聚碳酸酯透明件-有機硅涂層的環(huán)境應力開裂和紫外老化行為研究.pdf

1、透明聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）綜合性能優(yōu)異，其工程應用正向高端工業(yè)制品以及航空航天、國防等戰(zhàn)略領域不斷拓展，但PC制品在使用過程中易出現(xiàn)環(huán)境應力開裂(Environmental stress cracking, ESC)失效，在復雜環(huán)境下（紫外輻照、高低溫交變等）易發(fā)生老化，制約了其使用壽命和服役安全性。
　　在PC上進行涂層鍍膜近年來在工程界和學術界均受到高度重視，但多集中在改善表面性能、增加功能方面。研究PC

2、/涂層體系在特定環(huán)境下的老化失效行為，可為發(fā)展高可靠性 PC透明件的涂層防護手段、提升制品的耐老化/抗失效性能提供理論和實驗依據(jù)，具有重要的學術意義和工程價值。
　　本論文以 PC透明件易發(fā)生 ESC失效和光氧老化為背景，重點研究了 PC/有機硅（PC/Silicone）涂層體系在溶劑-應力共同作用下的ESC行為，并進一步考察了其耐紫外老化性能。主要工作包括：
　?。?）在PC注塑制品表面制備了透明Silicone和Sili

3、cone/TiO2雜化涂層，借助AFM、SEM、紫外-可見光分光光度計等表征了其結構、光學性能和附著性能。結果表明：Silicone涂層表面光滑平整，對制品起到了增透作用；PC表面鉻酸改性提高了極性，有利于增強涂層與PC之間界面結合，提升了附著性能。
　　（2）研究了 PC、PC/Silicone涂層體系在正丁醇、乙醇溶劑中及溫度交變后的ESC行為，分析了涂層對ESC的影響機制。結果發(fā)現(xiàn)：涂層對PC制品的耐ESC性能有一定的提升作

4、用。表現(xiàn)在：①在同樣的溶劑-應力環(huán)境下，相對純PC試樣，帶涂層試樣的應力松弛速率較低，且隨初始應力增加，PC/Silicone試樣與PC試樣的應力松弛變化量差別變大；②帶涂層試樣的表面裂紋數(shù)量、寬度明顯小于PC試樣。這主要是由于 Silicone涂層結構致密性較好，對溶劑向 PC內的擴散吸收起到一定的物理阻隔作用，而有機涂層的良好韌性使其與PC一起承載時不易開裂剝落，在溶劑-應力共同作用下，能夠延緩或減少溶劑與 PC的接觸，弱化了溶劑的

5、塑化作用，減少了銀紋誘發(fā)點，也減緩了裂紋的發(fā)展。經歷高低溫交變后，PC與涂層間仍保持良好的附著性，使得涂層仍能起到一定的介質防護作用，提升復雜條件老化后PC透明件的耐ESC性能。
　?。?）研究了PC/Silicone涂層體系的紫外老化行為。通過紫外輻照后制品的吸光度和黃色指數(shù)變化，評估了 PC/涂層體系的耐紫外老化性能。研究表明：Silicone涂層沒有明顯降低PC的光氧降解速率，這是因為其本身并不吸收紫外光，且其結構以Si-O