环氧树脂增塑的高强度反应型丙烯酸酯压敏胶制备及研究

摘要

压敏胶黏剂(Pressure Sensitive Adhesive)具有良好粘接工艺和极强适应性，已经被广为使用。压敏胶可快速形成粘接力的主要原因是其具有特殊的粘弹性，主要由线性柔性基体树脂、增塑剂、增粘剂等构成能够溶解、分散或热熔的低模量体系产生，因此压敏胶尽管具有粘接工艺的优越性，但是粘接强度很低，抗蠕变性能较差，耐温性、耐候性和耐溶剂性能较差。因此研究开发具有高强度的压敏胶不仅需要从理论上解决其结构与性能之间的矛盾，也需要从方法上进行创新，这是当前压敏胶的一个重要发展方向和研究热点。
　　 本文结合压敏胶原理和环氧树脂固化原理，提出了从分子设计出发，通过制备无规丙烯酸酯共聚物，再配合环氧树脂增塑剂制备可固化型高强度压敏胶的方法。以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯为硬单体，提供基体树脂的内聚力，以丙烯酸丁酯为软单体，以甲基丙烯酸作为可交联链段，设计了丙烯酸酯聚合物作为压敏胶的基体树脂，以环氧树脂小分子作为丙烯酸酯聚合物的增塑剂，以降低模量，提供粘性和反应性。同时以环氧树脂的潜伏性固化剂作为反应型压敏胶的交联剂，得到一种固化前可以作为普通压敏胶使用，固化后达到结构胶粘接水平的反应型压敏胶。论文主要工作如下:
　　 1.对无规丙烯酸酯共聚物的分子结构进行了设计，并优化了其合成工艺，结果表明，选用88℃的反应温度，2.5小时的保温时间的聚合工艺为最佳。FT-IR、NMR证明了成功合成了丙烯酸酯共聚物。GPC表征表明所合成的产物数均分子量约为16万，随着丙烯酸丁酯含量的增加，丙烯酸酯聚合物的玻璃化转变温度逐渐降低，亲水性也随之降低，但常温下的储能模量变化不大。
　　 2.研究了DGEBA和DGEBF与特定结构丙烯酸酯共聚物的相容性。采用稀溶液浓度(DSV)法、溶度参数计算法、共溶剂法表征了DGEBA、DGEBF与丙烯酸酯聚合物的相容性;优选出了与环氧树脂完全相容的无规丙烯酸酯聚合物。
　　 3.用DSC和DMTA研究了体系中环氧树脂的用量对丙烯酸酯模量的影响，以及对体系玻璃化转变温度的影响。研究表明，环氧用量的增加，可以显著降低体系的Tg和模量，增大压敏胶固化之后的模量。当体系中双酚F的含量超过40％时，固化前体系的模量和Tg降低至压敏胶水平，固化后体系的模量达到结构胶水平。
　　 4.研究了反应型压敏胶固化前后的力学性能、及热力学性能。研究表明，环氧树脂与丙烯酸酯聚合物的质量比在1.2∶1时，压敏胶的力学性能达到最佳，通过SEM和DMTA对反应前后的连续相变化进行了研究，研究表明，固化过程中没有出现明显的相分离。压敏胶固化之前连续相为丙烯酸酯聚合物，固化之后变为环氧树脂与丙烯酸酯相互交联的网络结构。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 文献综述

1．1 压力敏感型胶黏剂概述

1．1．1 压敏胶定义

1．1．2 压敏胶的基本性能

1．1．3 压敏胶的分类

1．1．4 压敏胶的发展历程及前景

1．2 丙烯酸酯压敏胶研究进展

1．2．1 乳液型丙烯酸酯类压敏胶

1．2．2 溶剂型丙烯酸酯压敏胶

1．2．3 热熔型丙烯酸系压敏胶

1．2．4 辐射固化型丙烯酸系压敏胶

1．2．5 其它类型丙烯酸系压敏胶

1．2．6 丙烯酸酯压敏胶发展前景

1．3 反应型压敏胶研究进展

1．4 压敏胶的粘弹理论

1．4．1 压敏胶粘附与脱附理论假设模型

1．4．2 压敏胶的粘弹窗口理论

1．4．3 聚合物基本参数与压敏胶模量及性能的关系

1．4．4 压敏胶增粘树脂及相容性的判别

1．5 本论文选题的目的及意义

第二章 丙烯酸酯共聚物的合成及表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料与仪器

2．2．2 丙烯酸酯共聚物的合成

2．2．3 测试与表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 聚合工艺优化

2．3．2 红外表征

2．3．3 核磁表征

2．3．4 GPC表征

2．3．5 DMTA表征

2．3．6 BA含量对产物Tg的影响

2．3．7 BA含量对聚合物亲水性的影响

2．3．8 BA对丙烯酸酯动态力学性能的影响

2．4 本章小结

第三章 丙烯酸酯与环氧树脂的相容性研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料及仪器

3．3 测试与表征

3．3．1 α值和β值的测定

3．3．2 溶度参数的理论计算

3．3．3 共溶剂法表征相容性

3．4 结果与讨论

3．4．1 基团贡献法计算溶度参数

3．4．2 共溶剂法表征相容性

3．4．3 稀溶液粘度法(DSV法)表征相容性

3．4 本章小结

第四章 反应型压敏胶的制备及研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料及仪器

4．2．2 测试及表征

4．2．3 实验方法及过程

4．3 结果与讨论

4．3．1 环氧树脂对体系玻璃化转变温度的影响

4．3．2 环氧树脂／丙烯酸酯共混物的热力学性能研究

4．3．3 双酚F环氧树脂／聚丙烯酸酯固化物动态力学性能研究

4．3．4 固化物断面形貌表征

4．4 反应型压敏胶性能表征

4．4．1 压敏胶固化前性能表征

4．4．2 压敏胶固化后力学性能表征

4．4．3 压敏胶固化后固化物热失重分析

4．5 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及已发表的论文

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