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1、聚氛酯改性环氧树脂胶黏剂的研究一. 选题的目的及意义：聚氨酯PU是一类常用的高分子材料，以甲苯-2,4-二异割酸酯TDI 和二醇类为原料合成，结构中既有柔性的 C-C链和C-O-C链，乂有活性的酰 胺基团，与环氧树脂相容性好。改性后的环氧树脂 EPP强度和韧度都得到 提高，特别适用于环氧浇注、环氧涂料等方面，具有良好的应用前景。二. 选题的国内外研究概况和趋势设计只介绍相应产品的用途、作品的应用等胶黏剂的一类古老而乂年轻的材料，早在数千年前，人类的祖先就已经 开始使用胶黏剂。到上个世纪初，合成酚醛树脂的创造，开创了胶黏剂的现 代开展史。胶黏剂是具有良好粘结性能的物质，特别是合成胶黏剂强度高，
2、对材质不同的重金届与非金届之间均可实现有效粘结，并且已经在越来越多的领域代替了机械粘结，从而为各行业简化工艺、节约能源、降低本钱，提 高经济效益提供了有效途径。全球胶黏剂、密封剂和外表处理剂市场总规模 约500亿欧元680亿美元，其中工业胶黏剂市场占44%的份额。上世纪90年代，我国胶黏剂进入了一个高速开展的新阶段。 本世纪前8 年，随着我国改革开放的不断深入，胶黏剂工业整个开展势态越来越好。据 中国胶黏剂工业协会统计，2004年、2005年和2006年我国胶黏剂产量分别 为22.7万吨、251.7万吨和280.2万吨，年均增长率分别外 14.32% 10.44% 和11.32%, 2007年
3、和2021年产量为313.5万吨和344.8万吨，产量不断增 加应用领域不断扩展。去年下半年，由于遭受美国、系，西欧和世界金融危机的影响，今年一季度开始，我国合成材料工业及其胶黏剂工业也受到一定影响。据预测今年胶黏剂产量可望到达 372.38万吨，增长速度比去年有 所下降。如上所述，由于受国际金融危机的影响，今年我国采取了一系列产业结 构调整政策和财政支持政策，进一步扩大内需，保增长，渡难关，上水平， 如果没有受到其他影响，2021年后我国乂将以崭新姿态出现在世人面前， 2021年，即“十二五方案末，我国胶黏剂产量将突破 600万吨大关。据不 完全统计，目前我国胶黏剂和密封剂生产厂家乂3500
4、多家，但上规模企业缺乏100家，品种牌号约3000多个。从应用情况看，胶合板和木工用胶量最大，约点总胶量的46.97%,建筑 材料用胶黏剂占26.12%,包装及商标用胶黏剂约占12.14%,制鞋及皮革用 胶黏剂占6.07%,其他胶黏剂使用量占8.7%。随着工业的开展，胶黏剂的应用市场越来越广泛，品种也日益增多，水 溶性胶黏剂主要用于建筑、包装、运输、冈叶生粘合、非刚性粘合、胶带等方 面。其中在包装方面的应用最为广泛，同时也用于标签、书包、杯子、信封 等制造。目前世界合成胶黏剂开展的趋势表现为以下三方面：第一，环保型 合成胶黏剂开展迅速。随着环保法规的日益严格，各兴旺国家大力研制水基 和热熔型等
5、无溶剂胶黏剂。1998年兴旺国家的合成胶黏剂的市场上水基胶黏 剂占50%，热熔胶约占20%，溶剂类胶黏剂仅占20%。未来合成胶黏剂将由 低污染的水基胶和热熔胶唱“主角，环保型合成胶黏剂将是市场的抢手货。 第二，高性能胶黏剂异军突起。高性能合成胶黏剂包括环氧、有机硅、聚氨 酯及新型改性丙烯酸粘合剂等。第三，施工工艺和施胶设备不断更新。聚氨酯胶黏剂是指分子链中含有氨基甲酸酯基和异割酸酯基类的胶黏 剂。聚氨酯胶黏剂由于性能优良，在国民经济中得到广泛应用，是八大合成 胶黏剂中重要品种之一。德国 Bayer公司的聚氨酯胶黏剂专家 Gunter Festel 指出：聚氨酯胶黏剂的多样性几乎为每一种粘接难题
