科研报告

支化聚丙烯酸酯的合成及压敏胶应用初探

许德喆，刘  畅，钱  军，石一峰

（华东理工大学材料科学与工程学院，上海  200237）

【摘  要】以己二醇二丙烯酸酯（HDDA）为支化单体，正十二硫醇（DDT）为链转移剂，采用自由基调聚-多烯单体共聚法（Strathclyde方法），通过自由基溶液聚合，在丙烯酸丁酯（BA）、HDDA和DDT的物质的量比为100∶10∶7.0时实现支化聚丙烯酸丁酯（BPBA）的制备。讨论了引发剂、理论固含率以及支化单体等因素对聚合反应的影响，并分析支化的形成过程，对比线性与支化聚合物的不同性质。在制备BPBA的基础上，对以丙烯酸丁酯为主单体的压敏胶制备进行初步探索。制备了不同支化程度的支化丙烯酸酯压敏胶（BPSA），并对BPSA的力学性能进行分析。研究结果表明：⑴在相同的链转移剂与支化单体比例下，聚合物的支化程度随着支化单体浓度的增多而升高；随着反应的进行，聚合物的支化程度逐渐升高，最后反应产物中由不同分子量和不同支化程度的聚合物组成。⑵相比于线性聚合物，支化聚丙烯酸酯在高含量下拥有更低的黏度以及更紧凑的分子链结构，结构与组成上的不同使得BPBA聚合物具有玻璃化转变温度低、高弹态区域不明显等特性。⑶支化丙烯酸酯压敏胶中低分子量聚合物以及支化结构的存在使得BPSA随着支化单体浓度的增大，初粘强度以及剥离强度逐渐下降。⑷外交联剂乙酰丙酮铝（ALAA）与HDDA单体都可使聚合物分子链之间发生偶联，但ALAA使得聚合物中形成体型交联结构，而以HDDA为支化单体所制备的压敏胶具有良好的有机溶剂溶解性，聚合物的可加工性较强，同时具有较高的初粘强度。

【关键词】溶液聚合；支化聚合物；压敏胶

防潮纤维板用三聚氰胺改性低物质的量比脲醛树脂胶粘剂研究

蒋  骞¹，卢  立¹，卿  彦¹，杨守禄²，李天华³，刘  明³

（1.中南林业科技大学，湖南 长沙  410004；2.贵州省林业科学研究院，贵州 贵阳  550005；3.广西丰林木业集团股份有限公司，广西 南宁  530221）

【摘  要】低物质的量比脲醛树脂胶粘剂制备的纤维板的力学性能及防潮性能低，因此通过脲醛树脂的改性处理对提高纤维板的性能具有重要意义。以三聚氰胺为改性剂，采用一次性加入的方式制备三聚氰胺改性低物质的量比脲醛树脂。探究了不同三聚氰胺用量对脲醛树脂及其制备的纤维板理化性能的影响。研究结果表明：当三聚氰胺质量分数从0增加到25%，改性脲醛树脂的贮存稳定性较好，固化时间先延长后缩短，游离甲醛释放量先降低后增加但均处于E1级以下；三聚氰胺的加入显著提高了脲醛树脂的胶接性能及耐水性能，三聚氰胺用量达到25%时，纤维板的吸水厚度膨胀率可以从12.73%降低至3.69%；三聚氰胺的加入封闭了亲水性基团，降低了脲醛树脂固化后的结晶度，提高了纤维板的力学性能和防潮性能。

【关键词】三聚氰胺；脲醛树脂；纤维板；吸水厚度膨胀率

碳纳米管改性涂层复合材料的制备设计及性能研究

马艾丽，何晓红，郭  莹，陈佳雨，祁  滔，叶一鸣，文振兴

（北京理工大学珠海学院，广东 珠海  519088）

【摘  要】为了解决碳纳米管容易团聚且在聚合物基体中分散性差等问题，利用偶联剂将碳纳米管进行功能化处理，使得碳纳米管均匀地分散在水性环氧树脂中并形成一种理想的两相界面，充分发挥碳纳米管的优异性能，制备出一种性能优异的复合防腐涂层，并深入探究了其复合材料的力学特性、疏水性等。研究结果表明：通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射光谱仪分析，证实碳纳米管表面和偶联剂发生了化学反应，成功接枝；改性前当碳纳米管添加浓度达到5%时，开始发生明显团聚，而改性后分散效果明显提升，添加浓度在9%时才开始出现团聚；改性后碳纳米管对复合材料的附着力明显提升，优于未改性碳纳米管复合材料，但添加量不宜过大；改性对复合材料涂层的硬度没有削弱，复合材料涂层依然保持良好的力学性能。总之，改性碳纳米管添加到复合涂层中可以有效改善其综合性能，但添加量不宜超过9%。

