【硕士】SPU密封胶的制备及结构与力学性能关系的研究

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内容简介

　　【硕士】SPU密封胶的制备及结构与力学性能关系的研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：北京化工大学　　学位年度：2007　　 硅烷改性聚氨酯(SPU)是一种同时具有聚氨酯(PU)和有机硅材料的优点的新型材料，具有耐湿热、耐油、耐化学品、耐磨、良好的储存稳定性等优异性能，是制备高性能密封胶的理想材料。SPU依靠端硅烷的烷氧基水解缩合进行湿固化，消除了单组分聚氨酯靠异氰酸根与湿气反应固化放出二氧化碳而形成气泡的弱点，且不需要底涂剂就能与无孔材料表面牢固粘接，同时具有有机硅三维交联的特点。SPU结构、配方与密封胶力学强度、工艺和老化性能关系的研究，对高性能密封胶的研发具有迫切的现实意义及理论指导意义。　　 本文首先采用异氰酸酯与聚醚反应合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，然后与硅烷进行加成反应合成了SPU。利用红外光谱(FⅡR)和凝胶色谱(GPC)表征了PU和SPU预聚体的结构和分子量，证明了硅烷偶联剂成功地接枝于PU预聚体的端基上。对合成SPU的工艺稳定性进行了研究，发现原料含水量小于300ppm时对SPU黏度及性能影响较小，可以作为原料合格的水含量上限对SPU及其密封胶固化影响因素进行了研究。随着催化剂用量的增加，密封胶的表干时间变短。粘接促进剂种类对密封胶的表干时间有很大的影响。通过改变聚醚的分子量、异氰酸酯结构及硅烷结构对SPU预聚体结构进行了设计，并对各种结构的SPU及其密封胶进行了力学性能研究，结果表明：当SPU分子量一定，预聚体中聚醚分子量变大时，SPU预聚体黏度降低，固化后的SPU及其密封胶拉伸强度降低，断裂伸长率升高，硬度变小；当SPU分子量变大时，SPU黏度升高，固化后的SPU及其密封胶拉伸强度降低，断裂伸长率升高，硬度变小；对比几种不同异氰酸酯制成的SPU，由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)制成的SPU及其密封胶拉伸强度最好。对比几种硅烷制成的SPU，由官能度高的硅烷制得的SPU及其密封胶拉伸强度大、伸长率低。　　 本文还对SPU密封胶的配方组成对性能的影响进行了研究，结果表明：纳米碳酸钙有很好的补强作用，随着加入量的升高拉伸强度、100％定伸强度和断裂伸长率增大；随着ZnO的加入量的提高，SPU密封胶的拉伸强度、断裂伸长率、硬度都是先升高后降低；气相二氧化硅有很好的补强作用，随着加入量的升高密封胶的拉伸强度、断裂伸长率、100％定伸强度提高。增塑剂的种类对SPU密封胶的力学强度有很大影响，随着增塑剂加入量的提高，力学性能和粘接性能下降。胺基硅烷作为粘接促进剂的密封胶粘接铝的强度好。　　

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