聚碳酸酯透明件-納米TiO2涂層的耐紫外老化及環(huán)境應力開裂行為研究.pdf

1、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）材料在高端透明件領域應用前景廣闊，新興功能涂層是改善其表面性能、促進制品功能化的有效途徑。隨著PC在航空航天、國防等領域的應用不斷拓展，也面臨新的挑戰(zhàn)：制品不僅要具備高性能、多功能、也要保證在極端環(huán)境下的使用壽命和服役安全性。因而，研究特殊條件下PC透明件/功能涂層的老化失效行為意義重大。
　　本文重點研究了PC透明件/納米TiO2涂層體系的耐紫外老化性能和環(huán)境應力開裂行為。在溶膠凝膠法

2、制備涂層、表征制品結構性能基礎上，借助人工紫外加速老化和環(huán)境力學試驗，分析了 TiO2涂層體系對 PC的紫外防護作用，以及PC/無機涂層制品在溶劑-應力共同作用下的失效行為。主要工作包括：
　　1.采用溶膠凝膠法制備了PC表面納米TiO2涂層體系，研究了涂層的結構、光學性能和附著性能。結果表明：PC/TiO2涂層體系透明性良好，涂層均呈無定形結構，顆粒尺寸在納米級范圍內。SiO2/TiO2復合涂層表面顆粒大小均一、結構均勻；SiO

3、2中間層的表面微結構豐富，有利于TiO2顆粒生長，可改善涂層結構的均一性。此外，PC表面紫外改性可有效促進TiO2涂層與基體的化學結合，提高涂層在PC上的附著力。
　　2.考察了PC透明件/納米TiO2涂層體系的耐紫外老化性能。結果表明：納米 TiO2涂層體系對 PC具有很好的光保護作用，制品的黃色指數(shù)和黃化速率都有所降低，這是由于TiO2涂層對紫外光具有屏蔽作用。SiO2/TiO2復合涂層對PC制品具有較好的光保護效果，PC經表

4、面改性后界面結合增強，涂層致密性較好，可有效阻隔氧氣，進一步降低光氧化反應速率。紫外老化后，涂層與基體之間仍有良好的附著性能；TiO2的光致親水性效應和制品的光降解會引起涂層表面親水性的增加。
　　3.研究了PC透明件/納米TiO2涂層體系在正丁醇環(huán)境下的應力松弛和開裂行為。結果表明：無機涂層對溶劑能夠起到一定的阻隔作用，從而改善了PC制品在溶劑環(huán)境下的抗應力松弛性能；而具有無機涂層的PC制品表面裂紋密度較大，裂紋細而短小，部分由