防伪用模压全息记录材料的改性、结构与性能

摘要

激光全息技术作为主要的防伪技术，在打击假冒伪劣行为方面发挥了重要作用。然而激光全息记录材料差的耐磨性和耐热性限制了其在国家证照、外交护照、货币、金融证卡等高端防伪领域中的应用。本论文对工业用模压全息记录材料聚丙烯酸酯Doresco AC341-2(PAE)进行复合、共混改性，以提高全息记录材料耐热性、耐磨性、模压和烫印性能。主要研究内容和结果如下：
　　(1)采用物理共混法和原位溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅改性PAE复合涂料。与物理共混法相比，原位溶胶-凝胶法生成的二氧化硅粒子尺寸在纳米尺度。当纳米二氧化硅含量高达25 wt％时，PAE/纳米二氧化硅复合涂层仍表现出优异的透明性，其透光率与纯PAE薄膜的透光率相接近，均在85%以上；PAE/纳米二氧化硅复合涂层的光泽度均高于60Gs，且随纳米二氧化硅含量的增加呈提高的趋势；而涂层的硬度和光泽度残留量随着纳米二氧化硅含量的增加先增大后减小，当纳米二氧化硅的含量为10 wt%时，PAE/纳米二氧化硅复合涂层的硬度最高，耐磨性最优。
　　(2)通过原位溶胶-凝胶法制备了PAE/纳米二氧化钛复合涂料，二氧化钛以无定形结构均匀分散在PAE中。其涂层的透光率与原位溶胶-凝胶法制备的PAE/纳米二氧化硅复合涂层相当。PAE/纳米二氧化钛复合涂层的玻璃化温度随纳米二氧化钛的含量增加而提高，当纳米二氧化钛的含量为20 wt%时，复合涂层的玻璃化温度达到118℃，提高了涂层的耐热性。在PAE中引入纳米二氧化钛，一定程度上提高了PAE/纳米二氧化钛复合涂层的光泽度。由于纳米二氧化钛的高折射率，PAE/纳米二氧化钛涂层的光泽度明显高于PAE/纳米二氧化硅复合涂层；制得的光栅衍射效率均在1.5以上，明显高于基于PAE/纳米二氧化硅复合涂层所制备的光栅。
　　(3)通过物理共混方法，制备了分散均匀的PAE/八丁基倍半硅氧烷(OBPOSS)复合涂料。该复合涂料表现出牛顿流体行为，其粘度随OBPOSS含量的增加而下降。而PAE/OBPOSS复合涂层的玻璃化温度随着OBPOSS含量的增加而提高。添加OBPOSS对PAE涂层的透光率影响很小，即使OBPOSS含量达25wt%，复合涂层的透光率也与纯PAE涂层相当。PAE/OBPOSS复合涂层表现出高光泽度，且其随OBPOSS含量的增加基本不变。OBPOS提高了PAE涂层的韧性，改善了PAE/OBPOSS复合涂层的模压性能。当OBPOSS含量为10wt%时，PAE/OBPOSS复合涂层表现出最佳的综合性能。
　　(4)通过物理共混方法，利用2~3μm的聚四氟乙烯(PTFE)微粉，制备了PAE/PTFE共混涂料。PTFE微粉的加入提高了PAE/PTFE共混涂料的粘度。当加入1.0-1.5 wt%的PTFE微粉后，PAE/PTFE共混涂层无流挂、发花等缺陷，表面质量优异。PTFE微粉的加入使PAE/PTFE共混涂层的光泽度和韧性有下降的趋势。当加入1.0-1.5 wt%的PTFE微粉后，PAE/PTFE共混涂层的光泽度仍高达100Gs，涂膜光滑，有质感，能满足全息记录材料光泽度的要求；由于PAE/PTFE共混涂层表面张力的减小和韧性的适度降低，PAE/PTFE共混涂层的模压性能和全息图像的烫印性能最优。

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1绪论

1.1全息防伪技术概述

1.2激光全息防伪产品的发展

1.3全息记录材料

1.4聚丙烯酸酯的改性方法

1.5论文的研究意义和主要内容

2纳米二氧化硅改性聚丙烯酸酯激光全息记录材料

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

3纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯激光全息记录材料

3.1 前言

3.2 合成与表征

3.3 结果与讨论

3.4 小结

4多面体低聚倍半硅氧烷改性聚丙烯酸酯激光全息记录材料

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

5聚四氟乙烯微粉改性聚丙烯酸酯激光全息记录材料

5.1 前言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 小结

6结论与展望

致谢

参考文献

附录攻读学位期间发表的论文与专利目录