【摘 要】
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雾化现象是一种常见的自然现象。玻璃或塑料等透明基材表面的起雾会影响其透光能力,导致人的视线模糊,给人们的日常生活带来一系列负面影响。此外,在医疗、汽车、食品、农业和航空等领域中雾化现象可能会导致严重的卫生、安全问题。在基材表面构造防雾涂层是一种简易、有效的防雾方法,其防雾机理是根据固体表面的特定形貌和特定化学组成,从而制备具有防雾性能的亲水性涂层。目前,虽然报道的防雾涂层的制备方法众多,但在实际应
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雾化现象是一种常见的自然现象。玻璃或塑料等透明基材表面的起雾会影响其透光能力,导致人的视线模糊,给人们的日常生活带来一系列负面影响。此外,在医疗、汽车、食品、农业和航空等领域中雾化现象可能会导致严重的卫生、安全问题。在基材表面构造防雾涂层是一种简易、有效的防雾方法,其防雾机理是根据固体表面的特定形貌和特定化学组成,从而制备具有防雾性能的亲水性涂层。目前,虽然报道的防雾涂层的制备方法众多,但在实际应用中却存在防雾性能差、耐久性差、不环保等缺点。因此,本文采用丙酮-预聚体法制备了溶剂量少甚至无溶剂、综合性能好的端羟基封端的水性聚氨酯乳液以及硅氧烷改性的端羟基封端的水性聚氨酯乳液,并以此为基础,制得了防雾性能良好、防雾持久、具有高透明度的防雾涂层。论文的主要研究内容如下:（1）本文以聚丙二醇,聚乙二醇,异佛尔酮二异氰酸酯,季戊四醇等为主要原料,采用丙酮-预聚体法合成端羟基水性聚氨酯（WPU-OH）乳液,通过添加硅溶胶、表面活性剂、固化剂等原料制得了WPU-OH防雾涂料,然后通过热固化使其在PC基板形成结合牢固的防雾涂层。本文详细探讨了涂料的性能及涂层的耐热性、耐水性、透明性、防雾性等性能。结果表明:结合反应型表面活性或非反应型表面活性剂的WPU-OH防雾涂料无色透明、稳定性好,所得防雾涂层透明、光滑、平整。涂层的水接触角WCA＜10°,趋近于超亲水性,且水滴可在极短时间内铺展完全。温和、较高温的防雾测试结果均表明涂层具有良好的防雾性能。重复性的测试结果表明,WPU-OH防雾涂层具有良好的防雾持久性。水浸泡处理后对样品进行的防雾测试与涂层表面形貌的测试结果表明,具有交联网状结构的涂层改善了表面活性剂易水洗、浸出问题,以及在提高涂层的表面亲水性同时保证了耐水性。此外,其它过相关表征测试结果表明涂层具有良好的透明度、耐热性、耐水性等性能。（2）本文将3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷偶联剂（IPTES）接入到端羟基水性聚氨酯的分子结构中,合成了硅氧烷改性的端羟基水性聚氨酯（WPU-OH-I）乳液,通过添加硅溶胶、固化剂等原料制得了外观透明、稳定性好的WPU-OH-I防雾涂料。研究结果表明,WPU-OH-I固化后形成的防雾涂层具有良好的亲水性,水滴在涂层上瞬间铺展,这得益于接枝聚合物末端的硅烷偶联剂的灵活性,通过低表面能的Si-O-Si链段将未参与缩合反应的-OH携带至涂层表面。不同固化剂对涂层结构与性能有着显著的影响,添加封闭型异氰酸酯固化剂XP 2706制得的涂层平整、致密、连续,WCA=10.58°,而添加氨基树脂固化剂CY 303的涂层由连续且较致密的乳头状颗粒排布堆积而成,WCA=6.99°。防雾测试结果表明,本实验所制备的涂层均具有良好的防雾性能和防雾持久性,且涂层的亲水防雾性与涂层本身化学性质及涂层结构密切相关。所得涂层还具有良好的透明度、附着力、耐热性等性能。
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