郭健 胶黏剂的改性制备及其性能研究03.ppt

胶黏剂的改性制备及其性能研究 主讲人：郭健 导师：赵振新 系别：材料与化工学院 班级：1014121 学号：101412125 胶黏剂 就是能够把两个或者两个以上固体材料通过界面作用（化学力或者物理力）将表面连接到一起的物质。 （比如增速剂、增韧剂、固化剂、溶剂、稀释剂、填料和偶联剂等） 目录 选题背景及意义 研究方法与思路 研究成果与应用 关键技术与展望 论文总结与致谢 1.选题背景及意义 胶黏剂是现代工业发展和人类生活提高必不可少的重要材料，粘接技术以其他连接方式无与伦比的特种工艺，在现代经济、现代国防、现代科技中发挥着重大作用。 随着社会的发展与进步，人们越来越重视环境保护和可持续性发展。绿色化学逐渐成为人类关注的重点，而水溶性胶黏剂以其无毒、不易燃、不易爆、绿色等优点成为胶黏剂中的佼佼者。 聚氨酯的粘接强度高、耐磨、耐溶剂性能优良 我所选择的是聚醚型水性聚氨酯胶黏剂。 国内外现状 上世纪70至80年代，美国、德国、日本等国的一些水性聚氨酯产品已经从研究试制阶段发展为实际生产和应用。 我国水性聚氨酯胶黏剂的研究起步较晚，与国外主流产品相比性能还有一定的差距。存在原料、制备方法及工艺单一，品种少等缺点。 2.研究方法与思路 通过改用基料中的多元醇使聚氨酯的碳链长度发生变化从而从而改善耐水性和耐热性。 预聚 →扩链 →中和 →蒸出溶剂 →乳化 聚醚多元醇 +甲苯二异氰酸酯（TDI）+催化剂辛酸亚锡 无水乙二胺+二羟甲基丁酸（DMPA） 氨水 去离子水 减压蒸馏 傅立叶红外光谱分析(FT-IR) 1.在 2500～1900cm-1处未出现-NCO （异氰酸基）吸收峰，说明-NCO 已完全反应； 2.在 1728cm-1处出现-CO-NH-（酰胺）和-COO-（酯基）的 C=O （羰基）伸缩振动峰，在 3370cm-1处出现-CO-NH-的-NH（胺基） 变形振动峰，表明 -NCO 全部与 -OH（羟基） 反应生成了氨基甲酸酯键。 3.1455cm-1和 1548cm-1两个峰是-COO-的特征吸收峰，表明反应生成了带有-COO-阴离子的水性聚氨酯结构。 3.研究成果与应用 扩链反应的时间对水性聚氨酯胶黏剂的粒度、凝固时间、稳定性都有影响。扩链反应主要是增加聚氨酯的链长度，其聚氨酯的分子量也随之增加，使得聚氨酯的亲水基团的含量有所不同。最后知道稳定性随着扩链的时间变短而变好；凝结的硬度随着扩链的时间变短而变大；凝结后的粒度随着扩链时间的变短而变小。所以找到合适小的扩链时间使其稳定性、凝固时间、硬度变的更完美。 聚醚软段对水性聚氨酯胶膜吸水率的影响 聚醚型水性聚氨酯效果不大理想，吸水率比较高，还有待提高。但从图表中可以明显看出：DMD3000作为软段的吸水率明显比其他三种的低。DMD3000的分子量较大，里面含有的 C一O一C键（醚键）比较多，与TDI的反应产物相分离度较大，分子链较长，故吸水率较低。 在失重20%时,图3-4三种WPU的TGA图1、2和3的温度分别为325、350和370℃,即胶粘剂的耐热性好坏依次是：30min（3曲线）、1h（2曲线）、2h（1曲线），扩链时间影响分子量，其结构比较规整,这与30min对应的胶黏剂性能较好也是一致的,因为胶黏剂中含有大量的醚键,,醚键的热分解温度也高 热重分析 电镜分析 上图为醚多元醇(DMD-3000)和甲苯二异氰酸酯（TDI）为主料，扩链时间分别为2h、1h、30min所得水溶性聚氨酯胶黏剂的1000倍显微镜图片。通过三组图片对比可以看出来：30min对应的胶黏剂的颗粒比较均匀，粒子平均大小为20μm，形状近似为球状。与30分钟对应的水性聚氨酯胶黏剂的性质比较良好相一致。