紫外光固化树脂
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DOI：10.13550/j.jxhg.20200052.
《精细化工》, 2020, 37(7): 1379-1385, 1460.
紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂的制备与性能
于昕仪1,2，李小全1,2，黄振祝1，冯 超1，林树东1,2*，胡继文1,2*
（1. 中国科学院广州化学研究所 广东省电子有机聚合物材料重点实验室 中国科学院新型特种精细化学品工程实验室，广东 广州 510650；2. 中国科学院大学，北京 100049）
写作背景
具有环氧基团的预聚物在固化后交联度过高，易出现脆性较大、耐热性能不理想等问题。现阶段国内外的研究重点主要在两个方面：一方面利用有机硅分子链中的羟基、烷氧基等活性基团与环氧树脂中的环氧基和羟基形成嵌段共聚物；另一方面利用有机硅分子链中的硅氢键与含有环氧基团的α-烯烃反应得到环氧基有机硅分子等。但现有研究中，环氧树脂或α-烯烃的主链结构以芳香环或醚类为主，鲜有主链结构为脂肪链的环氧基α-烯烃改性有机硅的报道。
摘要：以1,2-环氧-9-癸烯和双侧氢封端的聚二甲基硅氧烷为反应物，在卡斯特催化剂〔铂(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷〕的催化下发生硅氢加成反应，成功制备了双端环氧基聚硅氧烷预聚物，并使用阳离子型光引发剂对其进行紫外光固化，制得紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂。对合成双端环氧基聚硅氧烷预聚物的反应条件进行优化。利用FTIR和1HNMR对所合成预聚物的结构进行了表征，采用热失重分析、差示扫描量热法、接触角、耐碱性、耐醇性、凝胶率、邵氏A硬度和断裂面微观形貌对固化膜的性能和形貌进行了测试与表征。结果表明：在反应温度为75 ℃、催化剂有效成分添加量为0.009‰（以双端含氢聚硅氧烷和1,2-环氧-9-癸烯的质量和为基准，下同）条件下，8 h时反应程度达93.95%；当使用光引发剂BL9380用量为3%（以预聚体质量为基准，下同）、固化时间为20 s时，制得的树脂表面自由能为18.4~18.8 mJ/m2，耐碱性、耐醇性良好，凝胶率为93.9%，邵氏A硬度为37，空气气氛下两个最大分解速率的对应温度分别为437.6和511.3 ℃，780 ℃下残炭率为13.9%，固化膜的综合性能较好。
结论
（1）采用1,2-环氧-9-癸烯和双端含氢聚硅氧烷进行反应，制备了双端环氧基聚硅氧烷预聚体，FTIR、1HNMR分析表明环氧基已被成功引入聚硅氧烷。
（2）双端环氧基聚硅氧烷预聚物的最佳制备条件为：反应温度75 ℃、卡斯特催化剂有效成分质量为0.009‰，反应时间8 h。在此条件下预聚物的反应程度为93.95%。
（3）采用阳离子型光引发剂BL9380对预聚体进行紫外光固化，当光引发剂质量为预聚物质量的3%、引发时间为20 s时，所得紫外光固化产物性能最佳，表面自由能为18.4~18.8 mJ/m2，耐碱性、耐醇性良好、韧性适中，融合了环氧基材料与聚硅氧烷材料的优势。
（4）适用于该双端环氧基聚硅氧烷预聚体系的光引发剂较少，今后可对该体系进行进一步改性，或对阳离子型光引发剂进行改性，提升体系相容性，从而提高紫外光固化树脂的性能。
图文导读
作者简介
第一作者：
于昕仪(1996-)，硕士研究生，从事环氧基有机硅材料的制备与研究
通讯作者：
林树东(1980-)，研究员，博士生导师，从事功能高分子制备、结构和性能研究
胡继文(1966-)，研究员，博士生导师，从事功能高分子制备、结构和性能研究
课题组简介
长期从事功能高分子、聚合物基复合材料和纳米材料的基础理论、制备、应用和产业化研究，主要在聚合物的制备与改性、聚合物纳米材料、聚合物功能薄膜、金属基聚合物复合材料、有机硅新材料、生物医用材料等新材料的基础理论、制备、应用和产业化研究
研究成果
完成了多项国家自然科学基金项目、广东省自然科学基金项目、国家重点科技攻关项目、广东省及广州重点科技攻关项目。在聚合物合成、聚合物结构与性能、聚合物组装、聚合物纳米结构化学、高分子纳米结构材料研究与开发方面取得了一定的成绩，先后在国内外学术刊物正式发表论文100多篇，取得了多项科研成果和多项授权专利，已成功产业化的项目“聚丙烯中空纤维膜和组件的研制”获广东省科技进步三等奖（2000年度），已成功产业化的项目“锂离子电池隔膜的制备技术”获广东省科技进步奖二等奖（2008年度），并取得了较好的经济和社会效益。
待转化项目
01
纳米银线柔性透明导电薄膜
02
UV固化有机硅离型剂
03
水性热敏胶
04
用于核电站或火电站锅炉除垢和防护的高分子分散剂
