复合玻璃用TPU胶片的成型及改性研究
发布时间：2022-02-14 17:17
复合玻璃由于其优异的安全性能在建筑、交通等领域获得了广泛的应用。对于复合玻璃而言,中间层胶片的性能至关重要,既要有优异的力学性能,也要符合一定的光学性能要求。热塑性聚氨酯弹性体（TPU）胶片具有广泛且良好的粘结特性,是新型有机-无机复合玻璃中重要的粘接材料。但由于TPU原料对温度、剪切速率因素十分敏感,易出现胶片厚度不均、力学、光学性能不稳定等问题,且两侧所粘接的两种性质差异较大的有机、无机透明材料,对其粘结性能提出了更高的要求。上述因素造成了TPU胶片质量难以把控,产品价格较高的问题,在一定程度上限制了TPU胶片的广泛应用。因此,探究工艺参数对TPU胶片质量的影响并对胶片进行表面改性,对于提高胶片质量,降低产品成本具有十分重要的意义。本文采用挤出流延法制备TPU胶片,系统研究了机头温度、螺杆转速以及流延辊温度和转速等对胶片力学性能、光学性能及厚度均匀性的影响,探索TPU胶片生产的最佳工艺参数。利用硅烷偶联剂KH550对最佳工艺条件下制备得到的TPU胶片进行表面改性,分析偶联剂水解时间及超声处理时间对胶片表面基团、热稳定性、DSC、表面形貌、光学性能及粘接性能的影响。最后利用改性得到的...
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TPU微相分离示意图
、喷砂、火焰极化等表面处理后PE进行粘接强度对比发现，硅烷偶联剂处理后的PE较打磨处理后的粘接强度提高80%，较喷砂处理后的提高66%，较火焰极化处理后的提高44%。在探究硅烷偶联剂处理对粘接强度的影响规律时发现，硅烷偶联剂质量分数在5%—10%之间，水解48h时具有最佳粘接强度。硅烷偶联剂是提高胶片粘接性能的有效方法，从上述研究中可以看出，当前针对TPU的硅烷偶联剂表面改性研究较少，同时，偶联剂的水解时间及处理时间也会对改性效果造成重要影响，因此有必要对两个时间进行探究。硅烷偶联剂与胶片的作用机理见于图1-2，硅烷偶联剂中心为硅原子，分别连接三个烷氧基团和一个反应性有机基团如氨基等。在使用前，硅烷偶联剂需要进行水解，烷氧基团在水解后生成硅羟基，胶片在水解后的硅烷偶联剂溶液中经过处理后，表面氨酯基、羧基等极性基团会与硅烷偶联剂的反应性基团发生化学反应，同时也会与水解生成的硅羟基之间形成氢键[90-95]。当胶片与无机玻璃进行复合时，胶片表面硅羟基会与无机玻璃表面离子反应生成Si-O-M共价键，从而提高胶片与无机玻璃之间的粘接强度。硅烷偶联剂表面改性是有效提高有机、无机材料之间粘接性能的改性方法。同时，由于其使用方便，成本较低，对于工业化生产也有着巨大优势。图1-2硅烷偶联剂改性原理图Fig.1-2Schematicdiagramofsilanecouplingagentmodification
第二章TPU胶片的成型、改性及测试19图2-1TPU胶片生产设备Fig.2-1TPUsheetproductionequipment图2-2TPU胶片生产设备分段示意图Fig.2-2DiagramofTPUsheetproductionequipment表2-3单螺杆挤出机及流延辊参数Table2-3Parametersofthesinglescrewextruderandthecastingroll性能指标标称值螺杆直径25mm螺杆长径比30:1螺杆最高转速120rpm流延辊直径300mm流延辊额定转速10rpm
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光刻蚀法制备GH4169超疏水表面及性能研究[J]. 马宁,程丹,张景强,赵树国,李景春,单宝峰. 中国铸造装备与技术. 2020(02)
