Synthesis and Property of CO2 Copolymer⁃based UV-curable Polymer

doi:10.7503/cjcu20220236

Abstract

Abstract:

To overcome the strong hydrophilicity of terminal hydroxyl group from low molecular weight prepolymer， high molecular weight（>40000） CO₂ copolymer was synthesized through the terpolymerization of CO₂， cyclohexene oxide and 4-vinyl-1，2-cyclohexene oxide using Zn-Co double metal cyanide as catalyst. The thiol-ene click chemistry was then carried out using pentaerythritol tetra（3-mercaptopropionate） as curing agent under suitable dosage of ultraviolet light irradiation. A highly transparent film could be obtained at an irradiation dose of 5.0 mJ/cm²， whose transmittance at visible light（400—750 nm） reached 97.5%， with pencil hardness of 3H and adhesion of 5B on tinplate surface by cross-cut test in ASTM D3359. It is noteworthy that the film has glass transition temperature over 110 ℃， well comparable with bisphenol A type epoxy resin， while it has the specific advantage of UV-resistance since it is aromatic ring free.

Key words: CO₂ copolymer, Thiol-ene click reaction, UV-curable polymer

CLC Number:

O632

TrendMD:

WANG Zhengwen, GAO Fengxiang, CAO Han, LIU Shunjie, WANG Xianhong, WANG Fosong. Synthesis and Property of CO₂ Copolymer⁃based UV-curable Polymer[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(7): 20220236.

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Sample ^a	n（CHO）∶n（VCHO） ^b	Conv. of CHO， VCHO（%） ^c	CU（%） ^d	Selectivity of polymer（%） ^e	M_n^f	D^f	T_g^g /℃
VP0	100∶0	>99， /	93	>99	/	/	120.6
VP5	95∶5	>99， 97	95	>99	47	3.2	118.2
VP10	90∶10	>99， 94	91	>99	72	3	114.2
VP20	80∶20	>99， 94	90	>99	60	3.1	113.8
VP30	70∶30	>99， 97	93	>99	42	3.4	108.9

Sample ^a	n（CHO）∶n（VCHO） ^b	Conv. of CHO， VCHO（%） ^c	CU（%） ^d	Selectivity of polymer（%） ^e	M_n^f	D^f	T_g^g /℃
VP0	100∶0	>99， /	93	>99	/	/	120.6
VP5	95∶5	>99， 97	95	>99	47	3.2	118.2
VP10	90∶10	>99， 94	91	>99	72	3	114.2
VP20	80∶20	>99， 94	90	>99	60	3.1	113.8
VP30	70∶30	>99， 97	93	>99	42	3.4	108.9

UV?dose/（mJ?cm^-2）	A₁₆₃₉	A₁₇₃₆	A₁₆₃₉/A₁₇₃₆
0.0	0.10336	10.37740	0.00996
1.0	0.04633	5.74609	0.00806
2.0	0.01433	2.18056	0.00657
3.0	0.08531	26.92083	0.00317
4.0	0.01803	8.31534	0.00217
5.0	0.03294	34.98502	0.00094
10.0	0.02432	31.96145	0.00076

UV?dose/（mJ?cm^-2）	A₁₆₃₉	A₁₇₃₆	A₁₆₃₉/A₁₇₃₆
0.0	0.10336	10.37740	0.00996
1.0	0.04633	5.74609	0.00806
2.0	0.01433	2.18056	0.00657
3.0	0.08531	26.92083	0.00317
4.0	0.01803	8.31534	0.00217
5.0	0.03294	34.98502	0.00094
10.0	0.02432	31.96145	0.00076

Sample	Pencile hardness	Adhesion	Solevent resistance	Hydrolytic resistance	Acid resistance	Alkali resistance
VP0	2H	5	-	/	/	/
VP5?UV	3H	0	+	+	+	1 d
VP10?UV	3H	0	+	+	+	1 d
VP20?UV	3H	0	+	+	+	2 d
VP30?UV	3H	0	+	+	+	2 d
VP30?UV^*	HB	5	/	/	/	/

Synthesis and Property of CO₂ Copolymer⁃based UV-curable Polymer

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