聚碳酸酯表面等離子體濺射Al2O3-TiO2薄膜的制備及其耐紫外老化性能研究.pdf

1、聚碳酸酯（Polycarbonate,PC）光學(xué)、力學(xué)性能優(yōu)異，在空天和高端制品應(yīng)用前景廣闊。PC表面進(jìn)行涂層和鍍膜，可在保證PC本體性能的同時(shí)，改善表面性能，賦予新的功能，近年來(lái)受到高度關(guān)注。二氧化鈦（TiO2）作為新興功能材料，具有光催化、自清潔、耐紫外等多重特性，在PC上制備高質(zhì)量TiO2膜層體系，研究PC透明件/膜層的耐老化行為，具有重要的學(xué)術(shù)和工程價(jià)值。
　　本文采用等離子體濺射技術(shù)，在PC表面制備納米Al2O3/TiO

2、2復(fù)合膜層，通過(guò)AFM、XRD、紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)和接觸角儀等手段，研究了膜層體系的微觀形貌、附著力、透光率、吸光度和潤(rùn)濕性能等；借助紫外光加速老化試驗(yàn)，重點(diǎn)考察了TiO2膜層對(duì)PC耐紫外老化性能的影響。主要工作包括：
　　1.考察了PC表面等離子體濺射TiO2膜層體系的光學(xué)性能和表面微觀形貌。結(jié)果表明：PC/膜層體系具有良好的透明性，在可見(jiàn)光大部分范圍內(nèi)透過(guò)率達(dá)到90％以上；復(fù)合膜層為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，隨著濺射時(shí)間延長(zhǎng)，膜層表面“

3、島”狀結(jié)構(gòu)變大變密，表面粗糙度也隨之增加，顆粒尺寸范圍為10nm～150nm；膜層的紫外光吸收能力隨著TiO2膜層厚度增加而增強(qiáng)。
　　2.探究了 TiO2膜層體系對(duì)于 PC耐紫外老化性能的影響。通過(guò)分析紅外光譜3470cm-1處和紫外-可見(jiàn)光光譜400nm處吸光度的變化，來(lái)表征不同膜厚PC的光氧反應(yīng)速率和光誘使黃化程度，結(jié)果表明：TiO2膜層對(duì)PC具有較好的光保護(hù)作用，隨著 TiO2膜層厚度的增加，在相同紫外老化時(shí)間下兩個(gè)光譜中

4、吸光度變化量均減少，PC光氧老化程度降低，黃色指數(shù)變小，耐紫外性能增強(qiáng)，這歸因于隨著厚度的增加，組成膜層的顆粒尺寸變大變密，減少了氧氣向PC基體的擴(kuò)散；在紫外老化過(guò)程中Al2O3膜層也有一定的光保護(hù)作用，是因?yàn)樗梢宰鳛镺2進(jìn)入基體的屏障，減緩了PC紫外老化過(guò)程中光氧反應(yīng)。
　　3.研究了紫外光輻照對(duì)TiO2膜層表面潤(rùn)濕性以及膜層/PC附著性能的影響。TiO2對(duì)空氣中有機(jī)物的吸附以及表面納米結(jié)構(gòu)使得表面疏水（CA:123°），而經(jīng)