【关键词】碳纳米管；防腐；复合材料

碳纤维表面化学结构对其增强环氧树脂基复合材料性能的分子动力学模拟

马媛媛，王江涛，党建蓉，刘亚青

（中北大学，纳米功能复合材料山西省重点实验室，山西 太原  030051）

【摘  要】采用分子动力学模拟手段，构建了碳纤维氧化表面及其增强的环氧树脂基复合材料模型。系统研究了碳纤维表面含氧官能团演变与碳纤维表面张力的作用关系，构建了碳纤维的不同氧化表面增强的环氧树脂模型，并进一步升温固化，获得最终的热固性复合材料。揭示了不同碳纤维表面化学结构对复合材料的剪切、拉伸及弯曲性能的影响。研究结果表明：—C=O和—COOH的含量提升有利于碳纤维表面能的提高，这主要归因于—C=O双键可弥补—C=C—破坏损失的表面共价键能，也提高了表面非键相互作用能。此外，一定含量含氧官能团的引入对复合材料力学性能均有不同程度的提高，但过量的含氧基团则削弱了力学性能。当电流密度为0.69 A/m²时，对应碳纤维增强环氧树脂基复合材料的剪切应力、拉伸强度和弯曲强度均为最优，进一步提升的电流密度使得复合材料的力学强度均逐渐降低。

【关键词】碳纤维；环氧树脂基复合材料；表面化学结构；分子动力学

  研制和应用   

重质碳酸钙/环氧树脂复合材料的制备及性能

熊枝敏¹，房佳慧^1,2，杨  喆^1,2，高  雪¹，洪  颖¹，胡  盛^1,2

（1.湖北民族大学化学与环境工程学院，湖北 恩施  445000；2.湖北民族大学生物资源保护与利用湖北省重点实验室，湖北 恩施  445000）

【摘  要】以重质碳酸钙为原料，硬脂酸、钛酸酯为改性剂，制备了改性重质碳酸钙。将其与环氧树脂复合，制备了改性重质碳酸钙/环氧树脂复合材料。利用热失重分析仪、近红外光谱仪、X射线衍射仪以及扫描电子显微镜对复合材料进行表征，探讨了改性条件对复合材料力学性能的影响。研究结果表明：以硬脂酸、钛酸酯为复配改性剂，对重质碳酸钙进行干法改性。当硬脂酸用量为重质碳酸钙质量的1.5%、硬脂酸改性时间为20 min、钛酸酯用量为重质碳酸钙质量的2.0%、钛酸酯改性时间为10 min时，复合材料的拉伸性能最佳，为10.2 MPa，此时吸油值最低。经过硬脂酸、钛酸酯改性以及与环氧树脂复合都未改变重质碳酸钙的晶型，复合改性剂成功地接枝在重质碳酸钙表面。改性重质碳酸钙颗粒间分散性良好，与环氧树脂结合性较强。

【关键词】重质碳酸钙；干法改性；环氧树脂；复合材料；力学性能

固化温度对道路补修用环氧树脂胶拉伸强度的影响研究

史晓贞，祝李京，吴克宝

（武汉华中科大检测科技有限公司，湖北 武汉  430074）

【摘  要】使用E-51型环氧树脂、T31型固化剂、三种稀释剂等材料，对道路补修用环氧树脂胶试样进行制备。通过力学测试设备，测试不同固化温度对环氧树脂胶拉伸强度的影响。研究结果表明：⑴固化温度超过正常工作温度时，试样胶体会产生大量气泡，这些气泡会消耗胶体能量，增大环氧树脂胶的断裂伸长率，降低环氧树脂胶的抗拉伸强度。当固化温度为105 ℃时，胶样本的抗弯强度为90.6 MPa，抗压强度为128.9 MPa，此时试样力学性能较好。⑵固化温度越高，可提高试样粘接性能，但是过高的固化温度，会使胶体出现过固化现象，导致胶层比较脆弱，降低试样的T剥离强度。当固化温度为85 ℃、固化时间为160 min时，试样粘接强度最佳，且添加CYD660型稀释剂可有效提高环氧树脂胶的力学性能。

