率较高,均能在1.6以上,最高的丙烯酸-4-硝基苯硫酚酯可达1.66。还有讨论了单体收率,颜色的影响因素并对比了相关热性能。(2)将制备的三种丙烯酸型苯硫酚酯与MMA或St涂布在PET膜上进行紫外光聚合,改变光引发剂种类,调节共聚单体配比以及溶剂量,制得相应高折射率涂膜。通过表干时间表征光固化速率,测试了涂膜的折射率、透光率、附着力、接触角以及热性能,并分析讨论了这些性能的相关影响因素。
【关键词】：高折射率树脂 吸电性官能团 不饱和苯硫酚酯 光固化涂膜
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ630.1;O631.3
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 绪论18-27
• 1.1 高折射率光学树脂概述18
• 1.2 高折射率光学树脂的设计原理18-19
• 1.3 高折射率光学树脂的种类19-22
• 1.3.1 含硫类高折光学树脂19-20
• 1.3.2 含硫醚型树脂20
• 1.3.3 环硫型光学树脂20
• 1.3.4 含硫酯型光学树脂20
• 1.3.5 含砜基光学树脂20
• 1.3.6 含硫代氨基甲酸酯光学树脂20-21
• 1.3.7 含卤素类高折光学树脂21
• 1.3.8 芳香环类高折光学树脂21-22
• 1.3.9 含磷、硅类光学树脂22
• 1.3.10 含重金属元素类光学树脂22
• 1.3.11 无机纳米复合高折光学树脂22
• 1.4 聚合物光学材料的应用领域22-24
• 1.4.1 光学镜片23
• 1.4.2 增透膜23
• 1.4.3 建筑装饰材料23
• 1.4.4 光盘光纤光信息材料23
• 1.4.5 光学胶黏剂23-24
• 1.4.6 LED封装材料24
• 1.4.7 梯度折射率高分子材料24
• 1.5 UV固化技术概述24-25
• 1.5.1 UV固化技术的原理24-25
• 1.5.2 UV固化涂料的组成25
• 1.6 本课题的研究内容及意义25-27
• 1.6.1 本课题的研究内容25
• 1.6.2 本课题的研究意义25-27
• 第二章 实验部分27-35
• 2.1 实验主要原料及仪器设备27-28
• 2.1.1 主要原料27-28
• 2.1.2 实验仪器及设备28
• 2.2 单体的制备28-31
• 2.2.1 环氧型单体的制备28-29
• 2.2.1.1 4,4'-双(缩水甘油醚)-二苯硫醚单体的制备特例28-29
• 2.2.1.2 2,5-双(缩水甘油醚)-1,3,4-噻二唑单体的制备特例29
• 2.2.2 丙烯酸型不饱和苯硫酚酯光学单体的制备29-31
• 2.2.2.1 丙烯酸-4-硝基苯硫酚酯的制备特例30
• 2.2.2.2 丙烯酸-4-氯苯硫酚酯的制备特例30-31
• 2.2.2.3 丙烯酸-4-溴苯硫酚酯的制备特例31
• 2.3 丙烯酸型苯硫酚酯光固化涂层的制备31-32
• 2.3.1 丙烯酸-4-硝基苯硫酚酯光固化涂层的制备特例31
• 2.3.2 丙烯酸-4-氯苯硫酚酯光固化涂层的制备31
• 2.3.3 丙烯酸-4-溴苯硫酚酯光固化涂层的制备31-32
• 2.4 测试与表征32-35
• 2.4.1 红外光谱分析32
• 2.4.2 核磁共振氢谱(~1H NMR)表征32
• 2.4.3 热失重分析32
• 2.4.4 差式扫描量热分析32
• 2.4.5 折射率测定32-33
• 2.4.6 环氧值的测定33
• 2.4.7 双键含量测定33
• 2.4.8 光固化速率的测试33
• 2.4.9 涂膜扫描电镜分析33
• 2.4.10 涂膜透光率的测定33
• 2.4.11 涂膜接触角的测试33
• 2.4.12 涂膜附着力测试33-35
• 第三章 结果与讨论35-63
• 3.1 环氧单体制备的结果与讨论35-37
• 3.1.1 合成条件对环氧单体性能的影响35-36
• 3.1.1.1 合成方法对环氧单体收率的影响35
• 3.1.1.2 反应物配比对产物收率与折射率的影响35-36
• 3.1.2 红外光谱分析36-37
• 3.2 丙烯酸型苯硫酚酯单体制备的结果与讨论37-50
• 3.2.1 合成过程对单体性能的影响37-40
• 3.2.1.1 反应物配比对单体收率的影响37-38
• 3.2.1.2 缚酸剂种类对产品收率及颜色的影响38-39
• 3.2.1.3 原料滴加顺序对产物收率的影响39-40
• 3.2.1.4 相转移催化剂对产品颜色的影响40
• 3.2.1.5 阻聚剂种类对产品收率的影响40
• 3.2.2 折射率的测定40-42
• 3.2.3 丙烯酸型苯硫酚酯单体红外表征42-43
• 3.2.3.1 丙烯酸-4-硝基苯硫酚酯的红外表征42
• 3.2.3.2 丙烯酸-4-氯苯硫酚酯的红外表征42-43
• 3.2.3.3 丙烯酸-4-溴苯硫酚酯的红外表征43
• 3.2.4 核磁共振波谱分析43-47
• 3.2.4.1 丙烯酸-4-硝基苯硫酚酯的核磁氢谱分析43-45
• 3.2.4.2 丙烯酸-4-氯苯硫酚酯的核磁氢谱分析45-46
• 3.2.4.3 丙烯酸-4-溴苯硫酚酯的核磁氢谱分析46-47
• 3.2.5 丙烯酸型苯硫酚酯单体的热性能47-50
• 3.2.5.1 丙烯酸型苯硫酚酯差式扫描量热分析47-49
• 3.2.5.2 丙烯酸型苯硫酚酯单体热失重分析49-50
• 3.3 丙烯酸型苯硫酚酯紫外光固化涂膜制备的结果与讨论50-63
• 3.3.1 光固化速率的影响因素51-53
• 3.3.1.1 光引发剂种类对光固化速率的影响51-52
• 3.3.1.2 光引发剂含量对光固化速率的影响52-53
• 3.3.2 涂层折射率讨论53-54
• 3.3.3 涂膜透光率的讨论54-55
• 3.3.3.1 单体种类对涂膜透光率的影响54
• 3.3.3.2 共聚单体质量比例对涂膜透光率的影响54-55
• 3.3.4 扫描电镜55-56
• 3.3.5 热失重分析56-57
• 3.3.5.1 共聚单体质量比对涂膜分解温度的影响56
• 3.3.5.2 对位取代基种类对涂膜热分解温度的影响56-57
• 3.3.6 涂膜表面接触角的影响因素57-59
• 3.3.6.1 共聚单体含量对涂膜表面接触角的影响57-58
• 3.3.6.2 共聚单体种类对涂膜表面接触角的影响58-59
• 3.3.7 涂膜附着力的影响因素59-63
• 3.3.7.1 光引发剂含量对涂膜附着力的影响59-60
• 3.3.7.2 不同共聚单体对涂膜附着力的影响60-61
• 3.3.7.3 溶剂使用量对涂膜附着力的影响61-63
• 第四章 结论63-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士期间发表的学术论文68

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本文编号：681490