[2]夹层玻璃PVB黄变缺陷的原因分析及解决方案[J]. 吴欢欢. 资源信息与工程. 2019(01)
[3]PET薄膜用水性聚氨酯胶黏剂的制备[J]. 宋有信,鲍俊杰,陶灿,许戈文,黄毅萍,程芹. 应用化工. 2018(04)
[4]PVB夹层玻璃的失效扩展[J]. 苟瑞君,张少华. 材料科学与工程学报. 2017(04)
[5]紫外辐照下透明聚氨酯胶片老化机理[J]. 欧迎春,马晓娜,张延芳,付静,秦瑞祥,马眷荣. 航空材料学报. 2017(01)
[6]夹层玻璃受冰雹冲击的有限元模拟和冲击点的动态响应[J]. 林荣会,杨冉,龚宇龙. 硅酸盐通报. 2016(11)
[7]复合玻璃材料的制备方法及研究进展[J]. 刘冬梅. 科技展望. 2015(32)
[8]夹层安全玻璃的特性及在建筑中的应用[J]. 文武艺,王震. 科技风. 2015(15)
[9]硅烷偶联剂对EVA太阳能电池封装膜/玻璃粘接性能的影响[J]. 翟光正. 化工管理. 2014(17)
[10]超薄复合汽车玻璃的设计及其防护性能分析[J]. 费晓燕,凌建寿,张仑,曹元,陈文杰,陈林. 警察技术. 2014(01)
博士论文
[1]聚氨酯的微相分离结构调控、性能和应用[D]. 陶灿.安徽大学 2018
硕士论文
[1]耐水解热塑性聚氨酯的合成与研究[D]. 刘洋子健.北京化工大学 2018
[2]聚氨酯弹性体硬段结构与隔振特性关系研究[D]. 夏天琦.哈尔滨工程大学 2018
[3]复合防护玻璃制备、改性及其性能研究[D]. 姚忠华.浙江大学 2016
[4]抗空蚀弹性体涂层的研制及性能研究[D]. 陶业立.机械科学研究总院 2015
[5]超薄汽车防护玻璃面板增强及性能研究[D]. 尤增宇.浙江大学 2015
[6]热塑性聚氨酯弹性体的制备及其流延膜的加工研究[D]. 刘勇.北京化工大学 2014
[7]改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及其对非极性膜粘接性能的研究[D]. 颜财彬.华南理工大学 2013
[8]夹层玻璃用高性能PVB薄膜的制备和性能研究[D]. 张若男.东华大学 2012
[9]聚氨酯弹性体的制备与性能研究[D]. 崔言云.中北大学 2011
[10]热塑性聚氨酯弹性体性能的研究[D]. 李樾.北京化工大学 2010
本文编号：3624957
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TPU微相分离示意图
、喷砂、火焰极化等表面处理后PE进行粘接强度对比发现，硅烷偶联剂处理后的PE较打磨处理后的粘接强度提高80%，较喷砂处理后的提高66%，较火焰极化处理后的提高44%。在探究硅烷偶联剂处理对粘接强度的影响规律时发现，硅烷偶联剂质量分数在5%—10%之间，水解48h时具有最佳粘接强度。硅烷偶联剂是提高胶片粘接性能的有效方法，从上述研究中可以看出，当前针对TPU的硅烷偶联剂表面改性研究较少，同时，偶联剂的水解时间及处理时间也会对改性效果造成重要影响，因此有必要对两个时间进行探究。硅烷偶联剂与胶片的作用机理见于图1-2，硅烷偶联剂中心为硅原子，分别连接三个烷氧基团和一个反应性有机基团如氨基等。在使用前，硅烷偶联剂需要进行水解，烷氧基团在水解后生成硅羟基，胶片在水解后的硅烷偶联剂溶液中经过处理后，表面氨酯基、羧基等极性基团会与硅烷偶联剂的反应性基团发生化学反应，同时也会与水解生成的硅羟基之间形成氢键[90-95]。当胶片与无机玻璃进行复合时，胶片表面硅羟基会与无机玻璃表面离子反应生成Si-O-M共价键，从而提高胶片与无机玻璃之间的粘接强度。硅烷偶联剂表面改性是有效提高有机、无机材料之间粘接性能的改性方法。同时，由于其使用方便，成本较低，对于工业化生产也有着巨大优势。图1-2硅烷偶联剂改性原理图Fig.1-2Schematicdiagramofsilanecouplingagentmodification
