水性聚氨酯分子结构与粘结强度的关系研究

发布时间：2017-03-26 09:06

  本文关键词：水性聚氨酯分子结构与粘结强度的关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚氨酯（PU）作为新的高分子材料已广泛使用，但溶剂型聚氨酯中的有机溶剂会对环境造成污染。为了减少溶剂挥发污染环境，水性聚氨酯的国内外开发和研究愈加广泛。本文讨论了分子结构对水性聚氨酯胶粘剂的粘结强度的影响。其主要内容： 1.研究HMDI型水性聚氨酯胶粘剂结构对粘结强度的影响 以聚四氢呋喃二醇（PTMEG），二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI），2，2`-二羟甲基丙酸（DMPA）1，4-丁二醇(BDO)为主要原料，，预聚合成了WPU。通过耐水性，耐乙醇性，拉伸强度，粘结强度等性能的测试，研究了HMDI含量，DMPA含量，PTMEG分子量，R值的大小对水性聚氨酯胶粘剂性能的影响。结果表明：当HMDI含量为33%，R=1.2，DMPA含量为5%，软段分子量为2000时，拉伸强度，粘结强度较高，分别为11.48Mpa，0.56Mpa。 2.研究硅烷偶联剂KH-602改性对水性聚氨酯胶粘剂粘结强度的影响 为了提高水性聚氨酯胶粘剂的粘结强度，本文采用硅烷偶联剂（KH-602）对HMDI型水性聚氨酯胶粘剂进行了改性。研究表明：硅烷偶联剂能降低表面张力，使水性聚氨酯胶粘剂能更好的润湿基材，从而极大的提高了粘结强度。硅烷偶联剂有助于使胶粘剂形成网状结构，使材料具有很好的耐溶剂性（乙醇），力学性能和粘结强度大大提高。研究结果表明，硅烷偶联剂KH-602用量为2%时，其粘结强度高达0.71MPa，远大于未改性的WPU粘结强度0.56MPa。耐乙醇性测试发现，未改性的WPU与乙醇互溶，而改性后的WPU耐乙醇性高达1.46%，有很大提高。 3.研究不同结构的异氰酸酯对水性聚氨酯胶粘剂粘结强度的影响 分别以HMDI，异佛\酮二异氰酸酯（IPDI），4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为硬链段， PTMEG为软链段， DMPA为亲水单体， BDO为小分子扩链剂制备了不同硬链段的WPU。用IR、TG、DSC等表征方法测试，研究发现：以HMDI为硬链段的水性聚氨酯胶粘剂的热失重温度大约为270℃，远远高于IPDI型和MDI型WPU胶粘剂。采用电子剥离试验机对材料进行了力学性能和粘结强度的测试，结果显示具有芳香族结构异氰酸酯可使水性聚氨酯（MDI）具有较高的力学性能。
【关键词】：水性聚氨酯 粘结强度 硅烷偶联剂 改性
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ433.432
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 课题的研究背景及意义11-13
• 1.2 水性聚氨酯胶粘剂的粘结原理13-15
• 1.2.1 润湿与结构的关系13-14
• 1.2.2 水性聚氨酯胶粘剂和材料的粘接理论14-15
• 1.3 水性聚氨酯研究的发展过程15
• 1.4 国内外对水性聚氨酯研究工作的分类总结15-23
• 1.4.1 不同结构的异氰酸酯对 WPU 粘结强度的影响16-18
• 1.4.2 低聚物多元醇的结构和分子量对 WPU 粘结强度的影响18-20
• 1.4.3 扩链剂结构和含量对水性聚氨酯粘结强度的影响20-21
• 1.4.4 改性剂对水性聚氨酯粘结强度的影响21-23
• 1.5 本课题的主要目的及现阶段完成的研究内容23-25
• 1.5.1 课题研究的主要目的23
• 1.5.2 课题研究的主要内容23-25
• 第二章 实验基础25-38
• 2.1 实验部分25-28
• 2.1.1 实验药品25-27
• 2.1.2 实验仪器27
• 2.1.3 实验装置27-28
• 2.2 实验原理28-30
• 2.2.1 水性聚氨酯反应原理28-30
• 2.3 水性聚氨酯的制备方法30-33
• 2.3.1 HMDI 型及 IPDI 型 WPU 的实验步骤31-32
• 2.3.2 MDI 型 WPU 的实验步骤32
• 2.3.3 水性聚氨酯的制备流程图32-33
• 2.4 水性聚氨酯胶膜的制备33
• 2.5 性能测试与结构表征33-38
• 2.5.1 乳液外观33
• 2.5.2 乳液粘度的测定33
• 2.5.3 乳液稳定性的测定33
• 2.5.4 预聚体 NCO 含量的测定33-34
• 2.5.5 乳液固含量的测定34-35
• 2.5.6 FTIR 的测定35
• 2.5.7 耐水性的测定35-36
• 2.5.8 耐乙醇性的测定36
• 2.5.9 胶膜力学性能的测定36-37
• 2.5.10 胶膜热力学性能的测定37-38
• 第三章 HMDI 型水性聚氨酯胶粘剂的性能研究38-51
• 3.1 红外图谱分析38-39
• 3.2 不同含量的 HMDI 对水性聚氨酯胶粘剂性能的影响39-44
• 3.2.1 HMDI 含量对 WPU 乳液性能的影响40-41
• 3.2.2 HMDI 含量对 WPU 胶膜性能的影响41-42
• 3.2.3 HMDI 含量对水性聚氨酯膜的粘结强度影响42-44
• 3.3 DMPA 含量对 WPU 胶粘剂性能的影响44-46
• 3.4 不同低聚物多元醇的分子量对 WPU 胶粘剂性能的影响46
• 3.5 不同 R 值对水性聚氨酯性能的影响46-47
• 3.6 硅烷偶联剂对水性聚氨酯胶粘剂的性能影响47-50
• 3.6.1 硅烷偶联剂对 WPU 的力学性能影响48-49
• 3.6.2 硅烷偶联剂改性对水性聚氨酯粘结强度的影响49-50
• 3.7 本章小结50-51
• 第四章 不同结构的异氰酸酯对 WPU 性能的研究51-59
• 4.1 红外谱图分析52-53
• 4.2 不同结构的异氰酸酯对 WPU 外观及稳定性的影响53-54
• 4.3 不同结构的异氰酸酯对 WPU 乳液粘度的影响54
• 4.4 不同结构的异氰酸酯对 WPU 胶膜力学性能的影响54-56
• 4.5 不同结构的异氰酸酯对 WPU 热稳定性的影响56-57
• 4.6 不同结构的异氰酸酯合成的 WPU DSC 测试分析57
• 4.7 本章小结57-59
• 第五章 结论59-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张大鹏;何立凡;王海侨;李效玉;;硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂[J];北京化工大学学报(自然科学版);2011年05期

