复合防护玻璃制备、改性及其性能研究

发布时间：2017-10-04 01:14

  本文关键词：复合防护玻璃制备、改性及其性能研究

  更多相关文章： 防护玻璃 热塑性聚氨酯 硅烷偶联剂 聚碳酸酯 表面改性

【摘要】：防护玻璃因具备优异的光学和抗冲击安全性能而被广泛应用于交通、建筑、金融等领域。近年来,随着民众自身安保意识的提高,以及汽车、建筑等行业关键零部件的轻量化、安全化趋势下,Glass/PU(聚氨酯)/PC(聚碳酸酯)有机-无机复合防护玻璃因其质轻,PC具有良好的光学性能和抗冲击韧性,而成了人们未来首选的防护玻璃。但是在应用和生产过程中仍存在一些问题：由于玻璃与PC本身的性质相差很大,中间胶层粘结力较低,导致在生产和使用过程中会发生脱胶现象。针对这些问题,本文通过TPU和基材表面改性的方法提升复合有机-无机层间的粘结强度,研究了表面改性和复配工艺对防护玻璃性能的影响。主要研究内容如下：(一)防护玻璃用热塑性聚氨酯(TPU)表面改性。经硅烷改性后的TPU胶片表面有少量的Si-O-Si键及脲键生成,改性后胶片表面形貌变得不规则,表面粗糙度增加,表面水接触角降低,胶片的耐热稳定性、表面活性和透光率均得到提升。改性后的TPU胶片的粘结性能提升,当偶联剂溶液水解时间为8h,超声处理时间为5min时效果最佳,TPU胶片对于防护玻璃复配层间的粘结强度由改性前的2.02MPa增大至5.63MPa,提高了约180%。(二)防护玻璃基材表面强化改性及其粘结性能研究。表面强化后玻璃的抗弯强度增加,且离子交换的效果优于物理钢化；离子交换后的玻璃呈现出均匀粗糙表面,透光率降低；PC经过改性后,表面粗糙度增加,表面水接触角下降,表面活性增强,透光率降低。玻璃的表面强化、TPU和PC改性均有利于提高防护玻璃复配层间的粘结强度,通过优化获得最优复配组合,即表面强化后的玻璃、经水解8h的硅烷处理5min的TPU和60℃5mol/L NaOH溶液处理1h的PC。(三)防护玻璃复配工艺优化及其性能研究。玻璃表面强化、PC表面改性都会影响复合防护玻璃的透光率,使其下降2～4%；TPU改性对防护玻璃的透光率影响不大。玻璃表面强化对防护玻璃耐热性影响不大,而PC和TPU表面改性有利于提升防护玻璃的耐热性；复合防护玻璃经过紫外照射后黄变老化现象不明显,透光率下降,降幅约2-5%,TPU表面改性有利于其抗紫外线性能。抗冲击测试研究表明,不同结构的复合防护玻璃均符合国家公共安全行业标准A类要求,符合标准的防护玻璃厚度降至4mm左右；TPU改性后使玻璃与PC之间粘结强度提升,有利于防护玻璃整体的抗冲击强度。
【关键词】：防护玻璃 热塑性聚氨酯 硅烷偶联剂 聚碳酸酯 表面改性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.7
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-32
• 1.1 引言12
• 1.2 防护玻璃综述12-19
• 1.2.1 复合防护玻璃的背板材料14-16
• 1.2.2 复合防护玻璃的中间胶结层材料16-18
• 1.2.3 防护玻璃的应用18-19
• 1.3 无机玻璃表面强化19-23
• 1.3.1 物理钢化法19-20
• 1.3.2 化学钢化20-23
• 1.4 中间胶层材料及其表面改性23-27
• 1.4.1 聚氨酯胶粘剂的粘结原理23-25
• 1.4.2 胶片薄膜表面改性25-26
• 1.4.3 硅烷偶联剂26-27
• 1.5 防护玻璃的复合工艺及性能27-30
• 1.5.1 干法制备复合防护玻璃27-29
• 1.5.2 不同干法之间的对比29
• 1.5.3 复合防护玻璃的性能29-30
• 1.6 立题依据与研究内容30-32
• 第二章 实验材料与测试表征方法32-36
• 2.1 实验原料32
• 2.2 实验仪器及设备32-33
• 2.3 测试表征方法33-36
• 2.3.1 三点抗弯强度测试33
• 2.3.2 紫外-可见光光谱分析33
• 2.3.3 热分析33
• 2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析33-34
• 2.3.5 原子力显微镜(AFM)34
• 2.3.6 红外光谱分析34
• 2.3.7 表面接触角(CA)分析34
• 2.3.8 粘结强度测试34
• 2.3.9 抗冲击强度测试34
• 2.3.10 耐热性测试34-36
• 第三章 防护玻璃用热塑性聚氨酯(TPU)表面改性36-54
• 3.1 前言36
• 3.2 实验部分36-37
• 3.3 结果与讨论37-52
• 3.3.1 硅烷偶联剂表面改性机理37-38
• 3.3.2 聚合物红外光谱分析38-40
• 3.3.3 胶片热学性能分析40-43
• 3.3.4 胶片表面性能分析43-48
• 3.3.5 胶片光学性能分析48-50
• 3.3.6 力学性能分析50-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第四章 防护玻璃基材表面强化改性及其粘结性能研究54-66
• 4.1 前言54
• 4.2 实验部分54-56
• 4.2.1 离子交换54-55
• 4.2.2 聚碳酸酯表面改性55
• 4.2.3 粘结性能研究55-56
• 4.3 结果与讨论56-65
• 4.3.1 无机玻璃离子交换强化56-60
• 4.3.2 聚碳酸酯(PC)碱洗60-62
• 4.3.3 不同无机玻璃、PC与PU之间粘结强度分析62-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 防护玻璃复配工艺优化及其性能研究66-78
• 5.1 前言66
• 5.2 实验部分66-67
• 5.3 结果与讨论67-75
• 5.3.1 复合防护玻璃光学性能分析67-69
• 5.3.2 复合防护玻璃抗弯强度分析69-71
• 5.3.3 复合防护玻璃耐候性能分析71-73
• 5.3.4 复合防护玻璃抗冲击强度分析73-75
• 5.4 本章小结75-78
• 第六章 全文总结78-80
• 6.1 总结78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-86
• 致谢86-88
• 个人简历88-90
• 攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙雪昤;;玻璃片磨削过程中偏移现象的产生及消除[J];机械工艺师;1992年11期