6、都准备了解决的方法。我国大连染料厂于1956年最早研制并生产三苯基甲烷三异割酸酯，牌 号为JQ-1,很快乂生产了甲苯二异割酸酯TDI,为我国聚氨酯工艺打下了 根底，上海合成树脂研究所首先研究成功双组份溶剂型聚氨酯胶黏剂，后由 上海新光化工厂将该胶的制备工艺进行改良，于1966年开始投入生产，牌号定为铁锚-101,至今仍为我国聚氨酯胶黏剂中产量最大的品种。80年代以来，各工业部门陆续 从国外引进许多先进的生产线和产品，其中需要大量 进口的聚氨酯胶黏剂与其配套，因此，促进了国内研究单位加速聚氨酯胶黏 剂的开发，特别是在1986年以后，我国聚氨酯工业进入迅速开展时期。1994 年国家正式批准成立“中
7、国聚氨酯工业协会，下设“聚氨酯胶黏剂委员会， 改委员会已成为全国聚氨酯胶黏剂技术与信息交流的中心。三. 论文写作毕业设计的指导思想及技术方案针对目前市场上环氧树脂胶黏剂固化后胶黏密度高，呈三维网状结构， 存在内应力大，质脆，耐冲击性差，容易开裂等特点，难以满足工程技术要 求，使其应用受到一定的限制，长期以来，对环氧树脂进行增韧改性，一直 是一个重要的研究内容。本文提出用聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂可以使两者优势互补，得到一种具有一定柔韧性，乂具有很好粘接度的比拟理想的胶黏剂。四. 论文设计的根本框架结构摘要和关键字目录1. 绪论1.1胶黏剂的开展1.2环氧树脂的性能特点及应用1.3聚氨酯胶黏剂的简
8、介2. 实验局部2.1试剂与仪器2.2聚氨酯低聚物的制备2.3聚氨酯改性环氧树脂的制备2.4性能检测2.5结果与讨论结论参考文献 致谢调查的主要内容填写与论文题目相关的调查材料或设计的相似品种的技术规格、风格特征、 用途等0环氧树脂EP胶黏剂是一种粘结性能好，应用非常普通的胶黏剂。环氧树脂具有很多优点，如优异的化学稳定性，耐腐蚀性，电器绝缘性，以及 收缩率低，易加工成型等。环氧树脂胶黏剂固化后胶黏密度高，呈三维网状 结构，存在内应力大，质脆，耐冲击性差，容易开裂等特点，难以满足工程 技术要求，使其应用受到一定的限制，长期以来，对环氧树脂进行增韧改性， 一直是一个重要的研究内容。一. 聚氨酯增韧
9、改性环氧树脂的方法1端氨基聚氨酯增韧环氧树脂体系该方法利用端氨基聚氨酯ATPU作为环氧树脂增韧固化剂。端氨 基聚氨酯基具有较强的极性聚酰有较好的柔性，因而可到达增韧环氧树脂而其强度乂根本不下降的目的。同时该方法可室温反响，固结体具有良好的耐 化学腐蚀性，并且克服了普通脂肪胺固化剂易挥发、蠹性大和固化剂配比要 求严格的问题。2端羟基聚氨酯预聚体改性环氧树脂这类材料的制备通常先合成端羟基聚氨酯预聚体，以此端羟基聚氨 酯预聚体与双割胺、4,4-二胺二甲苯基甲烷MDA、4,4-二胺基-3,3-二氯 二甲苯基甲烷MOCA或多烯多胺一起作为环氧树脂的固化剂，固化物具 有很好的曲挠性能。3段异割酸酯基聚氨酯
10、预聚体改性环氧树脂聚氨酯树脂中的异割酸根基团能与含羟基化合物发生化学方应从而 使聚氨酯固化。环氧树脂中含有一定的羟基，因而聚氨酯与环氧树脂之间存 在着化学反响。聚氨酯树脂与常用低羟值、高环氧值的环氧树脂以一定的配 比量混合，反响情况不明显，较长时间仍不固结。使用羟值比拟大、环氧值 比拟小而且相对分子质量大呈固态的环氧树脂，再参加稀释剂、催化剂、选 择最正确比，即能反响，结果产生复杂的交联网状结构产物。4端环氧基聚氨酯改性环氧树脂一些研究发现，环氧树脂和聚氨酯存在固化速率不匹配问题，固化 速率相差很大，固化时容易产生相别离从而影响增韧效果。但如果将聚氨酯 设计成端基为环氧基团，那么环氧氨酯与环氧
11、树脂的固化基团均为环氧基， 固化时固化速率很接近，从而到达较佳的增韧效果。5聚氨酯环氧树脂接枝共聚改性环氧树脂这种方法通常是将多羟基化合物与多异割酸酯聚合成聚氨酯预聚体， 然后将聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝共聚直至 -NCO为定值，最后参加 交黏剂进行固化。该方法虽然使体系的粘度增加，但成功率高，而且可以通 过采用适当的低粘度的稀释剂加以克服。6聚氨酯互穿聚合物网络增韧环氧树脂由于互穿聚合物网络IPN技术的应用，以聚氨酯与环氧树脂形成 半互穿聚合物网络SIPN和互穿网络IPN结构是目前研究最多的一种 增韧技术。研究发现，将聚氨酯弹性体引入环氧树脂中，形成互穿网络结构 不仅可以改善聚氨酯的粘结
