水性聚氨酯粘合剂的制备及改性研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:WUTEK2008
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水性聚氨酯(WPU)是一种以水为分散介质的聚氨酯体系,由于其无毒、环保、使用安全,已经引起了国内外的广泛关注。水性聚氨酯具有优良的柔韧性、耐冲击性、耐磨性和耐低温性能等特点,已在胶黏剂方面取得了广泛的应用。  本论文首先以聚醚二元醇(N210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,通过配方设计不同的二羟甲基丙酸的含量和不同R值(NCO/OH),成功制备合成了一系列羧酸型阴离子水性聚氨酯乳液,本研究通过粒径分析、粘度测试等方法研究了乳液的结构与性能,并对胶膜的热学性能、力学性能、吸水率及其T型剥离强度进行了表征。研究发现随着二羟甲基丙酸含量的增加,乳液粒径降低,粘度上升,胶膜吸水率上升,拉伸强度升高,断裂伸长率降低,T型玻璃强度升高;随着R值的增大,乳液粒径变大,粘度变小,胶膜吸水率下降,拉伸强度升高,断裂伸长率下降,T型剥离强度升高。  本论文设计合成出了一类可用于水性聚氨酯的磺酸盐型亲水扩链剂,采用间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、二元醇为初始原料,通过酯交换反应制备得到磺酸盐型亲水扩链剂。并以其代替二羟甲基丙酸制备了不同磺酸盐含量的水性聚氨酯乳液,通过红外光谱、光散射仪、粘度仪、透射电镜、凝胶渗透色谱等研究了水性聚氨酯乳液的结构与性能,其热性能和力学性能通过差示扫描量热法、热重和拉伸仪器表征。我们发现随着磺酸盐亲水基团含量的增加,水性聚氨酯乳液的粒径下降,粘度上升,胶膜吸水率升高,分子量增大,玻璃化转变温度升高。该磺酸盐型乳液吸水率、热学性能、力学性能均较好,具有良好的应用性能。  本论文还采用共混法对水性聚氨酯进行改性,得到丙烯酸改性水性聚氨酯乳液,将丙烯酸改性的水性聚氨酯乳液均匀的涂覆在聚四氟乙烯模板上,干燥成膜,对乳液的固含量,对膜的邵氏硬度、吸水率、接触角、力学性能,以及改性后作为胶黏剂使用的T型剥离强度,研究表明:通过用丙烯酸对水性聚氨酯乳液改性可以提高其固含量,随着丙烯酸含量的增加,胶膜邵氏硬度下降,吸水率下降,接触角增大,胶膜耐水性增强;随着丙烯酸含量的增加,胶膜的力学性能有所下降,但是T型剥离强度升高。
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