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不同树脂对胶黏剂性能影响的分析与思考

中国环氧树脂网
2014-08-08
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  本文在研究环氧树脂、水性聚氨酯以及有机硅树脂的基础上,将针对不同的树脂应用合成的情况,分析其对胶黏剂性能的影响。

  林晓波(汉高粘合剂有限公司515065)

  关键词:环氧树脂;水性聚氨酯;有机硅树脂;胶黏剂;性能;

  胶黏剂是通过界面粘附以及内聚作用,将不同材料之间连接

  在一起的天然的或合成的、有机或无机的物质。而胶黏剂的基本成分是粘结物,其主要成分是树脂、橡胶类以及高分子化合物。本文将不同的树脂作为研究对象,通过环氧树脂、水性聚氨酯以及有机硅树脂之间的差异,分析其对胶黏剂性能的影响。以下是简要的分析:

  一、环氧树脂对胶黏剂的性能影响的研究

  环氧树脂胶黏剂主要成分是环氧树脂,就分子角度而言,环氧树脂的结构中含有若干个的环氧环,通过胶黏剂合成反应,其自身交联网状结构能与固化剂充分作用,并改变胶黏剂的性能。要知道,环氧基的不饱和基团,因氧原子的电负性,并考虑到氧原子自身孤对电子的作用,其电子云密度较高,能接受亲电基团的进攻[1]。单一的环氧树脂在固化状态下韧度较低,抗冲击能力较弱,在应用上较为困难。以下是环氧树脂对胶黏剂性能的分析:

  1.环氧树脂作为胶黏剂的主体之一,它对胶黏剂的强度影响较大,以下是通过撕裂强度实验分析其抗拉程度的内容:

不同树脂对胶黏剂性能影响的分析与思考

  在其成分用量不变的情况下,单独将环氧树脂作为研究对象,通过数据可分析,随着环氧树脂量的改变,其抗拉强度逐渐减弱。可见环氧树脂的用量改变将影响到环氧树脂胶黏剂的性能。

  2.随着环氧树脂量的改变,环氧不饱和基也会改变,并影响其与固化剂的相互作用。以下是其简要分析:

不同树脂对胶黏剂性能影响的分析与思考

  按照数据分析,因环氧树脂的添加量增大,与固化剂结合的时间相对较长,反应程度较低,而黏合度则偏低。

  3.在实验过程中,通过温度的变化,研究环氧树脂中对胶黏剂的性能影响。随着温度的增加,环氧树脂胶黏剂的韧性和粘度逐渐降低,此时环氧树脂分子之间的氢键断裂,粘度将会降低,当温度达到75℃以上时,胶黏剂就会失效。

  二、水性聚氨酯对胶黏剂的性能影响的研究

  水性聚氨酯胶黏剂是通过在聚氨酯分子主链或侧链中引入亲水基团,并以水作为分散剂的胶黏剂。在实际的过程中,通过聚氨酯的分析,能够知道其对胶黏剂的影响。以下是简要分析:

  1.将水性聚氨酯乳液均匀平铺在表面皿中,在室温下干燥,以下是相应聚氨酯添加量以及干燥时间的分析:

不同树脂对胶黏剂性能影响的分析与思考

  随着聚氨酯含量逐渐增加,羧基和氨基之间作用力将会逐渐增强,乳化粒径也逐渐增大,分散能力则相对减弱,通过激光粒度仪可观察,在聚氨酯含量按照比例增加的基础上,沉淀时间逐渐缩短,证明随着聚氨酯的浓度增加,其有效粒径增加,亲水性减弱,干燥的时间缩短,并引致胶黏剂沉淀速率加快,沉淀时间相对缩短。

  2.水性聚氨酯自身的氨基甲酸酯基团对聚氨酯性质影响较大,通过羧基以及氨基的的作用,分子相互间的交联力将增强,与水分子结合度将会减弱,分子团聚能力将会加强,水溶性乳化将会减弱,而均一性亦会较差,因此,其黏合度也会降低。

  3.就分子的角度而言,聚氨酯内部含有两个或两个以上的氨基甲酸酯基团,其结构单元为-[-O-CONH-]n-,通过水性聚氨酯的增加量,我们可以观察到胶黏剂的颜色变化,以下是简要的分析:

不同树脂对胶黏剂性能影响的分析与思考

  按以上的数据分析,随着聚氨酯含量的增加,其分子链中的氨基甲酸酯基含量增加,彼此之间通过不饱和键交联,相互间的作用力增强,乳化能力相对减弱,乳化粒子增大,折光率较低,胶黏剂的透明度将会逐渐下降,颜色变化逐渐加深。

  三、有机硅树脂对胶黏剂的性能影响的研究

  有机硅胶黏剂能耐高低温,有着较好的绝缘性能,可以较好地与胶黏接面结合,并提高其粘接强度,以下是其有机硅树脂对胶黏剂性能影响的分析:

不同树脂对胶黏剂性能影响的分析与思考

  1.通过热重测定,可通过设定温度下的含量不同的有机硅树脂对胶黏剂耐热性的影响分析,以下是简要分析:

  通过以上数据分析,它的热失重率将会降低,原因在于其网状交联点多,交联密度大,耐热程度较高。因此,控制适当含量的有机硅,能够适当增加其耐热性能,并增强其稳定性。

  2.通过测定不同含量的有机硅树脂对胶黏剂的影响,我们能够知道,随着有机硅树脂量的增加,胶黏剂内部的网状结构更为复杂,彼此之间的衔接点增多,交联作用力也随之增强,因此引致有机硅树脂的活性增强,粘性也相应增强。

  3.通过不同含量的有机硅树脂测定,判断其对胶黏剂的导电性能的影响。以下是简要分析:

不同树脂对胶黏剂性能影响的分析与思考
  按照以上数据分析,在相同的电动势的基础上,其通过的电流逐渐减少,几乎为零,证明其导电性差,绝缘性能较强。

  参考文献:

  [1]BrydsonJA.Plasticsmaterials[M].Butterworth-Heinemann.1995:722-755.

  [2]陈平,刘胜平,王德中。环氧树脂及其应用[M].北京:化学工业出版社。2011:42.

  [3]张宝华,叶俊丹,陈斌等。固化温度对环氧树脂固化物性能的影响[J].塑料工业。2009,37(9):64-66.

  [4]陈建福,李晓,张卫英,蔡锦香。水性聚氨酯的合成与改性研究[J].化工科技。2009,17(1):56-59.

  [5]陈建荣,田文玉,杨敏丽。水性聚氨酯胶黏剂的制备与发展概况[J].河北工业科技。2010,27(1):66-68.


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