WCA November 2020

Run

1

2

3

4

5

6

UA-1

70

70

70

0

0

0

UA-2

0

0

0

70

70

70

丙烯酸酯 -2

24

22.5

21.2

24

22.5

21.2

N- 乙烯基单体

6

5.6

5.3

6

5.6

5.3

0

1.9

3.5

0

1.9

3.5

双官能单体

❍ 表 1 : 各种双官能单体含量的 UV 固化树脂

图 1 为杨氏模量与拉伸强度之间的关系。添加双官能单体不仅 提高了 UA-1 和 UA-2 配方的杨氏模量，还提高了拉伸强度。与 Run1 和 Run4 或 Run2 和 Run5 （除聚氨酯丙烯酸酯低聚物外， 配方相同）相比，虽然杨氏模量不同，但拉伸强度相似。实 验结果表明，比起 UA-2 ，使用 UA-1 更适合在低杨氏模量情况 下实现高机械强度。对 Run2 和 Run5 膜进行了动态力学分析， 结果如图 2 中所示。 Run2 和 Run5 的 tanδ 曲线都呈双峰状。这 一结果暗示了较低 Tg 聚氧化丙烯二醇和较高 Tg 丙烯酸酯聚合

物对于 Run2 和 Run5 膜的相位分离感应。 Run2 在 -40°C 和 -4°C 时显示转折点。 Run5 在 -54°C 和 5°C 时显示转折点。 有证据表明， Run2 与 Run5 的相位分离状态不同，这种不同的 相位分离状态可能导致杨氏模量与拉伸强度之间的关系发生 变化。要阐明这一现象，必须检查纳米级形态。但据我们所 知，目前还尚未检查膜的形态。通常认为， UV 固化聚氨酯丙 烯酸酯由刚性聚氨酯和丙烯酸酯序列（硬段）和柔性聚醚段 （软段）组成。因此，通过测量纳米级的模量和吸附图，有 可能确定 UV 固化聚氨酯丙烯酸酯膜的纳米级形态。本研究利 用原子力显微镜( AFM )技术调查 Run5 膜的相位结构。图 3 为 Run5 膜的模量和吸附图的 AFM 相位图像。两幅图中都观察到 了由明暗纳米相位域组成的特征相分离形态。 模量图中的明域（较高模量域）与暗域（较低吸附域）相对 应。假设这些域由刚性聚氨酯和丙烯酸酯序列组成，会得出 此结果。相反，模量图中的暗域（较低模量域）与明域（较 高吸附域）相对应。假设这些域由柔性聚醚段组成。 3 结论 研究表明，低模量 UV 固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的拉伸强度不 仅受到双官能丙烯酸单体的极大影响，还受到聚氨酯丙烯酸 酯低聚物的极大影响。根据双峰 tanδ 曲线，动态力学分析表 明增强型拉伸强度的膜存在分离相位。但单靠双峰 tanδ 曲线 还不能确定相位分离状态。本次研究利用 AFM 来对光纤软涂 层膜的相位分离的细节进行确认。研究结果表明， AFM 适合 于低杨氏模量的相位分离膜的形态可视化。下一步，我们将 检查 Run2 膜并阐明机制，即尽管杨氏模量低但 Run2 膜仍具有 与 Run5 膜类似的机械强度。

❍ 图 3 : AFM 相位图像( Run5 )。上图：模量图，下图：吸附图

4 参考文献

[1] M. Mori, Z. Komiya, T. Ukachi, Radtech ’98 North America UV/EB Conference Proceedings, 328 (1998).

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Wire & Cable ASIA – November/December 2020