紫外光固化纳米复合材料
纳米材料是指在三文空间中至少有一文处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。有机/无机纳米复合材料的主要特征是复合体系中的一个或多个组分至少有一文以纳米尺寸(100nm)均匀地分散在另一组分的基体中，从而得到所谓的纳米复合材料伽anocomPosites)，又称为混杂材料或杂化材料(HybridMaterials)。由于有机/无机纳米复合材料结构中存在超细的纳米相畴尺寸，纳米粒子比表面积大，表面能高，故其性能比相应的宏观或微米级复合材料(例如传统的无机填料填充改性聚合物)有非常显著的提高，甚至出现质的飞跃，表现出全新的性能或功能，例如高强度、高模量、高韧性、高耐热性、高透明性、高导电性、对油类和气体的高阻隔性、减少材料的收缩和翘曲等，有些还在磁性、光学性质、电磁波吸收、化学活性等方面呈现多种多样的优异特性，而且所有这些优点都是在不明显提高混合料密度的条件下得到的。紫外光固化纳米复合材料是一种集紫外光固化绿色技术与新兴的纳米技术为一体从而赋予材料某种新性能或者对其某种性能有明显提高而得到的材料。原文请+QQ3249'114辣.文^论,文~网
1.3.1紫外光固化纳米复合涂层的制备方法
与热固化纳米复合涂层的研究相比，紫外光固化纳米复合材料的发展较慢，所以其一些主要的制备方法都是从热固化纳米复合涂层的制备中借鉴过来的。其制备方法大致可分为3种：共混法是将已合成出的纳米粒子通过各种方式与有机聚合物混合。典型的共
混方式有以下四种:(l)溶液共混，(2)乳液共混，(3)熔融共混，(4)机械共混。该法的优点是制备纳米粒子与材料的合成分别进行，可控制纳米粒子的形态、尺寸。不足之处在于纳米粒子易团聚，粒子在体系中的均匀分散比较困难。因此该法的关键是在共混前要对纳米粒子的表面进行处理，或在共混时加入分散剂，并进行超声波或进行球磨等分散处理。考虑到UV光固化体系的高粘度，溶液共混法和机械共混法在制备UV光固化纳米复合材料中运用较多。层间插入法是指具有层状结构的纳米尺寸的粘土、硅酸盐矿物等，经过某些有机化处理后，在其层间插入单体或聚合物，并同时发生插入化学反应使其一层一层分散在聚合物内而制成纳米复合材料的方法。根据插层形式的不同又可分为单体插层聚合、溶液插层、熔体插层等。层间插入法原料来源丰富，工艺较简单，成本较低，易于工业化应用，在诸多制备方法中具有明显的优势。这种方法常被用来制备紫外光固化聚合物/硅酸盐纳米复合涂层，值得强调的一点是目前关于UV光固化纳米复合涂层的研究大多集中于此。 毕业论文
http://www.751com.cn/ 溶胶-凝胶法不仅是纳米粒子的一种制造方法，而且被更广泛地用作纳米复合材料的制备。大致有以下两种情况:(1)把前驱物溶解在预形成的聚合物溶液中，在酸、碱或某些盐的催化作用下，让前驱化合物水解，形成半互穿网络。(2) 把前驱物和单体溶解在溶剂中，让水解和单体聚合同时进行，这一方法可使一些完全不溶的聚合物靠原位生成而均匀地嵌入无机网络中。该法的特点是可在温和的条件下进行，两相分散均匀。控制反应条件和有机、无机组分的比例，合成材料可以从无机成分改性的聚合物到少量有机成分改性的无机成分材料;选择适宜的聚合物作用为有机相，材料性能可从弹性体直至高模量塑料等。该法目前存在的最大问题在于凝胶干燥过程中，由于溶剂、小分子、水的挥发可能导致材料收缩脆裂。另外，在前驱物水解过程中起作用的酸、碱、溶剂还可能对UV光固化过程产生影响。其它一些复合材料制备技术如模板法和分子复合法未见用来制备紫外光固化纳米复合材料。
由于纳米材料的表面活性相当高，如何将其分散到涂料基体中，是纳米材料在涂料中应用的主要技术关键。纳米材料的表面处理、添加方式、分散设备的选择等，直接影响到纳米材料在涂料中的分散状态。对紫外光固化纳米复合涂层的制备更是如此，因为紫外光固化体系的粘度往往较高，所以在上述三种制备方法的基础上通常配合以下两种分散方式进行UV固化纳米复合涂层的制备。目前主要有以下2种分散方式。
(l)化学分散是通过对纳米材料进行分子设计，使其具有以下2个特性，一个为表面疏水性，利用有机或无机化合物对纳米材料进行表面包覆处理，使处理后的纳米材料具有疏水性，这就是化学改性分散。另一个为表面两亲性，选用的处理剂分子具有2个以上的官能基团，除一个与纳米材料反应外，另外的既有亲水性，又有疏水性，经处理的纳米材料具有两亲性，这就是分散剂分散。
(2)物理分散包括常规意义上的机械分散和超声分散。所谓机械分散就是在强剪切力作用下使纳米材料在涂料基体中分散，主要包括研磨分散、球磨分散、砂磨分散以及高速搅拌等。而超声分散是利用超声空化时产生的局部高温、高压或者强冲击波和微射流等作用，大幅地弱化纳米粒子间的纳米作用能，有效地防止纳米粒子团聚而使之充分分散的一种技术。
1.3.2紫外光固化纳米复合涂层的制备研究现状
按照复合的无机相的类型可以将纳米复合材料简单的分为:天然层状矿物紫外光固化纳米复合材料和合成无机相紫外光固化纳米复合材料两类。对天然硅酸盐紫外光固化纳米复合材料而言，可用于制备这类复合材料的层状硅酸盐有蒙脱石、贝得石、汉克脱石、皂石、高岭石、蛙石和累脱石等，但研究得较多的是蒙脱石。目前最常用的膨润土就是一类典型的层状硅酸盐矿物，蒙脱石是膨润土的主要成分。Uhl等首先用离子交换法制备了表面改性的粘土(蒙脱石)，而后将其引入到丙烯酸聚氨醋中，光固化后得到的一种热学性能和机械性能都有很大提高的涂层。同时，该小组还制备了一种含有商业化的表面经过有机改性的蒙脱土的聚合物复合薄膜。Decker在这方面也做了大量的工作中:(l)通过对层状硅酸盐进行表面亲油预处理使得含有光引发剂的丙烯酸树脂渗入到硅酸盐的层间，而后将其进行紫外光固化成功制得纳米复合涂层。(2)以环氧、乙烯醚和丙烯酸系列树脂为有机相，表面经过改性的粘土为无机相，在紫外光照射下制备纳米复合涂层。
王慧敏等采用十八烷基胺蒙脱土和环氧树脂进行浸润插层，与丙烯酸反应，合成了环氧丙烯酸酯蒙脱土预聚体，光固化反应制备了一种收缩率低的涂膜。
侣庆法采用原位聚合方法合成了可紫外光固化的插层型聚氨酯丙烯酸醋/蒙脱土复合材料，通过紫外光固化后制备了聚氨酯丙烯酸酷/蒙脱土纳米复合材料。而对于合成无机相紫外光固化纳米复合材料，最常用的无机相材料为TIO:、S102、A12O3等等。其中对S1O2和TiO2作为无机相的纳米复合材料的研究最多等详细的综述了紫外光固化技术及紫外光固化材料的发展概况，并于1996年提出将表面功能化的纳米二氧化硅粒子应用于紫外光固化材料的设想，但是直到近年来才有一些相关的研究有见报道。
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