UV固化膠粘劑的組成與性能及HPMA催化鏈轉(zhuǎn)移聚合.pdf

1、本文研究了UV(紫外光)固化膠粘劑的配方設(shè)計(jì)、制備工藝及其性能的優(yōu)化,考察了納米二氧化硅、端羥基聚丁二烯和端羥基丁腈橡膠對(duì)膠粘劑粘接性能的增韌、增強(qiáng)作用;此外,論文還研究了甲基丙烯酸羥丙酯催化鏈轉(zhuǎn)移聚合過(guò)程中催化劑的表觀鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)、聚合物的分子量及其分布隨反應(yīng)進(jìn)行的變化。論文對(duì)UV固化聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧丙烯酸酯膠粘劑的基本配方和影響粘接性能的因素進(jìn)行了研究。考察了膠粘劑中預(yù)聚體與單體的配比、光引發(fā)劑的用量以及增塑劑的用量對(duì)膠粘劑的強(qiáng)度

2、、粘度、固化速率以及固化度等性能的影響。發(fā)現(xiàn)不論在聚氨酯丙烯酸酯體系還是在環(huán)氧丙烯酸酯體系中,當(dāng)預(yù)聚體與單體的比例為3:1時(shí),膠粘劑的強(qiáng)度性能較好,并且膠粘劑粘度適中。在膠粘劑體系中,除光引發(fā)劑以外其他組分在300-400nm區(qū)域基本不吸收紫外光,膠粘劑中加入的光引發(fā)劑的量以2％為宜。增塑劑DOP的加入能夠?qū)δz粘劑起到良好的稀釋降粘作用,但是在加入量大于10phr以后,增塑劑以微小液滴的形態(tài)分布于膠粘劑中。從膠粘劑的粘接強(qiáng)度方面考慮,加

3、入的增塑劑的量以20phr為宜。增塑劑DOP的加入會(huì)顯著降低膠粘劑的模量和交聯(lián)密度,膠粘劑的玻璃化轉(zhuǎn)變變得明顯,玻璃化溫度(Tg)先降低而后又有略微的升高,總體變化在5℃以后,膠粘劑的耐熱性不會(huì)有大的改變。膠粘劑粘接固化并在放置一定時(shí)間以后,其強(qiáng)度還有略微的上升。環(huán)氧丙烯酸酯體系中加入環(huán)氧樹(shù)脂,其粘度和強(qiáng)度都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),綜合考慮加入環(huán)氧樹(shù)脂的量以5phr為宜。研究發(fā)現(xiàn)在聚氨酯丙烯酸酯膠粘劑中加入納米二氧化硅后,膠粘劑的拉伸剪

4、切強(qiáng)度和不均勻扯離強(qiáng)度上升，粘度也呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)。電鏡觀測(cè)表明二氧化硅在固化后的膠粘劑中呈簇的疏松結(jié)構(gòu)分散于膠粘劑有機(jī)基體中,分散尺寸在0.1-1μm左右。另外,由于納米二氧化硅本身在300-400nm有一定的吸收,因而使膠粘劑的固化速率有所減慢。論文考察了在聚氨酯丙烯酸酯膠粘劑中加入液體橡膠的增韌作用。在膠粘劑中加入端羥基聚丁二烯橡膠,橡膠與基體形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),膠粘劑的強(qiáng)度明顯上升，同時(shí)膠粘劑的固化速率有略微下降。在膠粘劑中加入

5、端羥基丁腈橡膠,發(fā)浙江人學(xué)碩}學(xué)位論文現(xiàn)膠粘劑的強(qiáng)度隨丁睛橡膠加入量的增加先增加后下降,加入量以8%為宜。電鏡觀測(cè)表明橡膠以粒子的形態(tài)存在。膠粘劑中加入端輕基丁睛橡膠,膠粘劑的l司化速率有所下降,同時(shí)其本身不參與固化,膠粘劑固化度降低,動(dòng)態(tài)力學(xué)分析表明膠粘劑的固化更為規(guī)整。采用COBF為催化劑,AIBN為引發(fā)劑,60℃下進(jìn)行甲基丙烯酸一刀一羚內(nèi)醋的催化鏈轉(zhuǎn)移自由基本體聚合,得到了端基含有雙鍵的低分子量聚合物。分別用May。方程法和鏈長(zhǎng)分

6、布(CLD)方程法測(cè)算反應(yīng)過(guò)程中催化劑的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù),發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,催化劑的鏈轉(zhuǎn)移能力逐漸下降,表觀鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)Cal,P從反應(yīng)初期的2000左右下降到600左右。這主要是由于反應(yīng)初期形成了部分比較穩(wěn)定的碳鉆鍵,導(dǎo)致C呷在一開(kāi)始迅速下降,然后趨于緩慢;反應(yīng)至中后期,由于粘度效應(yīng),表觀鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)進(jìn)一步降低到300以下。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),山CLD方程法所得的表觀鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)值普遍低于由Mayo方程法所得的值,且高轉(zhuǎn)化率時(shí)誤差更大。這是因?yàn)镚P

7、C測(cè)得的是累積產(chǎn)物的分子量分布,對(duì)于中、高轉(zhuǎn)化率情況,有必要將其轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)產(chǎn)物的值。由于累積產(chǎn)物的數(shù)均聚合度轉(zhuǎn)化為瞬時(shí)產(chǎn)物的數(shù)均聚合度相對(duì)容易,因而Mayo方程法較適合于測(cè)算中、高轉(zhuǎn)化率時(shí)的表觀鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,聚合物分子量呈現(xiàn)一個(gè)衰減的趨勢(shì),而分子量分布指數(shù)先降低,而后由于催化劑的有效濃度降低,分子量分布指數(shù)又稍微變寬。在甲基丙烯酸輕丙酷的催化鏈轉(zhuǎn)移聚合過(guò)程中,催化劑存在會(huì)導(dǎo)致聚合速率減慢,這是由于鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)減小了聚合過(guò)程中