丙烯酸酯单体结构对紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯硅氧烷杂化聚合物断裂形貌与微相分离的影响

来自国内的研究人员通过以三羟甲基丙烷(TMP)为核心多元醇，分别与HEMA、HEA和HPMA三种丙烯酸酯单体合成UV固化烷氧基硅烷功能化聚氨酯丙烯酸酯(PUASi)杂化聚合物，系统研究了单体结构对涂层理化性能的影响。FTIR证实了氨基甲酸酯/脲键及Si-O-Si网络的形成，DSC显示玻璃化转变温度呈HEA>HEMA>HPMA趋势，SEM揭示HEMA基薄膜呈韧性断裂而HPMA基样品呈现脆性多孔结构，为设计高性能有机-无机杂化涂层提供了理论依据。

　　

这项研究以三羟甲基丙烷(TMP)为核心多元醇，巧妙地将三种不同结构的丙烯酸酯单体——甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)引入体系，成功制备出紫外光固化(UV-curable)的烷氧基硅烷功能化聚氨酯丙烯酸酯(PUASi)杂化聚合物。红外光谱(FTIR)像侦探般捕捉到氨基甲酸酯(urethane)、脲(urea)和硅氧烷(Si-O-Si)特征峰，证实了有机-无机杂化网络的形成。有趣的是，羰基区的分峰解析揭示了氢键作用力的"强弱派对"：HEA凭借最强氢键能力夺得最高玻璃化转变温度(T_g)的桂冠，而HPMA则因空间位阻导致分子链段最"活泼"。热重分析(TGA)显示HEMA和HEA基材料像"耐火战士"般具有更优异的热稳定性，而HPMA样品则在高温下"节节败退"。扫描电镜(SEM)下的断裂舞台更是精彩纷呈：HEMA薄膜上演"延展变形"的韧性表演，HEA呈现"刚柔并济"的半韧性特征，而HPMA则直接"脆裂谢幕"并留下多孔谢礼。这些发现为定制化设计高性能智能涂层提供了分子级别的"设计说明书"。