科研报告

UPy封端超分子可剥离热熔胶的本体合成及性能研究

饶厚东¹，张  玲¹，程  伟¹，王雯霏¹，袁  煜²，魏柳荷²，李禹函²

（1.中国船舶集团有限公司第七二五研究所，河南 洛阳  471027；

2.郑州大学化学学院，河南 郑州  450001）

【摘  要】可重复使用及回收的胶粘剂是电子工业领域发展的必然趋势。本研究采用本体聚合法，以聚酯多元醇(7130)、聚乙二醇(PEG-1500)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成聚氨酯预聚体。再以2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶（UPy）封端，在直链型聚氨酯的末端接入UPy序列形成自互补四重氢键，合成了具备优良力学性能、粘接性能、抗冲击、可重复使用的超分子聚氨酯热熔胶（HMA-UPy），并对其结构和各项性能进行了测定或表征。研究结果表明：⑴成功合成了HMA-UPy，并且该热熔胶比常规的聚氨酯热熔胶法得到的分子量小；⑵在聚合物末端中引入UPy交联剂，对软链段的玻璃化转变温度（T_g）没有明显的影响，UPy序列提供了高热力学稳定性和快速的动力学可逆性，并且聚合物链末端的UPy序列不会破坏基于PEG-7130的软链段嵌段结构，从而使HMA-UPy柔软、可拉伸但又坚韧；⑶该热熔胶易于加工，可重复使用，机械强度良好，中等的黏流转变温度（135 ℃）和氢键的快速动态可逆性非常适合多次剥离和重复粘接；⑷该热熔胶具有两个失重峰值，分别为338.03和428.34 ℃，远高于常规热熔胶的热熔温度，完全满足使用需求；⑸这一合成策略有望为设计抗冲击和可重复使用的热熔结构胶开辟一条新的途径，对于开发高强度、可剥离、可重复使用、抗冲击的热可逆胶粘剂提出了一种新的策略，为其在工业生产领域的应用提供了一种有效方案。

【关键词】热熔胶；抗冲击；可重复；高强度；自互补四重氢键

新型含砜环氧胶粘剂的研制

赖立兴，虞鑫海

(东华大学化学与化工学院，上海  201620)

【摘  要】研究了主要成分为双酚S环氧树脂、E-51环氧树脂和SRTEM-80环氧树脂的环氧胶粘剂体系，通过改变胶粘剂体系中双酚S环氧树脂、E-51环氧树脂和SRTEM-80环氧树脂的比例，经过一系列化学反应，制备得到SJ-1、SJ-2、SJ-3、SJ-4和SJ-5等含砜的环氧胶粘剂体系。对其黏度性能、凝胶化时间、表观活化能、力学性能、电学性能、吸水性能等进行了系统研究，优化了配方及制备工艺。研究结果表明：双酚S环氧树脂和SRTEM-80环氧树脂中有较多的活性基团，可使胶粘剂体系的交联反应活性增加，交联速度加快，导致胶粘剂体系的凝胶化时间变短；5种胶粘剂的力学性能、电学性能和疏水性都较好，并且SJ-3胶粘剂的各项性能比其他配方均要优异；SJ-3胶粘剂固化后拉伸强度为32.3 MPa，电容为5.94~5.98 pF，介电损耗为0.37%~0.51%，吸水率仅为0.16%，是较合理的配方，有较大的应用前景。

【关键词】双酚S环氧树脂；环氧胶粘剂；含砜环氧胶粘剂；制备；性能

改性氮化硼/水性环氧导热绝缘涂层的制备及性能研究

黄  鹏，裴克梅

（浙江理工大学化学与化工学院，浙江 杭州  310020）

【摘  要】在氢氧化钠溶液中使氮化硼(BN)羟基化，后协同三种硅烷偶联剂（KH-550、KH-560和KH-570）改性，制备了一系列偶联剂改性BN样品（mBN-550、mBN-560和mBN-570）。通过分散性能测试，确定了最佳改性硅烷偶联剂种类及用量。将具有最佳分散性的mBN-570加入水性环氧涂料中，制备了水性环氧导热绝缘涂层，并研究了mBN-570添加量对复合涂层的力学性能、导热性能、耐热性能和绝缘性能的影响。研究结果表明：⑴改性后的BN在环氧树脂溶液中的分散性提升，并且通过3%KH-570改性的mBN-570分散效果最好，分散时长为18 d；⑵力学性能测试表明，mBN-570含量为3%和5%时，mBN-570/EP复合涂层的力学性能均相对最佳；⑶导热性能测试表明，室温下5%mBN-570/EP复合涂层的热导率为0.245 W/(mžK)，比纯EP涂层提升了28.3%，同时5%mBN-570/EP复合涂层的散热速度明显快于纯EP涂层，因此5%mBN-570的加入提升了复合涂层的导热性能；⑷热稳定性能测试表明，5%mBN-570的加入显著增强了复合材料的热稳定性，并延缓了热降解过程；⑸绝缘性能测试表明，5%mBN-570/EP复合涂层的体积电阻率为2.65×10¹⁶ ٞcm，表面电阻率为4.73×10¹⁶ Ω，因此该复合涂层具有较好的电绝缘性能。

