论文部分内容阅读
环氧树脂胶粘剂由于具有粘接强度高、自身重量轻、体积收缩率小、固化内应力小以及固化温度可调节等特点,在建筑行业中得到广泛关注。由于环氧树脂具有高交联结构,因而存在脆性大、韧性差等缺点,这使环氧树脂应用受到一定的限制。聚氨酯预聚体具有可“分子设计”和能够与环氧树脂形成互穿聚合物网络的优点,是一种新型增韧剂,因此我们以聚氨酯来协调环氧树脂胶粘剂刚性和韧性;通过采用曼尼希反应改性胺类固化剂和固化剂复配技术,提高了胶粘剂的耐老化能力和强度增长速度等,制备出了满足桥梁加固和建设使用碳纤维布粘接胶、粘钢胶和节段拼装胶。首先,采用聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚氧化丙烯三醇(PPT)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料制备了TDI/PPG、TDI/PPG/PPT和MDI/PPG/PPT三种类型的聚氨酯预聚体。考察了聚氨酯预聚体用量和组成对胶粘剂机械性能和热性能的影响。PPT含量为25%的TDI/PPG/PPT改性环氧树脂胶粘剂的伸长率、抗拉和抗弯强度分别为5.0%、52.1MPa和75.4MPa。DSC测试表明聚氨酯预聚体改性环氧树脂体系玻璃化温度有一定程度地降低。SEM结果表明聚氨酯预聚体改性环氧树脂拉伸断面有明显的微裂纹和鱼鳞片状,断裂方向趋向分散,为明显的韧性断裂。然后,进行了桥梁用粘钢胶的研制。系统考察了环氧树脂和填料种类及用量、自配制增韧剂用量对胶粘剂机械性能的影响,确定了粘钢胶中各组分合适的配比:主树脂E-51为100g,添加25g滑石粉,75g石英砂和30g的聚硫橡胶进行复配时,体系的刚性和韧性达到平衡,粘钢胶的抗拉、抗弯和抗压强度可分别达到37.3、58.9和81.9MPa。最后,完成新建桥梁用节段拼装胶的研制。采用曼尼希反应改性胺类固化剂和固化剂复配技术,提高了胶粘剂的耐老化能力和强度增长速度等。自制曼尼希改性固化剂结构中引入酚醛结构提高了胶粘剂的抗老化能力,其抗剪老化下降率为33.1%,低于市售同款产品;采用自制酚醛胺与柔性固化剂复配技术后,提高了胶粘剂的耐老化能力,其抗剪老化下降率为18%;节段拼装胶具有可操作时间适中,强度增长快等特点,12h、24h和7d的抗压强度分别达到49.8MPa、64.6MPa和80.2MPa,性能达到国际预应力协会技术标准。