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High-Performance, UV-Curable Cross-Linked Films via Grafting of Hydroxyethyl Methacrylate Methylene Malonate
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-02-28 , DOI: 10.1021/acs.iecr.9b06618 Mengfei Huang 1 , Yuan Liu 1 , John Klier 1 , Jessica D. Schiffman 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-02-28 , DOI: 10.1021/acs.iecr.9b06618 Mengfei Huang 1 , Yuan Liu 1 , John Klier 1 , Jessica D. Schiffman 1
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Thermoset coatings have been used extensively to protect and enhance the appearance of substrates for industrial maintenance and architectural applications. Here, we demonstrate that anionic polymerization can be used to first graft hydroxyethyl methacrylate methylene malonate (HEMA-MM) onto latex particles at ambient conditions, while subsequent ultraviolet (UV) exposure enabled their cross-linking into robust coatings. At room temperature, in the presence of air and water, the polymerization of HEMA-MM was initiated by anionic carboxyl groups present on the MAA latex particles and subsequently grafted onto the surface of particles. The pendent hydroxyethyl methacrylate (HEMA) group enabled UV curing via free radical polymerization and the formation of a cross-linked network. Systematic investigations were conducted to study the formation and performance of the cross-linked coatings as a function of HEMA-MM incorporation. The incorporation of 10 wt % HEMA-MM into MAA latex yielded cross-linked coatings with decreased swelling, a heightened glass transition temperature (by ∼20 °C), and a 2.9-fold improvement in the Young’s moduli compared to controls (without HEMA-MM). Here, we demonstrate a facile method that provides a one-step grafting-functionalization approach using functional methylene malonates to produce UV-curable and high-performance coatings at room temperature and under atmospheric environments.
中文翻译：
甲基丙烯酸羟乙酯亚甲基丙二酸酯接枝的高性能，可紫外线固化的交联膜
热固性涂料已广泛用于保护和增强工业维修和建筑应用中基材的外观。在这里，我们证明了阴离子聚合可用于在环境条件下首先将甲基丙烯酸羟乙酯丙二酸甲酯（HEMA-MM）接枝到胶乳颗粒上，而随后的紫外线（UV）暴露使其交联成为坚固的涂料。在室温下，在空气和水的存在下，HEMA-MM的聚合反应是通过MAA胶乳颗粒上存在的阴离子羧基引发的，然后接枝到颗粒表面。悬垂的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）基团能够通过自由基聚合和形成交联网络来进行UV固化。进行了系统的研究，以研究作为HEMA-MM掺入函数的交联涂层的形成和性能。将10 wt％HEMA-MM掺入MAA胶乳中可得到交联涂层，其溶胀降低，玻璃化转变温度升高（约20°C），并且与未使用HEMA的对照相比，杨氏模量提高2.9倍-MM）。在这里，我们演示了一种简便的方法，该方法提供了一步式接枝-官能化方法，该方法使用功能性丙二酸亚甲基酯在室温和大气环境下生产可紫外线固化的高性能涂料。与对照组相比（没有HEMA-MM），玻璃化转变温度提高了（约20°C），杨氏模量提高了2.9倍。在这里，我们演示了一种简便的方法，该方法提供了一步式接枝-官能化方法，该方法使用功能性丙二酸亚甲基酯在室温和大气环境下生产可紫外线固化的高性能涂料。与对照组相比（没有HEMA-MM），玻璃化转变温度提高了（约20°C），杨氏模量提高了2.9倍。在这里，我们演示了一种简便的方法，该方法提供了一步式接枝-官能化方法，该方法使用功能性丙二酸亚甲基酯在室温和大气环境下生产可紫外线固化的高性能涂料。
更新日期：2020-02-28
中文翻译：
甲基丙烯酸羟乙酯亚甲基丙二酸酯接枝的高性能，可紫外线固化的交联膜
热固性涂料已广泛用于保护和增强工业维修和建筑应用中基材的外观。在这里，我们证明了阴离子聚合可用于在环境条件下首先将甲基丙烯酸羟乙酯丙二酸甲酯（HEMA-MM）接枝到胶乳颗粒上，而随后的紫外线（UV）暴露使其交联成为坚固的涂料。在室温下，在空气和水的存在下，HEMA-MM的聚合反应是通过MAA胶乳颗粒上存在的阴离子羧基引发的，然后接枝到颗粒表面。悬垂的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）基团能够通过自由基聚合和形成交联网络来进行UV固化。进行了系统的研究，以研究作为HEMA-MM掺入函数的交联涂层的形成和性能。将10 wt％HEMA-MM掺入MAA胶乳中可得到交联涂层，其溶胀降低，玻璃化转变温度升高（约20°C），并且与未使用HEMA的对照相比，杨氏模量提高2.9倍-MM）。在这里，我们演示了一种简便的方法，该方法提供了一步式接枝-官能化方法，该方法使用功能性丙二酸亚甲基酯在室温和大气环境下生产可紫外线固化的高性能涂料。与对照组相比（没有HEMA-MM），玻璃化转变温度提高了（约20°C），杨氏模量提高了2.9倍。在这里，我们演示了一种简便的方法，该方法提供了一步式接枝-官能化方法，该方法使用功能性丙二酸亚甲基酯在室温和大气环境下生产可紫外线固化的高性能涂料。与对照组相比（没有HEMA-MM），玻璃化转变温度提高了（约20°C），杨氏模量提高了2.9倍。在这里，我们演示了一种简便的方法，该方法提供了一步式接枝-官能化方法，该方法使用功能性丙二酸亚甲基酯在室温和大气环境下生产可紫外线固化的高性能涂料。
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