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传统聚氨酯(PU)胶粘剂具有毒性大,对潮气敏感,活性氢封端PU又存在解封难和解封试剂难于除去等缺点,而端环氧PU克服了上述缺点。端环氧PU既具有Pu骨架固有的低温柔韧性,文兼有环氧的固化方式,且与环氧树脂相容性好,固化速度匹配,可以用于增韧环氧树脂。
本论文合成一类新型的环氧封端聚氨酯预聚体(缩水甘油胺型聚氨酯预聚体)。首先,自制了二缩水甘油乙醇胺(DGEEA)和二缩水甘油二甘醇胺(DGDGA)二种高反应活性的端羟基环氧树脂单体,并用FT-IR与MS对其结构进行表征。再进一步用自制的两种环氧树脂以及商品化的SKE—1树脂的羟基与异氰酸酯基聚氨酯(NCOPU)的-NCO进行封端反应,封端后的聚合物的结构通过FT-IR、DSC等手段表征。考查了柔性链段、柔性链段长度、不同多胺类固化剂以及添加不同量的环氧对其改性固化后的拉伸剪切强度的影响。
研究表明,在其它条件相同下,分别采用三乙烯四胺(TFTA)、聚酰亚胺(PI)、间苯二甲胺胺(m-XDA)、聚醚胺(REX-818)固化剂,在60℃固化2h,固化缩水甘油胺型聚氨酯,m-XDA是固化该体系的最佳固化剂。在DGEEAPU/m-XDA体系中以PTMG2000-DGEEAPU/m-XDA体系的力学性能最优,在-196℃的拉伸剪切强度为24.76MPa,室温剥离强度为2.35KN/m。与前面体系类似的,在DGDGAPU/m-XDA体系中以PTMG2000-DGDGAPU/m-XDA体系力学性能最优,在-196℃的拉伸剪切强度为25.10MPa,室温剥离强度为2.90KN/m。在PPG—DGEEA--PU或PPG-DGDGAPU/EP/m-XDA体系中,随着PPG链段的增长,室温拉伸剪切强度下降,低温拉伸剪切强度上升,反之,随着EP的增加,室温拉伸剪切强度增加,而低温拉伸剪切强度下降。其中EP加入量为25％时,低温拉伸剪切强度最优,其中PPG1000-DGEEAPU/m-XDA体系在-196℃的拉伸剪切强度为19.37MPa,室温剥离强度为1.83KN/m。而PPG1000-DGDGAPU/m-XDA体系在-196℃的拉伸剪切强度为21.17MPa,室温剥离强度为1.99KN/m。对于GAPU/m-XDA体系而言,在-196℃的拉伸剪切强度以GAPU-1最优,在-196℃的拉伸剪切强度为16.11M-Pa,室温剥离强度为1.22KN/m。