新型水性反应型受阻胺光聚合动力学及其原位光稳定化研究

摘要

本文合成了两种反应型受阻胺4-丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶(AATP)和4-甲基丙烯酰氨基-2,2,6,6-甲基哌啶(MATP),用FTIR、1H-NMR和元素分析对其结构和组成进行了综合表征。
　　以AATP为聚合单体,利用光-DSC技术研究了AATP熔融本体光聚合反应动力学。结果表明:AATP光聚合的诱导时间随引发剂浓度和辐照光强的增加而缩短,光聚合速率随温度的升高而减小;在聚合初期,AATP光聚合速率分别与引发剂浓度和辐照光强的平方根呈较好的线性增长关系。并用稳态和非稳态相结合的光-DSC方法测定了AATP光聚合过程的动力学参数:链增长速率常数kp=2.22-7.96×102L/mol×s、链终止速率常数kt=0.08-2.67×104L/mol×s、表观活化能/2)(tEp-E=-7.70--13.36kJ/mol、指前因子0.5Ap/At=0.076-0.333(mol/L×s)0.5,kp和kt在聚合初期均随单体转化率的提高而增大,但kt增加的幅度远要大于kp。
　　以丙烯酸甲酯(M1)和4-丙烯酰氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶(M2,简称AATP)溶液光共聚合体系为研究对象,采用1H-NMR手段测定了MA/AATP共聚物的组成,用Mayo-Lewis积分法计算的竞聚率为0.950.92　　以两种r-HALS作芳香族聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂料光稳定剂,研究了在r-HALS存在下,芳香PUA涂层紫外光固化和光老化行为。结果发现:气氛对PUA光固化过程有重要影响,在氮气中光固化时,含r-HALS的芳香族PUA光固化转化率与不含r-HALS的一致;而在空气中光固化时,含r-HALS的PUA光固化转化率比不含r-HALS的明显要低。随着r-HALS质量分数从0.0wt%增加到5.0wt%,PUA涂料在空气中光固化转化率下降,但在r-HALS含量不超过2.0wt%时,这种影响可以忽略。在PUA涂层光老化过程中,含两种r-HALS质量分数1.0wt%的PUA涂层黄度指数比空白样和含1.0wt%Tinuvin770(一种商售HALS)的PUA涂层要低,并且含1.0wt%r-HALS涂层的黄度指数(Yellowness Index,YI)随着辐照时间的增加而上升较慢,在PUA涂层人工加速光老化长达3500h后,仍能保持较低的黄度指数(YI<7.0%)。

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第一章 受阻胺及氮氧自由基的研究进展

1.1 受阻胺光稳定剂的研究进展

1.2 氮氧自由基调控的活性聚合

1.3 TEMPO调控下“活性”自由基光聚合的探索

1.4 本论文的目的、意义和思路

参考文献

第二章 反应型受阻胺的合成与表征

2.1 前言

2.2 原料、试剂和仪器2.2.1 原料和试剂

2.3 AATP和MATP的合成方法

2.4 AATP和MATP的综合表征

2.5 结果与讨论

2.6 本章小结

参考文献

第三章 AATP熔融光聚合动力学研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

参考文献

第四章 AATP/MA溶液光共聚合研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 结论

参考文献

第五章 芳香族聚氨酯丙烯酸酯光固化涂层的原位光稳定化研究

5.1 前言

5.2 实验5.2.1 原料

5.3 结果与讨论

5.4 结论

参考文献

附录：在读期间发表和已完成的论文

致谢语