低表面能材料粘接研究进展
吴雯晓1，张承钰1，杨智慧1，史浩伯2，田伟智2，孙方皓1，吴连锋3，卢海峰1
（1.山东大学化学与化工学院，山东 济南 250100；2.北京星航机电装备有限公司，北京 100074；3.海洋涂料国家重点实验室，海洋化工研究院有限公司，山东 青岛 266071)
【摘 要】低表面能材料在赋予其重要的应用价值的同时也带来了难以粘接的问题。本文从低表面能材料粘接困难的原理出发，总结了近年来国内外在提高低表面能材料粘接性能方面的研究进展，涵盖了低表面能材料的表面物理处理方法（如机械物理处理、等离子体处理、电晕处理和辐照处理）、表面化学处理方法（如火焰处理、化学刻蚀处理、接枝处理、底涂剂处理）、物理方法与化学方法复合处理以及在不加以表面处理的前提下直接进行粘接的胶粘剂种类研究和探索等。最后对相关研究的未来发展进行展望。
【关键词】低表面能材料；表面改性；胶粘剂
研究报告
醋酸乙烯酯对聚丙烯酸酯压敏胶性能的影响
张 鑫，黄 鹤
（苏州大学材料与化学化工学部，新型功能高分子材料国家地方联合工程实验室，江苏 苏州 215123）
【摘 要】醋酸乙烯酯是介于传统的丙烯酸酯软、硬单体之间的一类中间单体，常常用于聚丙烯酸酯压敏胶的制备中，但通过改变醋酸乙烯酯的量来调节丙烯酸酯压敏胶的性能尚无系统的研究报道。为此，本文通过中间单体醋酸乙烯酯与传统的丙烯酸酯软、硬单体的溶液共聚合，制备了聚丙烯酸酯压敏胶。详细研究了中间单体醋酸乙烯酯对聚丙烯酸酯压敏胶性能的影响，并与传统的硬单体甲基丙烯酸甲酯进行了对比。研究结果表明：⑴随着醋酸乙烯酯用量的增大，压敏胶的内聚力增大，与基材的黏附性降低。当醋酸乙烯酯用量达9.5%时，呈现界面破坏，剥离强度能达到18.78 N/25 mm，此时持粘力、初粘力分别为1.10 h、4#球。⑵相对于传统的硬单体甲基丙烯酸甲酯，中间单体醋酸乙烯酯的使用，对压敏胶的初粘力及持粘力贡献都没有优势，但可提高剥离强度达20%左右。
【关键词】溶液聚合；聚丙烯酸酯；压敏胶；醋酸乙烯酯
添加高岭土对木质素基酚醛树脂胶粘剂储存稳定性的研究
庄军平，黄 睿，刘宇旗
（华南理工大学轻工科学与工程学院，广东 广州 510640）
【摘 要】木质素作为一种经济、易获取的可再生生物资源，可部分替代苯酚生产木质素基酚醛树脂（LPF）。但替代苯酚与甲醛反应的产物大分子结构相较于纯酚醛树脂（PF）更加复杂，易发生团聚，使得LPF的储存稳定性低。为克服这一难题，本研究在LPF制备过程中添加高岭土制备高岭土-木质素基酚醛树脂（K-LPF），以储存时间和胶合特性为主要评价指标，采用正交设计法对影响K-LPF储存稳定性的主要因素进行了优化。研究结果表明：⑴添加高岭土作为胶粘剂的稳定剂，可有效提高储存稳定性。采用正交设计法确定的最佳工艺条件为：木质素替代率60%，碱用量25%，在第3批加料时加入6%的高岭土，所得胶粘剂的胶合强度为1.33 MPa，储存时间可达98 d，且各项指标均能满足GB/T 14732—2017标准中的要求。极差分析表明，影响储存时间的主要因素的主次顺序为：碱用量>木质素替代率>高岭土添加量>高岭土添加批次。⑵红外光谱（FT-IR）和热重分析（TG）结果表明，添加高岭土制备的K-LPF与LPF和PF红外谱图类似，均具有相近的结构，表明高岭土和木质素以共聚的方式与苯酚和甲醛参与反应，降低胶粘剂中有机大分子因自聚而发生的沉淀，提高其储存稳定性。⑶验证试验表明，实际试验结果符合正交设计法的预测，进一步证明了以上优化所得最佳工艺条件的有效性和可靠性，为制备储存稳定性高的K-LPF提供了理论和实践依据。
