聚氨酯胶粘剂在大气环境中的失效行为与机理研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:LJC21102309
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聚氨酯胶粘剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂中的一个重要组成部分,是八大合成胶粘剂中的重要品种之一,具有优异的耐寒、耐热性能,广泛应用于制鞋、建筑、汽车、包装等领域,被认为是国内最有发展潜力的胶种之一。但是,目前对聚氨酯胶粘剂在大气环境作用下的耐久行为和机理研究甚少。本文以通用型聚氨酯胶粘剂为原料,采用拉伸剪切试验方法测试经不同外界环境老化后(水、酸碱盐溶液、湿热、热以及紫外光等)的聚氨酯胶粘剂试样的拉伸剪切强度,并以试样的拉伸剪切强度保留率变化规律考察了温度、时间以及介质等因素对胶粘剂耐久性的影响。采用SEM观察了胶层失效前后的表面形貌,利用红外谱图分析了浸泡前后胶粘剂化学结构的变化。通过TGA和DTG对聚氨酯胶粘剂的热稳定性进行了分析,并对聚氨酯胶粘剂的寿命进行了预测。主要工作如下:1、研究了聚氨酯胶粘剂在不同温度、不同浓度的酸碱盐水溶液介质中的稳定性。结果表明,聚氨酯胶粘剂的粘结强度在蒸馏水、NaCl水溶液以及H2SO4水溶液中呈指数规律下降,在浸泡初期,随着温度升高,胶粘剂的粘结性能快速下降,随着时间的延长,其性能都逐渐达到稳定。而胶粘剂的粘结强度在NaOH水溶液中呈线性规律下降直到为零。2、研究了湿热环境对聚氨酯胶粘剂的性能影响。结果表明,聚氨酯胶粘剂在气态水和液态水中老化的初、中期,其耐气态水性能较差,但在老化后期,它们的力学性能都有所上升,只是在气态水中的上升速度相对较快。3、研究了紫外辐射对聚氨酯胶粘剂的粘结性能影响。结果表明:聚氨酯胶粘剂在紫外光照射下,其粘结强度在下降到未老化前的70%时,其性能不再随时间变化,而是在此水平下波动,而在紫外光和水共同作用下,其粘结强度持续下降,同时其表面形貌在老化后期发生了很大变化。4、研究了聚氨酯胶粘剂的的热分解动力学。结果表明:聚氨酯胶粘剂有三个主要降解阶段,热降解过程为一级反应,随着失重百分率的增大,热分解反应活化能增大。此外,聚氨酯胶粘剂具有较高的热稳定性,预测其在35℃的空气中失重5%时的热老化寿命为10年。
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