无溶剂环氧封端聚氨酯/环氧树脂胶粘剂的研制
传统的溶剂型胶粘剂不仅污染环境，而且浪费了大量的资源。用活性稀释剂代替传统的溶剂，合成环氧封端的聚氨酯，再与环氧树脂复合，既克服了聚氨酯毒性大，对潮气敏感等缺陷，又改性了环氧树脂脆性大、不耐冲击的缺陷，且环氧封端聚氨酯与环氧树脂相容性好固化速度匹配。 本文首先合成了一种新型的环氧封端的聚氨酯，即用E44型环氧树脂和缩水甘油对异氰酸酯型聚氨酯(NCOPU)进行双封端，再与双酚A型环氧树脂(E44)和4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)进行复合，并对复合比例(25％、50％、75％)及合成路线进行优化，得到最佳复合比例的环氧封端聚氨酯/环氧树脂复合体系(E/G-PU/EP)。用红外光谱(FI-IR)、热失重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、万能拉力机和扫描电子显微镜(SEM)对体系的相关性能进行表征，研究发现E/G-PU与EP(TDE-85，E44)在复配比例为1∶1时，其力学强度较高。因此在后面的试验中，我们会采取50％ EP与50％ E/G-PU复配的方式，再添加活性稀释剂进行实验研究并对性能进行全面的探讨。 其次，本文研究了三种不同环氧官能度的活性稀释剂环氧丁基醚(660)、己二醇二缩水甘油酯(ZH-16)和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(D-085)加入到E/G-PU/EP体系中，并讨论添加不同活性稀释剂时对体系各个方面性能的影响。采用粘度计、TGA、DSC、万能拉力机及SEM对添加不同的活性稀释剂的E/G-PU/EP体系粘度、热性能、力学性能及形貌进行实验研究。发现加入活性稀释剂后体系的粘度明显下降，热失重温度和玻璃化转变温度都有一定的减小，但是幅度不大;力学性能方面，加入5％的ZH-16和D-085时体系的拉伸剪切强度为26.4MPa，弯曲强度为106MPa，冲击强度为18.9/KJ·m2，即5％的G/E-PU/E44/ZH-16-D-085体系的力学性能最优。G/E-PU/TDE-85/活性稀释剂体系中，胶层断面呈现两相分离的海岛结构，PU形成的“岛”相均匀的分散在环氧树脂基体中，改善了力学性能，并且活性稀释剂的加入不会影响G/E-PU/TDE-85/活性稀释剂体系的微观形貌。 加入纳米SiO2可明显改善G/E-PU/TDE-85/活性稀释剂体系的综合性能。由于纳米SiO2的直接加入容易产生团聚，因此采用一种新的改性方法，即让活性稀释剂与纳米SiO2反应，对表面进行改性，使其可以较好的分散在体系中从而提高体系的热性能、力学性能等。采用动态热机械分析(DMA)对加入纳米SiO2后的固化动力学等进行了初步研究，结果表明，加入纳米SiO2后，对体系的表观活化能的影响较小。采用蓖麻油代替聚醚多元醇作为基料来合成聚氨酯，并加入，研究体系的热性能、力学性能等相关性能，发现采用蓖麻油为基料合成的体系(E/G-COPU/EP)其力学性能更佳，热性能和低温性能更好。 最后，本文还合成了一种新型的多元硫醇胺型低温固化剂(AS)，并与其它三种不同的固化剂4，4'-二苯基苯砜(DDS)、甲基六氢邻苯二甲酸酐(MeHHPA)和间苯二甲胺(MXDA)对TDE-85进行对比固化实验，采用DMA对不同固化体系进行固化动力学研究，讨论其固化反应机理，得到了反应活化能及最佳固化时间，最后确定出固化环氧树脂体系的最佳固化剂体系。
无溶剂环氧封端聚氨酯;环氧树脂胶粘剂;制备工艺;力学性能;固化反应
西南科技大学
硕士
分析化学
张林
2013
中文
TQ433
89
2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）