【关键词】木质素基酚醛树脂；高岭土；正交设计；胶合强度；储存稳定性
氮化硼用量对丙烯酸酯胶粘剂基氮化硼/松木粉末复合板性能的影响
刘 妹1，葛冰洁1，戚安杰1，于竹青1，项尚林1,2
(1.南京工业大学材料科学与工程学院，江苏 南京 211816；2.山东力合新材料科技有限公司，山东 济宁 272200）
【摘 要】氮化硼（BN）因其优异的导热性和化学稳定性成为提高复合材料热传导性能的理想填料，而丙烯酸酯胶粘剂尽管存在诸多优点，但热传导性能相对较差、不耐高温，从而限制了其在高温环境下的应用。本文在丙烯酸酯胶粘剂中引入导热填料氮化硼，通过制备工艺简单的方法——直接热压法制备了丙烯酸酯胶粘剂基氮化硼/SMF复合板导热性能、硬度、抗冲击性能以及阻燃等性能的影响。研究结果表明：⑴傅里叶变换红外光谱测试表明，丙烯酸酯胶粘剂固化反应完全。⑵随着氮化硼用量增加，BN/SMF复合板的导热系数也相应增加。⑶无机成分氮化硼在高温下不易分解，且能起到很好的物理阻隔作用，提高了BN/SMF复合板的分解温度。⑷随着氮化硼用量的增加，BN/SMF复合板的冲击强度和硬度都会增加。但当氮化硼用量达到一定值时，由于粒子团聚，破坏了复合基体的连续性，冲击强度和硬度都下降。⑸随着氮化硼用量增加，BN/SMF复合板的热传导性能、阻燃性能均有所提高。
【关键词】氮化硼；丙烯酸酯胶粘剂；复合板；导热性能
高耐润滑油红外与激光兼容涂层的制备及性能研究
吕丹丹1，杨 聪1，张伟钢1，乔 智2，孔祥兵2
（1.滁州学院，安徽 滁州 239000；2.安徽徽邦漆业有限公司，安徽 天长 239311）
【摘 要】具有突出耐润滑油性能的红外与激光兼容涂层广泛应用在各类飞行器多频谱兼容隐身领域，且应用前景广阔，是隐身材料领域的研究热点。本文采用绢云母改性方法，制备得到了一种具有突出耐润滑油性能的复合涂层[(PU)/Al-Sm2O3]，并系统地研究了涂层的理化性能变化规律。研究结果表明：绢云母改性可明显改善涂层的规整度、致密度和片状铝粉的排布状态，促使涂层发射率显著降低，涂层对润滑油腐蚀的稳定性得到显著提高。绢云母改性可明显提高涂层的耐冲击强度，可使涂层在长时间的润滑油腐蚀过程中仍然保持在最优状态。
【关键词】涂层；绢云母；红外与激光兼容；耐润滑油性能
工艺与应用
超临界CO2处理对芳纶纤维复合材料界面性能的影响研究
李亚锋1,2，张杜鹃1,2，鹿海军1,2
（1.中国航空制造技术研究院复合材料技术中心，北京 101300；2.先进复合材料国防科技重点实验室，北京 100095）
【摘 要】芳纶纤维是一种高性能纤维，在复合材料领域具有广泛的应用。但由于其表面具有化学惰性，与树脂基体的界面粘接性不佳，并且在制备纤维的过程中常在纤维织物表面残留杂质，从而影响纤维/树脂之间的结合性。本文通过超临界CO2流体对两种芳纶纤维（K49和F-12）表面进行处理，并研究了超临界CO2流体对纤维织物（F-12F）表面的影响。然后以处理后的芳纶纤维及纤维织物为原料，制备了芳纶纤维增强环氧树脂复合材料，对复合材料的弯曲性能和层间剪切性能进行了研究。研究结果表明：⑴超临界CO2处理对K49和F-12纤维的拉伸性能无明显影响，但对纤维的表面起到有效的清洗效果，表面的杂质元素含量明显降低。