2 谢筱薇,傅和青,黄洪,陈焕钦;水性聚氨酯胶粘剂及其在包装领域的应用[J];包装工程;2005年02期

3 刘雷;谭美军;王正祥;张娜;;聚醚-聚酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成[J];广东化工;2010年02期

4 李晓萱;何国平;伍胜利;;水性聚氨酯的硬段结晶与粘接性能[J];高分子材料科学与工程;2009年03期

5 陈精华,刘伟区,宣宜宁,张斌;氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷改性聚氨酯的研究[J];功能高分子学报;2004年01期

6 谭晓玲,果云,潘肇琦,董亚明,张波;软段对水性聚氨酯结构与性能的影响[J];功能高分子学报;2004年02期

7 邓艳文;傅和青;张小平;黄洪;陈焕钦;;环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成研究[J];中国胶粘剂;2006年05期

8 袁月兰;钟达飞;;不同结构的水性聚氨酯的合成及其性能研究[J];中国胶粘剂;2008年04期

9 杜辉;赵雨花;王军威;亢茂青;相宏伟;王心葵;;聚碳酸酯二醇型水性聚氨酯胶粘剂的研究[J];中国胶粘剂;2008年08期

10 赵文涛;郑水蓉;张聪莉;;环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的研究[J];中国胶粘剂;2010年02期

  本文关键词：水性聚氨酯分子结构与粘结强度的关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：268566