丙烯酸酯的光聚合工艺研究及在光固化PCB保护涂料中的应用

摘要

紫外光聚合丙烯酸酯的聚合速率非常快，活性游离基的产生不受温度影响，并且可以通过光强来控制聚合反应速率和转化率。室温条件下，单体在短短的几分钟甚至几十秒就能完成光聚合反应而热聚合却需要在一定温度条件下反应三小时以上，且难以控制转化率。本研究针对上述问题研究了聚合工艺条件对丙烯酸酯类单体的光聚合过程的影响，并提出了一种紫外光聚合法合成光固化丙烯酸酯PCB保护涂料的方法。研究内容主要包括两个方面： 首先研究不同工艺条件对常用丙烯酸酯单体光聚合过程的影响。考察了单体种类、光引发剂用量、光源强度、侧基长度等对单体光聚合转化速率和聚合物分子量及其分布的影响。结果表明：在所设的聚合反应条件下，丙烯酸酯类单体光聚合反应250s达到的最终转化率为85%左右，甲基丙烯酸酯类单体光聚合反应450s达到的最终转化率仅有15%左右；将光引发剂浓度从0.2%增加到1%时，单体光聚合速率和最终转化率均增加，超过1%后，单体光聚合速率和最终转化率保持不变，并且Mn值保持在31000左右；同热聚合相比，光聚合得到的聚合物分子量比较小，相同条件下光聚合的到得Mn和PDI值分别为44340、2.66，热聚合得到的聚合物Mn和PDI值分别为101620和3.43。 然后，在对工艺研究的基础上，采用可控光聚合法合成具有一定反应程度的丙烯酸酯预聚物，向预聚物中加入交联单体和复合光引发剂及助剂，混配制得光固化PCB板保护涂料。综合考察了单体、复合光引发剂、交联剂对涂料的固化时间、铅笔硬度、附着力、耐水性、耐盐雾性等性能的影响。采用红外光谱、同步热分析仪对其结构性能进行了测试与表征。

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