紫外光固化和紫外光_湿气双重固化胶黏剂的制备及性能研究

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1、中图分类号：TQ630论文编号：102870618-SZ065学科分类号：081701硕士学位论文紫外光固化和紫外光/湿气双重固化胶黏剂的制备及性能研究研究生姓名葛仁奎专业类别工程硕士专业领域化学工程指导教师王经文教授南京航空航天大学研究生院材料科学与技术学院二一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialsScienceandTechnologyPreparationandPropertiesofUV-curableAdhesiveandU

2、V/moistureDual-curableAdhesiveAThesisinChemicalEngineeringbyRenkuiGeAdvisedbyProfessorJingwenWangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是用途最广泛的高分子材料之一。然而，由于PET具有低表面能、低极性、一定结晶取向性的特点，使得其难以粘接。通常，人们需要运

3、用各种各样的表面处理方法来克服这种缺陷，但是表面处理也会带来诸多问题。因此，提高自制胶黏剂与未表面处理PET基材的粘结强度是本课题的研究目的。本课题以聚己内酯二醇（PCL-2000）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为原料，合成了聚氨酯丙烯酸酯（PUA），PUA的FT-IR测试结果证明了反应的成功。根据ASTMD1002标准，以PUA为低聚物，以四氢呋喃丙烯酸酯（THFA）、N，N二甲基丙烯酰胺（DMAA）、1，6己二醇二丙烯酸酯（HDDA）为活性稀释剂，以1-羟基环己基苯基甲酮（184）为光引发剂的最佳紫外光固化配方与未处理PET基材

4、的拉伸剪切强度为3.4MPa。此外，我们发现以聚酯树脂（CN7001）为低聚物的配方的拉伸剪切强度为5.2MPa。进一步地，我们将有机硅引入到PUA的合成中，用羟丙基硅油（JHY-20）替代PCL-2000，成功制备出有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯（SiPUA-1、SiPUA-2）。以SiPUA-1为低聚物的紫外光固化配方对未处理PET基材展现出优异的粘结性能，拉伸剪切强度达到6.5MPa。并且通过往有机硅配方体系内添加活性胺或微粉化蜡的方式解决了氧阻聚的问题。最终，自制紫外光固化胶黏剂的性能达到相关企业的认可，并且已经投入生产。为了解决紫外光技术仅可对透明基材实现固化

5、、无法实现阴影区域固化的问题，我们成功制备了一种新颖的紫外光/湿气双重固化有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯（SiPUA），SiPUA既含有可紫外光固化的碳碳双键，又含有可湿气固化的异氰酸酯基。与紫外光固化胶黏剂相比，紫外光/湿气双重固化胶黏剂配方展现出与未处理PET基材更强的粘结力。深入地，本课题研究了湿气固化剂（3390）对紫外光/湿气双重固化胶黏剂性能的影响。我们发现适当的3390添加量不仅可以解决氧阻聚的问题，还可以进一步提升力学性能。具体地，当3390添加量在0-6wt%，拉伸剪切强度从5.65MPa逐渐增加到7.73MPa；当添加量超过6wt%，拉伸剪切强度呈现

6、下降趋势。当3390添加量在3-6wt%，我们可以获得最佳的力学性能。自制紫外光/湿气双重固化胶黏剂对未处理PET基材的粘结强度超过了市售大多数紫外光固化胶黏剂。接触角测试结果和SEM照片为自制胶黏剂优异的粘接性能提供了有效支持。热重分析结果表明通过有机硅改性或二次湿气固化的方法均可以有效提升固化膜的热稳定性。关键词：紫外光固化，聚氨酯丙烯酸酯，有机硅改性，紫外光/湿气固化，粘接强度I紫外光固化和紫外光/湿气双重固化胶黏剂的制备及性能研究ABSTRACTPolyethyleneterephthalate(PET)isoneofthemostwidelyusedpo

7、lymers.Nevertheless,PETisbondedwithgreatdifficultyasaresultofthecharacteristicsoflowsurfaceenergy,lowpolarityandcrystallinity.Commonly,inordertoovercomethisdrawback,varioussurfacepretreatmentmethodshavebeendeveloped.However,surfacepretreatmentcanalsocausemanyproblems.Therefore,theaimo

8、fthis