【关键词】水性环氧树脂；氮化硼；表面改性；导热绝缘涂层

用于LED玻璃光显示基板的新型UV胶的制备及性能表征

李小源，罗文慧，黄芙铭，黄  路，李怡坤

（天津师范大学，天津  300387)

【摘  要】以脂环族环氧树脂为基体树脂，以氮化铝（AlN）为导热填料，制备了用于光显示基板的UV胶粘剂。通过测试显示基板上UV胶与铜箔间的综合性能（包括导热性能、剥离强度、耐浸焊性、可靠性分析及透光率测试）对材料进行全面评价。研究结果表明：在m(TA3150)∶m(TA21)=40∶60、光引发剂用量为环氧树脂质量分数3.5%、光促进剂用量为环氧树脂质量分数6%的胶液中，AlN用量为环氧树脂质量60%，UV胶可快速固化。其导热系数为1.1 W/(m∙K)，剥离强度为1.20 N/mm，耐浸焊时间达到10 min，透光率为86%，有很好的可靠性，满足LED玻璃光显示基板制备的性能要求，具有广阔的应用前景。

【关键词】环氧树脂；UV胶；导热系数；剥离强度；透光率；可靠性

 研制和应用   

高温持续老化对车用粘接接头静态特性的影响研究

杨  阳¹，林英豪²，王元伍³，范以撒²

（1.圣彼得堡理工大学材料与运输研究所，圣彼得堡  195251；2.华北水利水电大学机械学院，河南 郑州  450040；3.中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山  064000）

【摘  要】选择对接接头在高温80 ℃条件下，分别老化144、288、432、576和720 h，测试不同老化时间接头在常温下的失效载荷。把该失效载荷分成100%、60%、50%、40%、30%和20%六个等级进行疲劳试验，获得相应载荷等级接头疲劳失效次数。基于疲劳失效次数建立接头疲劳寿命函数，对比不同老化时间对接头疲劳寿命影响。最后，使用扫描电镜对比观察失效接头表面微观形貌。研究结果表明：⑴80 ℃条件下随着老化时间增加，对接接头平均失效强度缓慢减小，经过720 h高温老化，接头平均失效强度比初始减小了16.55%。⑵所有载荷-位移曲线全部呈非线性变化。80 ℃条件下随着老化时间增加，接头失效位移逐渐减小，说明高温老化导致粘接剂的韧性降低。虽然失效位移随老化时间逐渐减小，但是载荷-位移曲线斜率随老化时间增加而逐渐增加。⑶不同老化时间下，接头疲劳失效断面的微观形貌发生了明显变化。⑷疲劳试验数据表明，环境和时间的共同作用降低了粘接剂的疲劳耐久性，80 ℃高温环境下老化时间越久，对接头疲劳性能的影响越显著。

【关键词】轻量化；粘接技术；粘接接头；高温环境；疲劳特性

β-二酮的合成及其在金属粘接中的应用

刘倚帆，刘  燕，林  浩，刘  剑

（西南科技大学材料与化学学院，四川 绵阳  621010）

【摘  要】以苯乙酮、庚酸乙酯为原料，乙二醇二甲醚为溶液，乙醇钠为催化剂，制备了1-苯基壬烷-1,3二酮(记为b-二酮)，用于对钢表面预处理以及处理后粘接性能的研究。研究了在有氧和无氧条件下β-二酮和铁的反应，测试了反应液中Fe³⁺浓度的变化、钢板表面的腐蚀情况，对使用b-二酮处理前后的钢板粘接接头进行粘接性能测试。研究结果表明：通过傅里叶变换红外光谱分析仪(FT-IR)和傅里叶数字化核磁共振仪(¹H-NMR)的结构表征，证明成功合成了β-二酮；电感耦合等离子体发射光谱分析证明，Fe只有被氧化成Fe³⁺才能与β-二酮中的氧原子形成配位键，生成螯合物；通过循环伏安测试和恒电位测试的方法，加速了b-二酮与钢板的反应速率；通过电化学的方法处理钢板2 h得到的表面腐蚀程度与在常温下处理18 h的表面相似，因此可以使用电化学处理来改善粘接性能；当β-二酮处理钢板18 h后，得到的粗糙面可以与胶粘剂形成牢固的机械互锁，粘接强度比原来提升了27.0%，达到了最高强度。

