【摘 要】
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随着生活水平的日益提高,各行业对胶黏剂的环保性的要求不断增加。目前市售鞋用胶以溶剂型胶黏剂为主,制备时使用大量有机溶剂,使得胶黏剂在生产及使用时会释放有害挥发性有机化合物,危害身体健康。同时,对皮革废弃物进行水解可得到天然高分子材料——明胶（GE）。由于明胶分子链上分布着不同的亲水官能团,导致明胶作胶黏剂时性能较差。水性聚氨酯（WPU）胶黏剂绿色环保的使用特点使其成为鞋用胶黏剂的研究热点,利用WP
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随着生活水平的日益提高,各行业对胶黏剂的环保性的要求不断增加。目前市售鞋用胶以溶剂型胶黏剂为主,制备时使用大量有机溶剂,使得胶黏剂在生产及使用时会释放有害挥发性有机化合物,危害身体健康。同时,对皮革废弃物进行水解可得到天然高分子材料——明胶（GE）。由于明胶分子链上分布着不同的亲水官能团,导致明胶作胶黏剂时性能较差。水性聚氨酯（WPU）胶黏剂绿色环保的使用特点使其成为鞋用胶黏剂的研究热点,利用WPU改性明胶,能够改善明胶胶黏剂的粘接性能。基于此,本研究以制革废皮屑中提取的工业明胶和封端型水性聚氨酯（MWPU）为原料,通过点击化学反应实现MWPU与明胶的快速交联,制备得到一种低温快速固化的新型鞋用胶黏剂。本课题的主要研究内容包括以下三个方面:（1）以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚四氢呋喃和（PTMG）、二羟甲基丙酸（DMPA）为原料,N-（4-羟基苯基）马来酰亚胺（4-HPM）为封端剂,通过预聚体法合成MWPU乳液。经单因素优化试验和正交试验,得到性能优异的MWPU乳液。FT-IR和紫外分析表明:水性聚氨酯分子上的异氰酸酯基与4-HPM的羟基反应,成功合成预期产物。与未封端的WPU相比,MWPU胶膜的吸水率从101.77%降低到84.42%,水接触角从56.2°提高到 80.7°。（2）以环氧氯丙烷（ECH）、糠醇（FA）为原料制备得到糠基缩水甘油醚（FGE）;并以合成的FGE的端环氧基与明胶的氨基反制备改性明胶（FGE/GE）;利用FGE/GE的呋喃基与MWPU的马来酰亚胺基通过点击化学反应制备得到改性明胶胶黏剂（MWPU-FGE/GE）。通过1H-NMR和FT-IR对所制备的胶黏剂进行了表征,证明MWPU-FGE/GE胶黏剂被成功制备。同时,将MWPU-FGE/GE胶黏剂应用在F-90鞣制的无铬鞣皮表面,研究结果表明:室温条件下,改性后的胶黏剂的剪切强度和T-剥离强度较未进行DA反应的胶黏剂（WPU-GE）有较大提升,但固化时间较长仍需进一步研究,为了缩短固化时间,升高固化温度至60℃时,固化时间仅需4 min,MWPU-FGE/GE胶黏剂的剪切和T-剥离强度分别达0.952 MPa和1.416 N/mm,已超过室温固化时的粘接强度。（3）选取氯丁-酚醛型单组份胶黏剂和粘得牢环保万能胶两种市售胶黏剂与MWPU-FGE/GE胶黏剂进行性能对比,结果表明:MWPU-FGE/GE胶黏剂的T-剥离强度和湿态剥离强度均为最佳。选取这两种市售胶黏剂与MWPU-FGE/GE胶黏剂进行复配,发现自制胶黏剂对两种市售胶黏剂的粘接性能均有增效作用。当MWPU-FGE/GE胶黏剂与氯丁-酚醛型胶黏剂的复配质量比为2:1,复配温度为45℃时,剪切强度、T-剥离强度和湿态剥离强度分别为 1.515 MPa、1.629 N/mm 和 1.274 N/mm。当 MWPU-FGE/GE 胶黏剂与万能胶的复配质量比为2:1,复配温度为45℃时,剪切强度、T-剥离强度和湿态剥离强度分别为0.827 MPa、0.950 N/mm和0.412 N/mm。MWPU-FGE/GE胶黏剂的粘接性能、耐水性和耐热性均优于改性前的工业明胶胶黏剂,MWPU、FGE和GE间交联网络的形成有效提高了工业明胶的性能,点击化学交联显著降低了明胶基胶黏剂的固化温度和固化时间,使其在鞋和箱包用胶黏剂领域更具有应用潜力。
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