有机玻璃表面增强增透的研究.pdf

第47卷 第3期 厦门大学学报(自然科学版) Vol.47 No.3 2008年 5月 JournalofXiamenUniversity(Naturalscience) May2008 有机玻璃表面增强增透的研究 张 超，林金平，陈建岁，林国良 ‘ (厦门大学材料学院，福建厦门3610o5) 摘要:采用溶胶一凝胶体系制备光学塑料(有机玻璃:PMMA)表面增强的有机硅树脂涂层，制得51一。一51刚性交联网 络涂层，具有良好的耐磨性及附着力，其表面平整、光滑，同时对PMMA基板的透光性具有明显的改善.并通过红外吸收 光谱(FT户IR)，紫外分光光度计(Uv-vis)等手段，对涂层固化过程及各项性能进行表征. 关键词:溶胶一凝胶;有机硅树脂;有机玻璃;表面增强;透光性 中图分类号:TQo21 文献标识码:A 一 文章编号:0435一0479(2005)03一0579一04 光学塑料具有质轻，耐冲击，易于加工成型等特 (DMDMOS，AR);甲基三乙氧基硅烷(MTMS，AR)’; 点，作为光学材料的重要分支正日益蓬勃的发展起 y--缩水甘油醚氧丙基三甲_氧基硅烷(y-GPTMS，AR); 来[1j.然而，与光学玻璃相比，光学塑料表面硬度低，耐 浓盐酸 (AR);大孔树脂;无水乙醇(AR);异丙醇 磨性、耐刮伤性及耐溶剂性差，在使用过程中常因表面 (AR). 易于擦伤或环境腐蚀形成的斑点而导致光学性能的下 1.2 仪器和设备 降，从而严重制约了光学塑料在高性能光学器件上的 红外光谱仪(FT一IR，NicoletAVATAR36o);紫 应用图.而通过对光学塑料进行表面增强处理可以在 外分光光度计(UNICAMUV-300);铅笔硬度法(GB/ 保证良好透光性的前提下，对光学塑料表面起到很好 T6739一1996). 的保护作用，改善表面的机械性能，提高其使用寿命， 1.3 溶胶制备 对扩大光学塑料在不同领域的应用有很大帮助. 将正硅酸乙酷用一定配比的乙醇及异丙醇混合溶 国外从60年代起就已经开始致力于光学塑料表 剂稀释，在酸性(稀盐酸或大孔树脂)催化条件下反映 面的有机硅耐磨涂层研究，相比之下国内的研究起步 一段时间后，加人甲基三乙氧基硅烷继续水解、预缩 较晚，性能优良的产品较少.与国外同类产品相比，国 聚，控制体系pH值4~5之间，接着滴加二甲基二甲 内的增硬涂层或是耐磨性能较差，或是储存稳定性较 氧基硅烷(DMDMOS)及补缩水甘油醚氧丙基三甲氧 差(一般不超过3个月至半年即有颗粒析出)，目前国 基硅烷(笋GPTMS)于三颈瓶内，以无水乙醇、异丙醇 内所用的高性能有机硅增硬涂层主要依靠进口. 为溶剂，在设定温度下充分搅拌使其混合均匀，陈化过 本文旨在尝试采用不同的酸性催化体系，在保证 滤，制得溶胶. 涂层高表面硬度及良好透光性的前提下，利用二烷氧 1.4 涂层的制备及固化 基硅烷增强涂层的韧性并提高溶胶产品的存储稳定 将有机玻璃板依次经过铬酸试剂浸泡，蒸馏水冲 性.接着在最常见的光学塑料— 有机玻璃(PMMA) 表面制得有机硅树脂涂层，对其涂层形貌、结构进行观 察分析，结果表明该涂层与基材具有良好的粘附性，涂 层表面光泽好，有效提高了有机玻璃的表面强度，改善 其耐刮伤性及透光性能. 1 实验部分 1.1实验原料 正硅酸乙醋(TEOS，AR);二甲基二甲氧基硅烷 图1 自制提拉法涂覆装置 收稿日期:2007一08一21 .通讯作者:dgllin@ Fig.IDeviceforcoati昭 万方数据 厦门大学学报(自然科学版)