7、B-UPR和UPR硬度、耐堿性、固化體積收縮率的比較
兩種樹脂中分別加入1%安息香乙醚,在玻璃片上涂敷,然后經(jīng)紫外光照射1h。固化后樹脂的硬度分別為:UPR2H鉛筆硬度,B-UPR4H鉛筆硬度。且B-UPR的膜對玻璃片的粘結(jié)力也明顯好于UPR。將固化后的樹脂樣品放入煮沸的10%NaOH水溶液中浸泡,結(jié)果如表2。
不飽和聚酯樹脂經(jīng)過環(huán)氧樹脂改性,分子量由原來的1100左右提高到2650左右,使樹脂的硬度顯著提高。并且,由于在聚酯段中存在著環(huán)氧樹脂,環(huán)氧樹脂鏈上存在羥基,使樹脂具有極性,并促進其對極性或金屬底基表面的粘合。所以,固化后的樹脂兼具不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂的特性。
UPR的耐堿性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。酯鍵的密度和類型、端羧基的量及交聯(lián)度等因素決定了樹脂的耐堿性。按UP-PER-UP結(jié)構(gòu)計算,B-UPR的酯鍵密度比UPR減少了17%左右。按酸值計,端羧基的個數(shù)減少了70%~80%,所以耐堿性得以顯著提高。此外,結(jié)合表1可以看出,隨光照時間的長短和引發(fā)劑的量的多少,其耐堿性也有區(qū)別。
通用UPR一般固化時體積收縮率為7%~10%,不易得光滑平整的膜。由于光固化速度非???,而且光固化僅限于一定厚度的涂覆表面,樹脂在非??斓墓袒^程和直徑非常小的管子中流動性受限,不易測出其準確的固化收縮率。所以本實驗采用過氧化物引發(fā)雙鍵交聯(lián),測其固化體積收縮率。其變化趨勢應(yīng)與光固化法相似。旨在對兩種樹脂加以比較,以解釋B-UPR光固化膜較為平整的原因。測得的結(jié)果顯示UPR固化時的體積收縮率為7%,而B-UPR僅為0.8%。這是由于B-UPR中引入了環(huán)氧樹脂,分子量變大,雙鍵密度減少,限制了樹脂的體積收縮。所以B-UPR能在很大程度上克服不飽和聚酯樹脂固化收縮率大的缺陷。
8、UPR的紅外圖譜分析
圖1是B2UPR在不同光照時間的紅外光譜圖。1647cm-1是直鏈雙鍵的特征吸收,光照2min時就迅速減小,在15min以后基本上不再變化。1380cm-1是羧基的特征峰,說明存在少量的羧基。830cm-1譜帶是環(huán)氧樹脂段上對位取代苯環(huán)上兩個相鄰氫原子的面外彎曲振動吸收。916cm-1是苯乙烯的雙鍵的特征吸收,在光照的最初過程中,此峰迅速減少。
9、樹脂的熱分析
圖2和圖3分別是光固化的UPR和B2UPR的熱重差熱圖譜。安息香乙醚加量為1%,光照時間1h。曲線a、b是熱失重(TG)曲線和微分熱失重(DTG)曲線,B-UPR的總熱失重為86.7wt%,低于UPR(93.5wt%)。并且B-UPR熱失重的起始溫度為180℃,提高了30℃(UPR的起始溫度為150℃)。B-UPR的DTG有一個峰出現(xiàn)在374℃,而UPR出現(xiàn)兩個峰,分別在240℃和372℃左右。由此可見,UP/PER嵌段共聚樹脂的熱穩(wěn)定性好于純的UPR。
曲線3是差熱曲線,兩者在310℃都出現(xiàn)一放熱峰,是未完全固化的樹脂進一步反應(yīng)放出的熱量。364℃出現(xiàn)的吸熱峰為樣品的裂解峰。
綜上所述,選用適當配比的不飽和聚酯,與環(huán)氧樹脂反應(yīng)得到的感光樹脂,其光固化膜的耐堿性大大提高,表面硬度由2H提高到4H。固化體積收縮率由7%下降到0.8%,對底材的附著力明顯增加,且熱失重率降低了6.8%。擴展了它在許多方面的用途。