室温本征自修复防雾涂层的制备及应用研究

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近年来,聚合物防雾涂层由于能够有效阻止雾的形成同时保持基底材料原始的透明度以及在镜片、挡风玻璃、医疗设备等领域的应用,尤其是在透明的光学电子仪器等方面的广泛应用而受到关注和研究。然而,在实际应用中,大多数聚合物防雾涂层在使用过程中易受到刮擦和其他机械性损伤损害了防雾性能和透明度。在此,本文我们通过向聚合物基体中植入大量超分子键(离子-偶极相互作用),制备出了具有室温本征自修复的HSIL防雾涂层。本文的主要研究内容可分为两个部分:第一部分,以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1,3-丙磺酸内酯为原料合成两性离子单体SBMA,以制备的SBMA为亲水性单体与作为疏水性单体的甲基丙烯酸六氟丁酯HFBM通过偶氮二异丁基AIBN自由基共聚反应合成出嵌段共聚物P(HFBM-co-SBMA),加入1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐离子液体(EMI-TFSI)制备出自修复材料HSIL。利用核磁共振仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、差式扫描量热仪、热重分析仪、万能试验拉伸机、动态热机械分析仪对自修复材料的结构成分、热稳定性、微观形貌、机械性能以及自修复性能进行表征。结果表明,EMI-TFSI在P(HFBM-co-SBMA)聚合物网络中分散均匀,随着EMI-TFSI含量的增加,改善了材料的机械性能,降低了Tg值。自修复材料HSIL中P(HFBM-co-SBMA)中电负性较高的F原子与EMI-TFSI的咪唑阳离子(EMI+)之间形成离子-偶极相互作用,此外其Tg值低于室温,因此,HSIL具有出色的室温本征自修复能力。第二部分,将HSIL溶解于DMF中,滴涂到玻璃基板上制备出自修复防雾涂层。通过防雾测试、溶胀测试、透光率测试证实HSIL具有优异的防雾性能和透明性,源于其快速吸收空气中的水分的能力,满足防雾涂层的应用要求。此外,当涂层受到刮擦和划伤以后,室温24小时以后即可修复其透明度并且保持防雾能力。
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