【摘 要】
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聚氨酯胶粘剂具备优异的粘接性能,在制备和使用过程中会使用大量可挥发的有机溶剂,危害环境及人体健康。随着社会的进步,人们的环保意识的提高,对材料的安全性要求也越来越高,因此无溶剂的水性聚氨酯胶粘剂应运而生,并被广泛应用于鞋底粘接、汽车内饰物粘接、服饰加工和复合薄膜制造等行业。水性聚氨酯胶粘剂具有巨大的发展潜力,但还需要进行热稳定性、耐水性和粘接强度的提升。本文以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA
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聚氨酯胶粘剂具备优异的粘接性能,在制备和使用过程中会使用大量可挥发的有机溶剂,危害环境及人体健康。随着社会的进步,人们的环保意识的提高,对材料的安全性要求也越来越高,因此无溶剂的水性聚氨酯胶粘剂应运而生,并被广泛应用于鞋底粘接、汽车内饰物粘接、服饰加工和复合薄膜制造等行业。水性聚氨酯胶粘剂具有巨大的发展潜力,但还需要进行热稳定性、耐水性和粘接强度的提升。本文以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要反应单体,经小分子扩链剂进行扩链合成了单组分水性聚氨酯胶粘剂,选用甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为丙烯酸酯单体,通过接枝剂甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)使聚氨酯分子链与丙烯酸酯分子链之间建立化学连接,获得丙烯酸酯改性水性聚氨酯(WPUA)胶粘剂。通过调整初始-NCO/-OH值和改变小分子扩链剂种类,来控制聚氨酯主链结构;通过改变接枝剂含量,控制丙烯酸酯分子链和聚氨酯分子链之间的连接方式;通过调整丙烯酸酯含量和丙烯酸酯单体含量比,控制丙烯酸酯分子链的结构,并对胶粘剂的热稳定性、耐水性、粘接强度和其他性能进行研究。研究了初始-NCO/-OH值对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响,发现随着初始-NCO/-OH值的增大,WPU乳液粒径增大、稳定性下降,表面张力增大使浸润能力变差,表面自由能减小,疏水性能增强,吸水率降低,粘接强度获得大幅度提升。研究了小分子扩链剂种类即扩链方式对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响,醇类小分子扩链剂乙二醇(EG)扩链合成的单组分水性聚氨酯胶粘剂的粘接性能最好,剥离强度最高可达到3.45 N/mm,胺类小分子扩链剂乙二胺(EDA)合成的单组分水性聚氨酯胶粘剂吸水率低,耐水性能好。研究了接枝剂甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)含量对WPUA胶粘剂性能的影响,随着接枝剂HEMA含量的增多,乳液粒径减小,乳液表面张力减小浸润能力提升,耐水性和粘接性能都有所提升。研究了丙烯酸酯含量对WPUA胶粘剂性能的影响,随着丙烯酸酯含量的增多,WPUA乳液粒径变大,稳定性下降,表面张力减小浸润能力提升,热稳定性变好,粘接性能提高,当丙烯酸酯含量为50%时,吸水率最低为14.77%,耐水性最好。研究了丙烯酸酯单体含量对WPUA胶粘剂性能的影响,发现随着MMA含量减少BA含量增多,乳液粒径逐渐减小,表面张力减小,浸润能力提升,胶粘剂表面自由能增大,表面疏水性变差,粘接强度减小,耐水性降低。
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