耐热聚氨酯木材胶黏剂的制备与表征

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聚氨酯胶黏剂能够与含有活泼氢的材料形成胶接强度优良的化学粘接,加之分子设计灵活、使用工艺易调控等优点,在木材工业有着较为广泛的应用。但聚氨酯胶黏剂耐热性不足,在高温环境下容易发生降解而失去强度,限制了该胶黏剂在耐热结构领域中的应用。本文采用双酚A (BPA)与环氧氯丙烷(ECH)反应生成双酚A氯醇醚,将其与多元醇(PG)混合均匀后再与多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)反应制得聚氨酯胶黏剂,通过共聚将苯环等耐热基团引入聚氨酯分子中,从而提高聚氨酯胶黏剂耐热性。研究了不同n(ECH)/n(BPA)比例、不同合成温度、不同催化剂用量合成双酚A氯醇醚以及不同双酚A氯醇醚用量对聚氨酯胶粘剂性能的影响。利用热重分析仪(TGA)、热机械分析(DMA)、万能力学实验机等研究手段对聚氨酯胶黏剂性能进行了表征。研究结果表明:1)不同n(ECH)/n(BPA)用量制备双酚A氯醇醚使聚氨酯胶黏剂异氰酸酯基团含量增加,聚氨酯胶黏剂黏度降低,聚氨酯胶黏剂的湿压缩剪切强度提高,且均高于日本JIS K6806-2003标准。2)加入双酚A氯醇醚制得胶黏剂的残炭率均高于空白聚氨酯胶黏剂,说明加入双酚A氯醇醚后聚氨酯胶黏剂的热稳定性提高。3)优化的耐热性聚氨酯胶黏剂制备条件为:n(ECH)/n(BPA)=1.5、温度115℃、催化剂用量13%合成双酚A氯醇醚以及10%双酚A氯醇醚用量。
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