【碩士】聚氨酯基單組份密封膠粘劑固化行為及泡沫材料的制備研究

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　　【碩士】聚氨酯基單組份密封膠粘劑固化行為及泡沫材料的制備研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：北京化工大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　聚氨酯(PU)是分子主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯鏈段㈣coo--)的一類聚合物。聚氨酯由于具有優(yōu)良的彈性，耐低溫性，耐磨性和對基材的良好粘附性等特點(diǎn)，以及其原料品種多樣化，配方調(diào)整的自由度大，廣泛應(yīng)用于泡沫塑料，彈性體，涂料，膠粘劑等領(lǐng)域。　　論文分別對單組份聚氨酯密封膠粘劑固化行為分析、力學(xué)性能和粘接性能進(jìn)行研究，并建立完整的評價(jià)系統(tǒng)，在研究過程中發(fā)現(xiàn)了聚氨酯預(yù)聚物與無機(jī)硅酸鹽反應(yīng)制備新型泡沫塑料的新體系。論文主要工作如下：　　采用多種分析手段對單組份聚氨酯密封膠粘劑(PU)和硅烷改性聚氨酯膠粘劑(SPU)的進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征、各種溫度和濕度條件下的固化行為、貯存穩(wěn)定性、粘接性能、力學(xué)性能和耐化學(xué)試劑性能等對比研究。結(jié)果表明：PU和SPU在FTIR譜圖的2265cml和1485cml有異氰酸酯(NCO)和Si．CH3吸收峰的明顯差別，表明端基結(jié)構(gòu)不同；具有PU結(jié)構(gòu)的Sikaflex．256、Sikaflex．265、SikaTack．Drive、SikaTack．Ultrafast和具有SPU結(jié)構(gòu)的Sikaflex．555在固化溫度分別23℃，30℃，35℃和40℃(相對濕度為95％)時，五種膠粘劑表干時間分別從20rain、29rain、llmin、12min和13min減d,N 7min、8min、4min、4rain和4rain，固化速率分別從5．22mm／24h、5．34mm／24h、5．62mm／24h、5．60rnm／24h和5．44mm／24h增大到6．32mm／24h、7．78mm／24h、>1 0．00mm／24h、>1 0．00mm／24h和7．27mm／24h；當(dāng)相對濕度分別為50％，65％，80％和95％時(固化溫度為23℃)，五種膠粘劑的表干時間分別從43min、48min、15min、12min和24min減小到20min、29min、7min、9min和13min，固化速率分別從3．98mm／24h、4．00mm／24h、3．82mm／24h、4．06mm／24h和4．08mm／24h增到大5．22mm／24h、5．34mm／24h、5．62mm／24h、5．60mrn／24h和5．44mm／24h，表明二者具有類似的固化行為；膠粘劑在室溫貯存的12個月內(nèi)，表干時間和固化速度基本保持不變，說明五種聚氨酯膠粘劑具有良好的貯存穩(wěn)定性；非標(biāo)準(zhǔn)溫度和濕度條件下膠粘劑的固化行為研究結(jié)果表明，當(dāng)冬季(低．溫、高濕度)的固化速率較慢，而在夏季(高溫、低濕度)固化速率較快：具有PU結(jié)構(gòu)特征的Sikaflex．256，Sikaflex．265，SikaTack．Drive和SikaTack．Ultrafast四種聚氨酯膠粘劑的拉伸強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度分別為8．2MPa、’6．8 MPa、9．3 MPa、6．6 MPa和1 9N／mm、20 N／mm、1 9 N／mm、19 N／mm均優(yōu)于Sikaflex．555的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度(5．8 MPa和13N／ram)在標(biāo)準(zhǔn)條件下和北京氣候條件下，隨著固化時間的延長，PU和SPU拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度先迅速增大，最后基本保持不變；斷裂伸長率先迅速減小，最后基本保持不變；PU密封膠粘劑只與經(jīng)清洗劑和活化劑處理的基材表面具有良好的粘接性能，膠粘劑與被活化的玻璃、鍍鋅鋼板和鋼板三種基材的180。剝離強(qiáng)度從大到小依次是：活化玻璃>活化鍍鋅鋼板>活化鋼板，而SPU(Sikaflex．555)與未處理和處理的基材表面均有良好的粘接性能?！　? 用同樣的評價(jià)體系對國內(nèi)外同類產(chǎn)品進(jìn)行研究，結(jié)果顯示在Sika系列的膠粘劑在固含量、表干時間、固化速率和力學(xué)性能均優(yōu)于同類其他產(chǎn)品。發(fā)現(xiàn)了聚氨酯預(yù)聚物與水玻璃反應(yīng)制備有機(jī)／無機(jī)材料新體系，初步提出了固化反應(yīng)機(jī)理，并采用該體系制備了有機(jī)無機(jī)泡沫體。結(jié)果表明：在溫度為IO。C，水玻璃與多苯基多次甲基異氰酸酯(PAPI)質(zhì)量比為5：4，以正戊烷為發(fā)泡劑，硅油為穩(wěn)定劑和辛酸亞錫為催化劑制備了穩(wěn)定的泡沫體系。　　

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