聚合物网络胶黏剂的应用
化学先生 / 2019-10-05
把IPN技术应用于胶黏剂生产中，其独特性能和效果早就引起了人们的重视，从20世纪70年代以来陆续出现了许多IPN型胶黏剂。
(1)含聚氨酯组分的IPN胶黏剂
①聚氨脂/环氧树脂： 有研究着用几种聚氨酯/环氧树脂同步互穿网络和半互穿阿络(PU/EP-SIN及semi-SIN)粘合铝片/高害度聚乙烯，测定了搭接剪切强度和剥离强度，发现当PU/EP-IPN等质量比组成时，体系的搭接剪切强度具有最大值，表现出协同效应。有研究者先合成聚醚型PU预聚体，与EP相混后加人多元醇和有机锡固化，并加人其他组分制成半互穿网络(semi-IPN) 胶黏剂。这种胶黏剂的性能得到全面改进，剥离强度、剪切强度大大提高，且经过semi-IPN改性的EP的反应活性与纯EP相当。有研究者合成的胶黏剂是种含环氧树脂、 嵌段多胺、聚氨酯预聚物、聚硅氧烷等的IPN体系，用于金属的黏合.
②聚氨酯/聚丙烯酸酯： 蓖麻油型聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯IPN(蓖麻油型PU/PMMA-IPN)胶黏剂的制备方法是在氮气中处理蓖麻油、PMMA、二月桂酸二丁基锡、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI）或甲苯二异氰酸酯(TDI)1h, 加人偶氮二异丁腈(AIBN) 或过氧化二装甲酰(BPO)和苯胺反应Ih.通过研究黏合剂组分对黏合强度的影响发现，当NCO/OH的摩尔比约为1.5、PMMA质量分数约为60%时，胶黏剂有最佳性能；有研究者成功地制备出聚氨酯/聚(甲基丙烯酸甲酯-co-二甲基丙烯酸乙二醇酯) -IPN作为胶黏剂黏合硫化天然橡胶和软PVC,剃离强度比纯PU增加1倍；有研究者制成了用作水性黏合剂的聚氨酯/丙烯酸或乙烯基树脂胶乳。用一种异氰酸酯或多种活泼氢化物与一种或多种亲水性化合物反应制成反应完全的可乳化聚氨脂，其中丙烯酸或乙烯基单体起溶剂或稀释剂的作用。单体和聚氨酯共乳化，加人自由基引发剂，丙烯酸或乙烯基单体聚合得到有互穿网络结构的聚合物。
③聚氨酯/聚氨酯离聚体IPN或半IPN：有研究者进行了离聚体IPN与玻璃的黏合研究。体型PU(I)由四氰呋哺(THF)低聚物、TDI和三羟甲基丙烷生成，体型PU(I)与PU高聚体（II)组成的IPN与玻璃及其他物质黏结良好。粘接强度随春着II中盐基浓度增加而增加。有研究者研究了一种含阴离子的半-IPN的黏结性能。半-IPN的制备方法是:用酒石酸双三乙基氨盐填充聚THF (相对分子质量1000)制得I，TDI与I反应制得共聚物II，将1与TDH-三羟甲基丙姚反应制得PU/PU离聚物半-IPN。 II能促进聚合物及其与被粘物界面的功能基团重新分布而使性能得到改善，有研究者研究了PU离聚体/PU-IPN及半-IPN的黏结性质与离子链段浓度、IPN组分比、被粘物性质、涂层厚度的关系。低离聚体含量的IPN粘接强度比初始IPN要高15%~23%。
④聚氨脂/不饱和聚酯： 有研究者用聚氨脂/不饱和聚脂合成了一种可在腐蚀介质中使用的胶黏剂，发现当不饱和聚酯或聚氨脂组分的质量分数较低(<20%)时.胶黏剂的性能最佳。此外，聚氨酯还能与聚苯乙烯、聚醚、聚氯丁二烯、氨基塑料等形成IPN结构的胶黏剂。
⑤IPN罗压敏胶： 有研究者制成了一种PU改性聚丙烯酸酯 (PAA) IPN型压敏胶。PU主要提供压敏胶的耐热性能，PAA主要提供压敏胶的初黏性能，通过调节PU/PAA的比例，可制得黏结性能和耐热性能均好的压敏胶，最高使用温度可达125C左右。当PU/PAA质量比为20/80时，压敏胶的剥离强度最大，为1180N/m。编者在讨论IPN压敏胶耐热机理时指出，当PU/PAA质量比为20/80时，压敏胶体系形成微相分离结构，PU组分出现部分相分离，成为橡胶状分散相分布在PAA组分的连续相中。PU颗粒分散相限制了PAA分子链在高温下的黏性流动，整个体系的弹性模量难以急剧下降，因而压敏胶耐热性好。