【关键词】道路补修；环氧树脂胶；固化剂；稀释剂；固化温度；拉伸强度

双组分高强高韧环氧树脂胶粘剂的研制

俞滨滨，刘  波，张爱萍，祝  军，张  尧

（浙江科力厌氧胶有限公司，浙江 杭州  311305）

【摘  要】采用双酚A环氧树脂、5种增韧剂(二聚酸改性环氧树脂增韧剂、聚氨酯改性环氧树脂增韧剂、橡胶CTBN改性环氧树脂增韧剂、聚醚砜增韧剂以及核壳粒子改性环氧树脂增韧剂)、复合填料、复合固化剂为主要原料，开发了一种双组分高强高韧性环氧树脂胶粘剂。研究了增韧剂种类及添加量对环氧胶粘剂强度和韧性的影响，筛选出合适的增韧剂，对胶粘剂配方进行优化。研究结果表明：当橡胶CTBN改性增韧剂与核壳粒子增韧剂比例为5∶5时，双组分环氧树脂胶粘剂具有良好的力学性能和韧性，拉伸强度为64.4 MPa，剪切强度为28.3 MPa，断裂伸长率为3.1%，并且具有良好的抗老化性能。

【关键词】双组分环氧树脂；增韧；断裂伸长率

Py-GCMS结合FT-IR快速测定聚烯烃中马来酸酐接枝率

胡振龙，唐舫成，杜  壮，汪加胜，黎明亮

（广州鹿山新材料股份有限公司，广东 广州  510530）

【摘  要】以十二烯基丁二酸酐(DDSA)作为马来酸酐（MA）在聚烯烃中标准物质，通过密炼将DDSA与聚烯烃混合均匀，控制平板硫化机温度和热压时间，可以获得一系列不同DDSA含量的聚烯烃薄膜。采用热裂解-气相色谱与质谱联用仪（Py-GCMS）快速定量出薄膜样品中DDSA的含量，从而可换算得到相对应MA的含量。结合红外光谱（FT-IR）法可得到薄膜样品吸光度的比值A1791/A1167，并以MA含量对A1791/A1167进行标准曲线直线拟合，直线方程截距绝对值即为聚丙烯样品MA接枝率。研究结果表明：经Py-GCMS、FT-IR测试及曲线拟合，得到样品PP-1#、PP-2#的接枝率分别为0.099%和0.254%。曲线拟合方法与滴定法测试结果相比较，PP-1#、PP-2#相对偏差分别为4.04%和2.36%，结果接近一致。该方法用于测试聚乙烯、乙烯-辛烯聚合物的MA接枝率，与滴定法结果相比较，相对偏差都小于10%，曲线拟合方法准确性好。重复性试验表明，相对标准偏差均小于5%，曲线拟合方法具有较好的重复性。该曲线拟合方法可进一步用于其他聚烯烃类样品MA接枝率的测定。

【关键词】马来酸酐；十二烯基丁二酸酐；接枝率；Py-GCMS；FT-IR

 专题与综述  

用于公路工程的聚氨酯密封胶研究进展

刘虓嵩，张增平，郭茵霄，刘  浩，于欣赫，阚士云

（长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西 西安  710064）

【摘  要】本文主要归纳了聚氨酯材料作为路用密封胶的研究进展，包含聚氨酯密封材料的概述及反应机理、主要组成材料（多异氰酸酯、多元醇、扩链交联剂、催化剂以及填料等）、性能评价（宏观、微观、分子动力学模拟等）、新型聚氨酯密封胶种类（如改性聚氨酯密封胶、生物基聚氨酯密封胶、无溶剂聚氨酯密封胶等），并概述了聚氨酯密封胶在公路工程中的实际应用情况。最后，提出了目前聚氨酯密封胶研究中存在的问题，并对发展趋势进行了展望。

【关键词】聚氨酯；密封胶；道路工程；路面养护

木质素改性及其在胶粘剂领域应用

方  昭，石立旺，杜  超，郭  敏，伊  卓，王  颖

（中国石化医用卫生材料研究与应用重点实验室，北京 100013）

【摘  要】木质素是植物体内的一种天然高聚物，其刚性结构为植物纤维提供了一定的支撑强度。由于木质素具有含量丰富、无毒无害和生物可降解的优良特性，近年来正逐渐取代不可再生石油基原料制造胶粘剂。木质素在胶粘剂中可以作为填料，也可以作为反应性组分；酚类结构使其具有取代传统酚醛树脂中苯酚组分的潜力；酚羟基可以方便地接枝环氧化合物，可以替代多元醇与异氰酸酯发生反应。木质素或改性木质素基酚醛、环氧和聚氨酯胶粘剂已经被用于木构件如纤维板、刨花板、胶合板的粘接。本文旨在从木质素和改性木质素出发，介绍不同类型木质素基胶粘剂的结构特征、固化性能、粘接强度以及潜在应用价值，并对其未来发展进行了展望。

【关键词】木质素；胶粘剂；酚醛；环氧；聚氨酯