12、性能提高其刚性，同时可以明显改善环氧树脂的韧性。这是由于聚氨酯分子链中的氨基甲酸酯基团-NHCOO-具有坚韧、 耐冲击、粘结力强和剥离强度高等特点，改性环氧树脂可提高其韧性和低温 性能二. 国内聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的主要应用1建筑结构胶随着建筑工业的快速开展，建筑结构胶成为一种新型的结构件粘结 材料，同时也作为新一代装饰修用材料应用于建筑施工中。我国自行开发的 牌号为SL-102C的聚氨酯改性环氧树脂建筑结构胶，性能优异。2耐高温胶黏剂近年来，随着电子电器、汽车和宇航工业的开展，对胶黏剂耐高温、 耐烧蚀性能要求越来越高。由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大、耐温 宽和密封性能好等许多独特的
13、优点，已在上下压电器、电视和电子元器件的 绝缘及封装上得到广泛应用，开展很快。三. 存在缺乏和开展方向、大量研究说明，聚氨酯是环氧树脂胶黏剂理想的增韧剂，其混溶性 好，而且添加方式多样。目前，国内在聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂等方面取 得了很大进展，但仍存在各种各样的问题，如用段异割酸酯基聚氨酯改性环 氧树脂胶黏剂虽能有效提高环氧树脂的韧性，但固化温度高，固化产物的热 变形温度低；其次，国内研究的多是共混、互穿或半互穿网络改性物，仅有 少数单位开发了无溶剂产品，而国外研究的多是溶剂型产品；同时，国内的 增韧方法几乎都是以牺牲改性体力学性能为代价，难以使环氧树脂的韧性的强度同时提高。当前我国与国外先
14、进水平的主要差距是品种少、数量少、性 能差。今后聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的开展方向是高强度和快速固化。同 时还应寻找新的原料和制备方法，使聚氨酯改性环氧树脂的综合性能进一步 提高，使改性环氧树脂胶黏剂真正得到更为广泛的应用。数据整理、分析方法设计思想、原那么通过用聚乙二醇和甲苯-2,4-二异割酸酯TDI为原料合成了端基为羟基的 聚氨酯聚合物，并用其改性环氧树脂。研究了聚氨酯含量、不同原料配比、不同 分子量的聚乙二醇对环氧树脂的力学性能的影响。结果说明，添加了 12%端羟基聚氨酯低聚物的环氧树脂比未改性的环氧树脂 的拉伸强度和冲击强度分别提高了 126%和192%,对环氧树脂有良好的增韧、增 强
15、效果。并用扫描电镜SEM观察了冲击断面的形貌。聚氛酯改性环氧树脂胶黏剂的研究盐城纺织职业技术学院 材贸911 邹芸摘要：探讨了用聚氨酯低聚物改性环氧树脂胶黏剂，对环氧树脂力学性能的 影响。研究了聚氨酯含量、不同原料配比、不同分子量的聚乙二醇对环氧树脂的 力学性能的影响。结果说明，添加了 12%端羟基聚氨酯低聚物的环氧树脂比未改 性的环氧树脂的拉伸强度和冲击强度分别提高了 126%和192%,对环氧树脂有良 好的增韧、增强效果。并用扫描电镜SEM观察了冲击断面的形貌。关键词：改性环氧树脂、聚氨酯、低聚物1. 绪论1.1胶黏剂的开展1.1.1胶黏剂的定义通过界面的粘结附和物质的内聚等作用，能使两种或两种以上的相同的或不同的制件或材料连接在一起的天然或合成的、有机的或无机的一类物质，统称为胶黏剂，乂称黏合剂，习惯上称为胶。简而言之，胶黏剂就是通过粘合作用， 能使粘合物结合在一起的物质。粘附合是指两个外表通过界面化力、物理力或两者兼有的力使之结合在 一起的状态。粘结时胶黏剂首先必须在被粘物外表粘附， 这是由于两项之间产生 了粘合力，该力来源于次价键力或主价键力。内聚及单一物质内部各粒子靠主价键力包括离子键、共价键、配价键、金 届键等、次价键力包括范德华力、氢键等结合在一起的状态，胶黏剂的内 聚力与分子问力、相对分子质量、交
