聚酯多元醇的合成及湿固化聚氨酯胶粘剂的制备

摘要

单组份湿固化聚氨酯热熔胶具有优良的物理、化学和机械性能，作为一种固含100％的热熔胶，对人体无毒害，是一种符合“环保、健康、安全”三大要求的新型胶粘剂。传统的单组份湿固化聚氨酯热熔胶通常以己二酸系多元醇为主体制备聚氨酯热熔胶，这种聚氨酯结晶能力强，物理固化速度快，开放时间短，但柔韧性较差。以聚醚为主体的聚氨酯热熔胶虽然柔韧性得到改善，但胶黏剂的剥离强度，耐热性又较差。
　　 本文以TPA，OPA，AA，EG为共聚单体，聚合出非结晶性聚酯多元醇，确定了非结晶性聚酯多元醇最佳的聚合工艺。以此类非结晶性聚酯多元醇为主体与异氰酸酯反应制备出了有别于传统的以己二酸系列多元醇为主体的聚氨酯热熔胶。利用羟值分析法和核磁波谱(NMR)法确定多元醇的羟值，分子量，组成和链结构并确认合成的最佳工艺；通过对热熔胶基本性能的测试了解样品的基本力学性能；利用红外光谱法(FTIR)研究聚氨酯热熔胶的固化过程和水解过程；利用差热分析法(DSC)研究了以不同多元醇为主体的热熔胶的熔融和结晶特点；利用热失重法(TG)考察了聚氨酯热熔胶的耐热性。研究结果表明：
　　 1．聚合工艺对聚酯多元醇的最终品质有着重要的影响，本文通过大量的实验找出了合成非结晶性聚酯多元醇的最佳工艺；
　　 2．由热熔胶的基本力学性能测试表明，非结晶聚酯多元醇作为主体合成出的聚氨酯热熔胶开放时间明显增加的同时保持较高的最终强度，并表现突出的柔韧性；
　　 3．由热熔胶固化过程和水解过程知非结晶聚酯多元醇作为主体合成出的聚氨酯热熔胶的固化速度并没有降低，聚氨酯因为非结晶主体的引入而初期强度不高，但由固化过程的-NCO基团的红外谱图的变化得知三类聚氨酯几乎在同一时间达到剥离强度的最大值，说明非结晶性主体对于湿固化聚氨酯热熔胶的化学固化几乎没有影响；由水解过程的FTIR红外谱图的变化配合剥离强度的测试表明，以聚醚为主体的聚氨酯热熔胶具有优异的耐水性，以非结晶性聚酯为主体的聚氨酯热熔胶由于引入了大量苯环基团，体积效应的阻碍作用减弱了酯键的水解，所以具有比结晶性聚氨酯热熔胶更好的耐水性能；
　　 4．三类聚氨酯热熔胶的的DSC证明了结晶性聚氨酯热熔胶的固化特征-结晶能力强，物理固化快，具有更高的初期强度，以非结晶性聚酯多元醇为主体的聚氨酯热溶胶无明显的熔融和结晶峰，说明其在固化时的放热比较平缓，放热均匀，这间接说明了其开放时间长的原因；
　　 5．通过对聚氨酯热熔胶的TG，DTG进行热降解动力学分析，以Kssinger方法1n(B/T2max)对1000/T做图我们发现，引入非结晶聚酯主体的聚氨酯热熔胶由于苯环结构的引入使其具有最高的活化能E值，这证明了含有苯环的非结晶性聚酯主体不但具有长的开放时间，在耐热性方面也有优势，这无疑增强了其作为工程胶黏剂的安全性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 湿固化聚氨酯胶粘剂的粘接机理

1.2 湿同化聚氨酯胶粘剂的主要原料

1.3 湿固化聚氨酯胶粘剂研究进展

1.4 湿固化聚氨酯胶粘剂发展趋势及应用

1.5 本课题主要研究内容

第二章 聚酯多元醇的合成，工艺优化及表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 湿固化聚氨酯胶粘剂的制备及性能测试

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 热性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 热性能DSC分析

4.4 热失重分析(TG)

4.5 热降解动力学研究

4.6 小结

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果

致谢