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1、第32卷第6期惠州學院學報(自然科學版)Vol.32.No.62012年12月JOURNALOFHUIZHOUUNIVERSITYDec.2012聚(甲基丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸羥乙酯)改性聚氨酯膠粘劑的研究劉惠茹，葉麗芳(惠州學院化學工程系，廣東惠州516007)摘要:本文應(yīng)用本體聚合的方法合成了一種聚氨酯(PU)膠粘劑，采用正交實驗方法考察了2，4－甲苯二異氰酸酯(TDI)中的異氰酸根與聚酯多元醇(PBA)中的羥基摩爾比、擴鏈劑1，4－丁二醇(BDO)與聚酯多元醇(PBA)的摩爾比、催化劑的用量對聚氨酯
2、膠粘劑剝離強度的影響，從中優(yōu)化出最佳反應(yīng)條件。研究發(fā)現(xiàn)，當n(－NCO)/n(－OH)=2，BDO/PBA=0.4，催化劑的用量為PBA的0.005%時，合成的膠粘劑性能較佳。此外，探討了丙烯酸酯類改性聚氨酯膠粘劑，發(fā)現(xiàn)當甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)為15%(占PU量)，甲基丙烯酸甲酯(MMA)為15%和偶氮二異丁腈(AIBN)為0.3%時，膠粘劑的粘接強度得到較好的提高。關(guān)鍵詞:聚氨酯;膠粘劑;聚(甲基丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸羥乙酯)中圖分類號:O633文獻標識碼:A文章編號:1671－5934(2012
3、)06－0017－08聚氨酯即聚氨基甲酸酯(PU)是分子結(jié)構(gòu)中含有重復的氨基甲酸酯基(－NHCOO－)的聚合物的總稱，其結(jié)構(gòu)是由化學性質(zhì)明顯不同的軟段和硬段嵌段、接枝或互穿網(wǎng)絡(luò)的方式組成，具有耐磨、抗撕裂、抗撓性好的特點以及良好的粘接性能，同時還具有較高的機械強度和耐磨性。聚氨酯膠黏劑發(fā)展非常迅猛。1940年德國法本公司的研究人員首次發(fā)現(xiàn)異氰酸酯具有優(yōu)良的粘接性能，并在二戰(zhàn)中將其用在坦克履帶粘接上;50年代后期，德國Bayer公司開發(fā)了DESMDURS系列和DESMOPHENS系列的聚氨酯膠粘劑;1968
4、年美國Goodrich公司開發(fā)出無溶［1］劑型聚氨酯膠粘劑，1978年又開發(fā)出單組分濕固化聚氨酯膠粘劑。我國聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)始于20世紀60年代末，上海合成樹脂研究所和上海新光化工廠研制成功了溶劑型通用膠。20世紀90年代后，聚氨酯膠粘劑需求高速增長，據(jù)初步調(diào)查，目前用量大概20萬噸，可見聚氨酯膠粘劑［2］發(fā)展前景良好。通過調(diào)節(jié)軟段和硬段的比例及不同多元醇的結(jié)構(gòu)，可以獲得性能各異的聚氨酯膠粘劑。為了克服聚氨酯耐水性、耐溶劑性的不足及降低成本，需對聚氨酯進行改性。丙烯酸類對聚氨酯改性是其中之一。丙烯酸類成本
5、低，含雙鍵的丙烯酸系單體通過自由基聚合制得丙烯酸類高聚物(PA)，具有良好的綜合力學性能，與聚氨酯形成［3～10］互穿網(wǎng)絡(luò)可提高聚氨酯的拉伸強度和斷裂伸長率，改善聚氨酯的力學性能。為了滿足市場上對優(yōu)良膠粘劑的需求，本文通過正交實驗方法考察異氰酸根與羥基摩爾比(－－NCO/－－OH)，擴鏈劑與聚酯多元醇摩爾比(BDO/PBA)，催化劑的用量等因素對膠粘劑粘合性能的影響，在此基礎(chǔ)上加入一定量丙烯酸羥乙酯、丙烯酸甲［11，12］酯，制備改性膠，并借助紅外及物性測試等手段探討丙烯酸酯類化合物對改性的聚氨酯結(jié)構(gòu)與性
6、能的影響。1實驗部分1.1儀器和試劑SHB－Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司;2XZ－0.5型旋片式真空泵，中國臨海市精工真空設(shè)備廠;DF－101S集熱式磁力加熱攪拌器，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠;電子恒溫水浴鍋，深圳市沙頭角國華儀器廠;YH系列電熱器(250ml)，江蘇近湖鎮(zhèn)教學儀器廠;JJ－1增力電動攪拌器，重慶吉祥教學實驗設(shè)備有限公司;收稿日期:2012－10－20基金項目:惠州市科技計劃項目(2005G50)通訊作者:劉惠茹(1962－)，女，廣東東莞人，副教授，研究方向為精細化工。·18
7、·惠州學院學報(自然科學版)2012年第32卷指針式拉壓測力機，溫州山度儀器有限公司;TENSOR27型紅外光譜儀，BRUKER公司;GZX－DH.400－S－Ⅱ電熱恒溫干燥箱，上海實驗儀器廠;FA160A電子天平，儀器有限公司。己二酸(AA)、三乙醇胺和濃硫酸，廣東汕頭西隴化學廠;1，4—丁二醇(BDO)，廣東汕頭西隴化學廠;甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，天津科密歐化學試劑廠;甲苯二異氰酸酯(TDI)、丁酮和二月桂酸二丁基錫(DBTL)，天津瑞金化學品有限公司;偶氮二異丁腈(A
8、IBN)，天津大茂化學試劑廠;乙酸乙酯、對苯二酚，廣東汕頭光華化學廠;乙酸鋅，天津北宏化學試劑廠。所用藥品皆為分析純，AR。1.2實驗方法1.2.1PBA的制備將一定量的AA、BDO和乙酸鋅(50～70mg/100g醇酸質(zhì)量和)投入50ml三頸燒瓶中，先抽真空后充入氮氣(該操作連續(xù)進行三次)，將反應(yīng)體系密封。升溫至120℃～130℃，待反應(yīng)物部分熔融后開動攪拌，反應(yīng)物全部溶解后，將溫度上調(diào)到160℃～180℃，期間有大量水汽產(chǎn)
