收藏本站
《华南理工大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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。
【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

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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
4 张雅静;邹应全;;光致阳离子聚合引发剂的进展[J];信息记录材料;2006年01期
5 李焱飞;谢川;;自由基-阳离子混杂光固化体系研究概况[J];信息记录材料;2006年06期
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
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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
3 孙芳,曾宪玉,张文政,黄毓礼;活性单体对聚氨酯丙烯酸酯混杂体系感度的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年02期
4 张艳;郭金宝;魏杰;;自由基/阳离子混杂光固化粉末涂料性能研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2009年05期
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
7 桑凤仙;黄蓓青;魏先福;罗艳平;;一种柔韧性UV光油的研制及其性能表征[J];北京印刷学院学报;2007年06期
8 倪平秀;魏先福;黄蓓青;张雪娇;;预聚物对UV喷墨油墨印刷质量的影响[J];北京印刷学院学报;2010年06期
9 贾晓雪;黄蓓青;颜燕妮;任晓春;魏先福;;光引发剂对UV柔印油墨稳定性的影响[J];北京印刷学院学报;2011年02期
10 张婉;黄蓓青;魏先福;;单体对UV喷墨油墨体系固化速度的影响[J];包装工程;2007年10期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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 魏燕彦;水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯[D];浙江大学;2005年
3 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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙小英,曹瑞军,范圣强;低体积收缩率光固化树脂的研究[J];西安交通大学学报;2002年07期
2 王志涛;孙韬;井丽磊;林竹;范云鹏;韩文礼;;无溶剂环氧涂层体积收缩率的研究[J];涂料工业;2011年02期
3 王梦寒;杨海;王彦丽;姚小兵;庄新如;;基于空调面板收缩优化的分段保压曲线研究[J];工程塑料应用;2012年09期
4 史忠进;王传洋;武锋;;带金属嵌件的塑料花键体积收缩率分析[J];模具工业;2012年11期
5 许建文;刘斌;;注塑件体积收缩率变化的数值模拟优化与预报[J];华侨大学学报(自然科学版);2010年03期
6 庞正智,林晓东;光固化涂层相对内应力与体积收缩率的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1995年04期
7 翟媛萍,章维一,侯丽雅;一种用于快速成型工艺的红光光敏树脂的性能研究[J];高分子学报;2003年06期
8 胡飞;尹文庆;;柿子干制体积与表面积收缩的数学模型[J];农机化研究;2006年11期
9 单志;李扬俊;郭建兵;秦舒浩;;基于二次开发的汽车饰件收缩均匀性表征及其优化[J];塑料工业;2010年03期
10 陈志;钱欣;金杨福;陈冰冰;高增梁;;HDPE厚壁制品收缩及缺陷形成分析[J];工程塑料应用;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王志涛;韩文礼;林竹;范云鹏;;无溶剂环氧涂层体积收缩率与内应力的研究[A];2011年石油和化学工业腐蚀与防护技术论文集[C];2011年
2 曹瑞军;;快速制造与光固化树脂[A];加入WTO后中国辐射固化行业的发展——全国辐射固化研讨会2002论文集[C];2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 史忠进;带金属嵌体的塑料花键体积收缩率优化及分析[D];苏州大学;2013年
2 孙骏;基于多目标粒子群算法的注塑工艺参数优化方法研究[D];华东理工大学;2013年
3 谢璇;紫外光光固化成形用混杂光敏树脂的研制[D];华中科技大学;2004年
4 张洪;阳离子及混杂光固化树脂体系研究与应用[D];华南理工大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026