2 李永寿;市场急需安全型玻璃[J];建材工业信息;1995年13期

3 刘小青;谢峻林;何峰;方德;;玻璃片—分光光度法测定玻璃中铁和亚铁[J];分析仪器;2013年04期

4 都凡森;信箱[J];玻璃与搪瓷;1992年03期

5 张道清;关于减少玻璃在钢化炉内炸裂的方法[J];玻璃;2003年03期

6 马淑波;;微栅的制备方法[J];物理测试;1990年05期

7 李端勇,殷德京;玻璃转变区上限的探索研究[J];湖北师范学院学报(自然科学版);1997年03期

8 ;澳大利亚开发出一种新型含稀土玻璃[J];中国建材科技;2004年01期

9 孙雪;磨削玻璃片斜面产生烧伤点的原因及对策[J];机械工艺师;1994年02期

10 徐峰;玻璃片涂料[J];现代涂料与涂装;1999年04期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 毛素;吴飞;;X射线荧光光谱法分析钠钙硅玻璃[A];2013全国玻璃科学技术年会论文集[C];2013年

2 唐健正;李楠;;Low-E玻璃宣传中的几个问题[A];2007中国浮法玻璃及玻璃新技术发展研讨会论文集[C];2007年

3 姚裕昌;谢国生;花定兴;张桂先;孙坚;王飞勇;;玻璃片平面内力学性能的试验研究[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年

4 吴克宇;罗勇;李传文;卜勤练;;一种基于玻璃片的滤波元件的理论及实验[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议（OFCIO’2001）论文集[C];2001年

5 张馨;陈红;高锦岳;隋喜云;张书勤;周大凡;;纳米自洁净玻璃的光催化活性、紫外-可见光透过率及亲水性[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 嵇书伟;我国镶嵌玻璃发展与标准介绍[N];中国建材报;2006年

2 牟平;漫话玻璃[N];西藏日报;2001年

3 徐美君;信息产业玻璃新秀———ITO膜玻璃　[N];中国机电日报;2002年

4 本报记者　 戈晓芳;玻璃自爆防不胜防 多管齐下规避隐患[N];广东建设报;2006年

5 浙江省温州市教育科学研究所　麻晓春;为学生提供探究的“支架”[N];中国教育报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 刘翠荣;玻璃（陶瓷）与金属阳极键合界面结构及力学性能[D];太原理工大学;2008年

2 龚跃球;GeS_2基玻璃及其薄膜的二阶非线性光学性能研究[D];武汉理工大学;2006年

3 杨昕宇;含铋量子点玻璃三阶非线性性光学性质的研究[D];长春理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 温嘉励;全玻璃排架结构体系设计方法应用[D];华南理工大学;2015年

2 姚忠华;复合防护玻璃制备、改性及其性能研究[D];浙江大学;2016年

3 何鹏飞;压力和温度对玻璃片接触起电的影响[D];兰州大学;2013年

4 曹西亮;紫外光诱导玻璃表面功能化技术的研究[D];北京化工大学;2013年

5 梁召;Li_2O(Ag_2O)-Bi_2O_3-WO_3-B_2O_3系统玻璃的制备及性能研究[D];大连工业大学;2008年

6 董月国;基于硅烷偶联剂的玻璃表面改性[D];北京化工大学;2014年

7 谭常优;铁离子掺杂TiO_2基自洁净玻璃[D];中南大学;2005年

8 胡利方;Pyrex玻璃与金属阳极键合机理及界面结构和力学性能的分析[D];太原理工大学;2007年

9 武刚;酸处理与表面镀膜对玻璃力学与光学性能的影响[D];武汉理工大学;2014年

，

本文编号：967788