【关键词】β-二酮；表面预处理；螯合物；机械互锁；粘接强度

胶粘剂中丙烯酰胺及丙烯酸酯类残留单体释放量和含量的研究

孙文慧，刘晓琴，潘敏霞，田光超，何毅华，赵志浩，张兰兰

（广电计量检测集团股份有限公司，广东 广州  510656）

【摘  要】采用袋式法对固化后的胶粘剂中丙烯酰胺及丙烯酸酯类残留单体进行释放量测定，研究了固化时间、试验温度及加热时间对这两类物质释放量的影响。研究结果表明：适当延长固化时间，对减少胶粘剂固化后的单体残留有明显作用；袋式法中试验温度为60 ℃时，胶粘剂中残留单体的释放量远大于试验温度为40 ℃对应的释放量，表明温度对胶粘剂残留单体的释放具有较大的影响；气袋的加热时间不同会对胶粘剂中残留单体的释放量造成影响，因此应选择合适的加热时间，避免残留单体未检出或过饱和情况；通过对各类胶粘剂固化后的残留单体进行释放量和含量情况分析，可以更加充分地了解各类胶粘剂的组成成分及环保性能；数据对比结果表明，胶粘剂中丙烯酰胺及丙烯酸酯类残留单体的释放量与含量基本呈正相关。

【关键词】胶粘剂；丙烯酰胺；丙烯酸酯；单体；释放量；含量；袋式法

丙烯酸酯压敏胶的制备及性能研究

王贝贝¹，曹  盛²，崔  傲¹，王莉娅²

（1.西安航空学院，陕西 西安  710077；2.西安航天三沃化学有限公司，陕西 西安  710089）

【摘  要】采用溶液聚合工艺，以丙烯酸-2-乙基己酯为软单体，丙烯酸甲酯为硬单体，丙烯酸为功能单体，乙酸乙酯为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，制备了不同单体浓度和胶层厚度的溶剂型丙烯酸酯压敏胶。研究了单体浓度和胶层厚度对丙烯酸酯压敏胶力学性能（环形初粘力、180°剥离强度、持粘性）的影响。研究结果表明：单体浓度对丙烯酸压敏胶的固含率影响较小；单体浓度为47.64%时，黏度相对最为合适；当单体浓度为47.64%，胶层厚度30 μm时，可以得到在环形初粘力、180°剥离强度、持粘性这三种性能之间较为平衡和性能优异的丙烯酸酯压敏胶。

【关键词】丙烯酸酯；压敏胶；单体浓度；胶层厚度；力学性能

 专题与综述 

高性能聚酰亚胺胶粘剂的研究进展

时瑞鑫¹，吴  霄²，徐  慧²，蔡秀莲¹，于文芳¹，武明月¹，朱庆增¹

（1.山东大学化学与化工学院，特种功能聚集体材料教育部重点实验室，山东 济南  250100；

2.中国航空工业集团公司济南特种结构研究所，山东 济南  250023）

【摘要】聚酰亚胺凭借其优良的耐高温特性，在高科技领域中具有重要应用前景。本文综述了近年来高性能聚酰亚胺胶粘剂的研究以及应用进展。从聚酰亚胺胶粘剂的分类及改性的研究现状进行分析，重点描述了在聚酰亚胺中引入大体积基团、聚硅氧烷、活性端基等方法进行的结构改性，阐述了将聚酰亚胺与碳纤维和纳米无机颗粒组合的组分改性研究进展，并对高性能聚酰亚胺胶粘剂的发展前景作了展望。

【关键词】聚酰亚胺；改性；胶粘剂；研究进展

纤维素气凝胶的开发及其在染料吸附领域的应用

杜彦力¹，吴    桐²，赵学燕²，裴    璐²，任    芳²

（1.核工业203研究所，陕西  咸阳    712000；2.西安理工大学，陕西  西安    710048）

【摘    要】现代印刷工业产生的大量印染废水，如果直接排放，将严重破坏生态环境并威胁人体健康。在诸多解决污染的方法中，吸附法由于其操作简便、成本低廉以及无二次污染的绿色环保特性，备受研究者关注。纤维素气凝胶以其大的比表面积、高孔隙率、出色的生物相容性，以及可再生和可降解等特性，成为吸附领域的研究焦点。本文介绍了纤维素气凝胶的制备及改性方法（如疏水改性、化学改性），重点探讨了纤维素气凝胶在染料吸附领域的应用研究进展，并对纤维素气凝胶的发展前景进行了展望。

【关键词】印染废水；纤维素气凝胶；吸附性能；改性