（2）树脂的IPN胶黏剂： 有研究者制备的胶黏剂是环氧-聚酰氨基氨/乙烯基聚酯(VE) SIN 型胶黏剂。加人液体丁腈橡胶(CTBN) 使搭接剪切强度、T-剥离强度提高，出现最高值时VE/EP的质量比是20/80和30/70。编者认为性能改善的原因是接枝IPN的形成使环氧树脂与乙烯基树脂间形成了紧密的互穿。Frentzel 等人发现了种高可靠性、 低应力、 快速固化的冲(塑)模连接用胶黏剂。这种胶黏剂由环氧树脂加人高纯度反应性单体组成。单体独立于环氧基发生聚合而形成IPN结构。这种胶黏剂可大大降低大型模具中的应力，并可用于模具连接。另外，还曾报道过环氧树脂/聚酯树脂IPN胶黏剂、聚硫橡胶/环氧树脂SIN或IPN胶黏剂等。
(3)高耐热IPN胶黏剂：美国专利介绍的IPN胶黏剂是一种在300C下能稳定1h (隔绝氧气则能耐更长时间)的耐高温胶黏剂，在如此高温下，胶黏剂仍然具有柔韧性。这种胶黏剂的配方由脂环族环氧树脂、氰酸酯树脂、聚醚、布鲁斯特酸(Bronsted acid)、布氏酸稳定剂等构成。IPN生成通过分步聚合实现，脂环族环氧树脂和氛、氰酸酯树脂的聚合温度至少差20℃，所以能生成分步IPN。引发温度取决于组分比例和固化剂种类。这种胶黏剂的个优点是能制成 "B-阶段”胶黏剂，即在较低的温度下使一部分组分预固化而具有定的初黏力，高温固化后得到强度大的固化胶。用该胶黏剂黏结的钢片的T-剥离强度达1120N/m,而聚酰亚胺(PI) 膜片(厚度0.005cm)的T-剥离强度为440N/m.
(4)其他体系的 IPN胶黏剂：有研究报道了以3个聚二甲基硅氧烷(PDMS)线型聚合物衍生物为基础的黏结复合物(压敏胶)，聚合物I有连在硅原子上的一OH基，聚合物II有一CH=CH2，聚合物Ⅲ由一H基、Si一H基和Si一CH=CH2反应形成网络Ⅰ。进一步加热时，聚合物I自身交联，形成SIN,使其在中间阶段既有好的黏结力，又有好的黏性；屠恒炜对VAc/ MMA/AN进行种子乳液共聚得到IPN乳液作一研究，其耐寒性、耐水性、耐热性及粘接强度有明显提高，从而拓宽了PVAc乳液胶黏剂的应用范围。
(5）IPN胶黏剂的应用： IPN 胶黏剂可广泛地应用于各种材料的黏结，包括玻璃、金属、聚合物、水泥、木材等，同时可作为密封剂、防水材料等。作为复合材料基体的IPN材料能明显改善界面黏合。有研究者用全反射红外光谱研究了聚四氢呋喃-TDI-三羟甲基丙烷(I)/聚二甲基丙烯酸三乙二醇酯(Ⅱ)在玻璃纤维表面形成的IPN膜，发现其与玻璃纤维接触面富含组分Ⅱ，与空气接触面富含组分I，穿过薄膜的一NH和C=O红外谱带的变化与薄膜/玻璃界面的吸收现象和分子间相互作用有关，结果导致紧靠玻璃表面薄膜层的微相分离;有研究者合成的胶乳型IPN和半-IPN可用作无纺材料胶黏剂。美国专利(专利号4493778) 描述的IPN胶黏剂可用于磁性色料的黏结。研究者认为IPN胶黏剂适合于汽车工业，用作轿车车门折边的黏结;有研究者制成了一类用于固体复合材料推进剂(高氨酸铵盐型)的IPN黏合剂（binde)他们讨论了包括IPN在内的混杂黏合剂(hybid binders)在结构胶黏中的应用，指出这类胶粘剂能应用于非焊结就地维护开采条件下的设备。iPN阻尼黏合剂除具有良好的黏结性能外，还必须具有宽温阻尼的特点，主要用于金属和塑料组成的复合件的黏结，以制作机械结构材料零部件。
闽ICP备15011996号-4
|
闽公网安备35040002000218号
|