第二章TPU胶片的成型、改性及测试19图2-1TPU胶片生产设备Fig.2-1TPUsheetproductionequipment图2-2TPU胶片生产设备分段示意图Fig.2-2DiagramofTPUsheetproductionequipment表2-3单螺杆挤出机及流延辊参数Table2-3Parametersofthesinglescrewextruderandthecastingroll性能指标标称值螺杆直径25mm螺杆长径比30:1螺杆最高转速120rpm流延辊直径300mm流延辊额定转速10rpm
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光刻蚀法制备GH4169超疏水表面及性能研究[J]. 马宁,程丹,张景强,赵树国,李景春,单宝峰. 中国铸造装备与技术. 2020(02)
[2]夹层玻璃PVB黄变缺陷的原因分析及解决方案[J]. 吴欢欢. 资源信息与工程. 2019(01)
[3]PET薄膜用水性聚氨酯胶黏剂的制备[J]. 宋有信,鲍俊杰,陶灿,许戈文,黄毅萍,程芹. 应用化工. 2018(04)
[4]PVB夹层玻璃的失效扩展[J]. 苟瑞君,张少华. 材料科学与工程学报. 2017(04)
[5]紫外辐照下透明聚氨酯胶片老化机理[J]. 欧迎春,马晓娜,张延芳,付静,秦瑞祥,马眷荣. 航空材料学报. 2017(01)
[6]夹层玻璃受冰雹冲击的有限元模拟和冲击点的动态响应[J]. 林荣会,杨冉,龚宇龙. 硅酸盐通报. 2016(11)
[7]复合玻璃材料的制备方法及研究进展[J]. 刘冬梅. 科技展望. 2015(32)
[8]夹层安全玻璃的特性及在建筑中的应用[J]. 文武艺,王震. 科技风. 2015(15)
[9]硅烷偶联剂对EVA太阳能电池封装膜/玻璃粘接性能的影响[J]. 翟光正. 化工管理. 2014(17)
[10]超薄复合汽车玻璃的设计及其防护性能分析[J]. 费晓燕,凌建寿,张仑,曹元,陈文杰,陈林. 警察技术. 2014(01)
博士论文
[1]聚氨酯的微相分离结构调控、性能和应用[D]. 陶灿.安徽大学 2018
硕士论文
[1]耐水解热塑性聚氨酯的合成与研究[D]. 刘洋子健.北京化工大学 2018
[2]聚氨酯弹性体硬段结构与隔振特性关系研究[D]. 夏天琦.哈尔滨工程大学 2018
[3]复合防护玻璃制备、改性及其性能研究[D]. 姚忠华.浙江大学 2016
[4]抗空蚀弹性体涂层的研制及性能研究[D]. 陶业立.机械科学研究总院 2015
[5]超薄汽车防护玻璃面板增强及性能研究[D]. 尤增宇.浙江大学 2015
[6]热塑性聚氨酯弹性体的制备及其流延膜的加工研究[D]. 刘勇.北京化工大学 2014
[7]改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及其对非极性膜粘接性能的研究[D]. 颜财彬.华南理工大学 2013
[8]夹层玻璃用高性能PVB薄膜的制备和性能研究[D]. 张若男.东华大学 2012
[9]聚氨酯弹性体的制备与性能研究[D]. 崔言云.中北大学 2011
[10]热塑性聚氨酯弹性体性能的研究[D]. 李樾.北京化工大学 2010
本文编号：3624957
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