UV固化丙烯酰氧基改性透明硅樹脂的制備、性能及其在3D打印中的應(yīng)用.pdf

1、紫外光固化技術(shù)是21世紀(jì)的綠色新興工業(yè)技術(shù)，具有高效、適應(yīng)性廣、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)境友好等特點(diǎn)。3D打印具有精度高、周期短、材料多樣性、成本相對(duì)較低、可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化等特點(diǎn)。有機(jī)硅材料的基本單元結(jié)構(gòu)是 Si-O-Si，硅原子與其它有機(jī)結(jié)構(gòu)相連構(gòu)成側(cè)鏈，這種主鏈為“有機(jī)基團(tuán)”、側(cè)鏈為“無機(jī)基團(tuán)”的特殊結(jié)構(gòu)，使有機(jī)硅產(chǎn)品兼具有機(jī)及無機(jī)的特點(diǎn)：耐高低溫、耐老化、耐候、低表面能張力、耐腐蝕等生理惰性。為了綜合有機(jī)硅產(chǎn)品和光固化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)和合成

2、了系列丙烯酰氧基改性有機(jī)硅樹脂，系統(tǒng)探究了其構(gòu)-效關(guān)系，研究了它們?cè)谧贤夤夤袒械囊?guī)律，并嘗試將這類有機(jī)硅樹脂用于3D打印。
　　首先，遴選甲基三甲氧基硅烷（MeSi(OMe)3）與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、二甲基二乙氧基硅烷（Me2Si(OEt)2,）、六甲基二硅氧烷（MM）為原料，合成了系列較高透光率的丙烯酰氧基改性有機(jī)硅樹脂，研究了反應(yīng)條件和制備工藝對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律，并用所得丙烯酰氧基改性硅

3、樹脂為基體，以2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）為紫外光引發(fā)劑，系統(tǒng)研究了所得丙烯酰氧基改性硅樹脂用365nm紫外光固化的規(guī)律，研究了所得固化物結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。研究結(jié)果表明，當(dāng)硅樹脂R/Si=1.4，光引發(fā)劑用量為硅樹脂10 wt%，紫外光固化時(shí)間30s時(shí)，所得硅樹脂可完全固化，且透光率>95%，熱穩(wěn)定好，鉛筆硬度高達(dá)5H。選用R/Si=1.4的丙烯酰氧基改性硅樹脂進(jìn)行3D打印，可打印出透明性較好的制品，其吸水率僅為0.

4、21%，線性膨脹系數(shù)為5.27×10-4 m/k。
　　隨后，用聚乙醇（PEG）和異氰酸丙基三乙氧基(IPTS)反應(yīng)獲得帶聚氨酯大分子鏈的三乙氧基硅烷，并以此為原料，與MeSi(OMe)3、KH-570、Me2Si(OEt)2、MM通過共水解-縮合反應(yīng)，獲得聚氨酯改性的丙烯酰氧基改性硅樹脂，探討了帶聚氨酯大分子鏈的三乙氧基硅烷用量對(duì)所得產(chǎn)物性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，用365nm紫外光固化R/Si=1.4的硅樹脂，當(dāng)帶聚氨酯大分子鏈

5、的三乙氧基硅烷用量為3wt%時(shí)，UV固化物的熱穩(wěn)定性能提高了，透光率較高，且鉛筆硬度達(dá)到了6H。
　　最后，以苯基三甲氧基硅烷為原料，以碳酸鉀（K2CO3）為催化劑，在室溫下合成了羥基封端的苯基梯形聚倍半硅氧烷。將所得羥基封端苯基梯形聚倍半硅氧烷與 MeSi(OMe)3、KH-570、Me2Si(OEt)2、MM通過共水解-縮合反應(yīng)，獲得含苯基梯形聚倍半硅氧烷鏈段的嵌段丙烯酰氧基改性硅樹脂，研究了不同苯基梯形聚倍半硅氧烷用量對(duì)產(chǎn)物