分子量
聚合物的分子量(或聚合度)直接影響聚合物分子間的作用力,而分子間作用力的大小決定物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的高低,對(duì)于聚合物決定其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和熔點(diǎn)Tm。所以聚合物無(wú)論是作為膠粘劑或者作為被粘體其分子量都影響著粘接強(qiáng)度。
一般說(shuō)來(lái),分子量和粘接強(qiáng)度的關(guān)系于無(wú)支鏈線型聚合物的情況,包括兩種類型。種類型在分子量全范圍內(nèi)均發(fā)生膠粘劑的內(nèi)聚破壞,這時(shí),粘接強(qiáng)度隨分子量的增加而增加,但當(dāng)分子量達(dá)到某一數(shù)值后則保持不變。第二種類型由于分子量不同破壞部分亦不同。這時(shí),在小分子量范圍內(nèi)發(fā)生內(nèi)聚破壞,隨著分子量的增大粘接強(qiáng)度增大;當(dāng)分子量達(dá)到某一數(shù)值后膠粘劑的內(nèi)聚力同粘附力相等,則發(fā)生混合破壞;當(dāng)分子量再進(jìn)一步增大時(shí),則內(nèi)聚力超過(guò)粘附力,浸潤(rùn)性不好,則發(fā)生界面破壞。結(jié)果使膠粘劑為某一分子量時(shí)的粘接強(qiáng)度為值。
法和預(yù)聚體法的主要區(qū)別是,在法中,聚氨酯先預(yù)聚成分子量較大的預(yù)聚體,由于分子量大的預(yù)聚體粘度大,必須稀釋降低粘度;而預(yù)聚體法中根據(jù)需要可加或不加少量等溶劑。這兩者的概念有所交叉,有的乳化方法既屬法又屬預(yù)聚體法。
熔融分散法又稱熔體分散法、預(yù)聚體分散甲醛擴(kuò)鏈法。預(yù)先合成含叔胺基團(tuán)(或離子基團(tuán))的端NCO基團(tuán)預(yù)聚體,再與尿素(或氨水)在本體體系反應(yīng),形成聚氨酯雙(或含離子基團(tuán)的端脲基)低聚物,并加入氯代酰胺在高溫熔融狀態(tài)繼續(xù)反應(yīng),繼續(xù)季胺化。聚氨酯雙離聚物具有足夠的親水性,加酸的稀水溶液形成均相溶液,再與甲醛水溶液反應(yīng)進(jìn)行羥化,含羥的聚氨酯嚴(yán)能在50-130℃用無(wú)限水稀釋,形成穩(wěn)定乳液。當(dāng)降低體系的pu值時(shí),能在分散相中進(jìn)行縮聚反應(yīng),形成高分子量聚氨酯。含離子基團(tuán)的端NCO預(yù)聚體形成端脲基或基聚氨酯低聚物后,則直接在熔融狀態(tài)乳化于水,再加甲醛水溶液進(jìn)行羥化及擴(kuò)鏈反應(yīng)。
這種方法也叫前交聯(lián)法,缺點(diǎn)是易使預(yù)聚物黏度增大,較難分散在水中,影響乳液的穩(wěn)定性。新型交聯(lián)劑和多官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑的篩選與合成的研究相當(dāng)活躍,已成為提高水性PU物理機(jī)械性能和耐水性能的主要途徑之一。另一種方法為聯(lián)法,采用帶羧的陰離子PU乳液進(jìn)行交聯(lián),交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生在PU分子的羧基上,有氮丙啶、碳化以及金屬鹽類化合物,在室溫條件下進(jìn)行交聯(lián)。這類交聯(lián)劑一般在使用PU乳液時(shí)加入,因其交聯(lián)反應(yīng)速率很快,短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生凝膠而破乳。聯(lián)法可成功解決PU乳液涂膜的親水性問(wèn)題,但因外加交聯(lián)劑,組成雙組分涂飾劑給施工帶來(lái)不便,此方法使用較少。
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