惯性约束核聚变（ICF）靶用紫外光固化胶粘剂研制

摘要

该课题研究了丙烯酸酯类UV固化胶粘剂及杂化改性耐高低温UV固化胶粘剂,研究的主要内容及结论如下:(1)采用酯化反应合成了环氧丙烯酸酯树脂,并通过化学滴定讨论了催化剂和反应时间对反应体系残留酸值率和残留环氧值率的影响,结果表明使用苄基三乙基氯化铵作为催化剂主体具有较高的催化效率,能够明显缩短反应时间.(2)使用溶胶-凝胶法合成了有机/无机杂化树脂,红外光谱数据表明合成的杂化树脂保留了光敏活性基团,能够通过紫外光固化.热重分析表明经过杂化改性的有机树脂比未经改性的有机树脂具有更好的热稳定性.(3)由丙烯酸酯类树脂制备了UV固化胶粘剂,研究了胶粘剂的拉伸剪切强度.研究中发现偶联剂对胶粘剂的粘接强度影响很大,加入6％左右的偶联剂能将胶粘剂拉伸剪切强度提高约30％~74％.研究中发现,偶联剂的加入方式对胶粘剂也有影响,当将偶联剂以化学键连接到光敏树脂主链时得到的UV固化胶粘剂比直接将偶联剂加入到交联剂体系中具有更高的拉伸剪切强度和耐水煮性.(4)通过溶胶-凝胶法制备的有机/无机杂化UV固化胶粘剂大幅度提高了胶粘剂的热稳定性,实验结果表明,杂化胶粘剂在高低温下具有较高的剪切强度,在-190~350℃的温度范围内,胶粘剂的拉伸剪切强度在10MPa以上,并且该类胶粘剂具有更好的耐溶剂性能;研究发现当水解度适中(4~6)时,胶粘剂剪切强度为10.27~10.34MPa;紫外-可见分光光度计测试结果表明,杂化胶粘剂具有较高的光学透明性,在400nm~1000nm频段内透光率大于98％,满足光学胶粘剂透光率大于90％的要求.(5)以Beer-Lambert定律为基础,推导了胶粘剂固化过程中辐照光强、辐照时间、辐照剂量及引发剂浓度对自由基聚合引发速率的影响,通过实验研究了这些参数对胶粘剂拉伸剪切强度的影响,发现使用较高的辐照光强、低的引发剂浓度和较短的固化时间可以提高胶粘剂拉伸剪切强度.(6)该课题制备的杂化UV固化胶粘剂固化时的体积收缩低于4％,与普通杂化材料固化时高达75％的体积收缩相比具有明显的优势,该课题研究的固化方式及处理工艺可为制备低收缩UV固化杂化材料提供一定的参考意义.该课题研制的杂化胶粘剂具有较好的热稳定性及高的拉伸剪切强度,基本能满足ICF靶球封口胶粘剂的要求.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1研究背景

2 UV固化技术及UV固化胶粘剂的发展

2.1 UV固化的研究、应用、现状及前景

2.2 UV固化技术类型及其胶粘剂

2.3自由基型UV固化胶粘剂的基体树脂

2.4溶胶-凝胶化学与有机/无机杂化聚合物材料

3.研究内容和方法

3.1设计思想

3.2研究内容及重点

4课题的创新性及成果

第二章光敏树脂的合成与表征

1.试验部分

1.1验试剂及仪器

1.2分析与测试

1.3有机光敏树脂的合成

1.4杂化光敏树脂的合成

2结果与讨论

2.1催化剂对环氧丙烯酸酯合成的影响

2.2杂化光敏树脂的红外光谱表征

2.3环氧丙烯酸酯及其杂化树脂固化物的热分析

2.4丙烯酸酯/SiO2(PA-H)杂化光敏树脂的FTIR表征

3.小结

第三章ICF靶装配用UV固化胶粘剂的制备及性能研究

1.试验部分

1.1验试剂及仪器

1.2分析与测试

1.3 ICF靶装配用UV固化胶粘剂的制备

2.结果与讨论

2.1不同活性稀释剂所制备的胶粘剂的体积收缩

2.2 UV固化环氧丙烯酸酯胶粘剂的性能

2.3纳米SiO2填料对UV固化环氧丙烯酸酯胶粘剂性能影响的研究

2.4 UV固化丙烯酸酯树脂胶粘剂的性能研究

2.5纳米SiO2填料对UV固化PA胶粘剂性能影响的研究

3.小结

第四章ICF靶球封口用UV固化胶粘剂的制备及性能研究

1.实验部分

1.1验试剂及仪器

1.2分析与测试

1.3 UV杂化胶粘剂的制备

2结果与讨论

2.1 ERA-H2为基体树脂的UV固化杂化胶粘剂的性能研究

2.2丙烯酸酯/SiO2(PA-H)杂化胶粘剂的性能研究

2.3杂化胶粘剂耐溶解性能研究

2.4杂化胶粘剂的体积收缩研究

3.小结

第五章固化参数对胶粘剂性能的影响

1.实验部分

1.1实验试剂及仪器

1.2分析与测试

1.3胶粘剂制备

2.结果与讨论

2.1紫外光对光引发自由基引发聚合的影响

2.2 I·t不变时胶粘剂剪切强度的变化

2.2.辐照剂量对UV固化胶粘剂拉伸剪切强度的影响

2.3.I·c对胶粘剂拉伸剪切强度的影响

3.小结

第六章结论与展望

1结论

2展望

参考文献

致谢

个人简历