⑵经过超临界CO2处理后，K49纤维的表面粗糙度增加，F-12纤维的整体表面粗糙度反而有所下降。经过超临界CO2处理后，K49纤维/树脂间的界面剪切强度提高了40.8%，纤维/树脂的结合性有明显改善，而F-12纤维/树脂间的界面剪切强度略有降低。⑶超临界CO2处理前后芳纶纤维/环氧复合材料（K49/5224A和F-12/5224A）的弯曲性能、层间剪切性能的变化均在10%范围内，超临界处理对两种芳纶纤维增强复合材料的弯曲、剪切宏观力学性能无明显影响。而对于F-12纤维织物而言，超临界CO2处理可有效地去清除纤维在编织过程中产生的杂质，提高纤维织物/树脂界面结合性。
【关键词】芳纶纤维；超临界CO2；表面处理
低温表干快的聚氨酯密封胶的研制
招兆林，郭 盟，韦欣照，江 虹
（广东普赛达材料科技股份有限公司，广东 东莞 523646）
【摘 要】为满足生产节奏的不断加快，发展低温快干快固的单组分聚氨酯密封胶是最重要的趋势之一。本研究制备了一种低温表干快的单组分聚氨酯密封胶，讨论了增塑剂的相对分子质量、不同伯羟基含量的聚醚多元醇、两种催化剂的不同量搭配及两种预聚体的不同配比对密封胶低温表干时间及固化速度的影响。研究结果表明：⑴不同相对分子质量的增塑剂对单组分聚氨酯密封胶的固化速度有影响，相对分子质量越小，固化速度越大。考虑增塑剂的迁移性，增塑剂的相对分子质量在270~350之间较为合适。⑵聚醚多元醇的伯羟基含量越大，对单组分聚氨酯密封胶的低温表干时间及固化速度提升越大。结合伯羟基对树脂相容性的影响，选取伯羟基含量为20%的聚醚多元醇相对最优。⑶二吗啉二乙基醚（DMDEE）添加0.15%、二月桂酸二丁基锡（DBTDL）添加0.05%时，低温表干时间相对最快，固化速度也最快。⑷使用4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）制备的预聚体与使用甲苯二异氰酸酯（TDI）制备的预聚体搭配使用，可以提升密封胶的表干时间及固化速度。当两者添加量分别为25%和10%时，其保证了低温表干时间较快的同时不降低固化速度。
【关键词】聚氨酯；密封胶；表干快；低温
环氧胶粘剂的低温贮存性能研究
安东澜，李永亮，邸安乐，马 丽，贺 华，黄 涛
（航空工业西安飞行自动控制研究所，陕西 西安 710065）
【摘 要】环氧树脂与固化剂混合后普遍开始固化反应，因此存在适用期短、贮存困难等问题。有必要建立一种快速可靠的低温贮存性能评估方法，以便对所有环氧固化体系进行快速验证，使之能在结果可靠的前提下降低试验成本。本研究以两种不同的环氧固化体系为研究对象，在不同温度下对黏度进行表征，按Arrhenius方程拟合，推导出凝胶时间和贮存温度之间的关系，最后根据贮存要求设计了合理贮存温度。研究结果表明：⑴黏度和凝胶时间测试结果表明：在-80 ℃的贮存温度下，间苯二甲胺固化体系和咪唑固化体系到达贮存期时性能和新配胶相比差异不大，均优于原-20 ℃贮存胶到达贮存期时的性能。⑵剪切强度测试结果表明：两种固化体系下-80 ℃贮存胶在到达贮存期时剪切强度满足要求，高于-20 ℃贮存胶，且和新配胶性能基本一致。⑶在间苯二甲胺固化体系下，-20 ℃贮存的胶剪切强度略低于指标要求，存在使用风险；在咪唑固化体系下，-20 ℃贮存胶的剪切强度满足指标要求。
【关键词】环氧胶粘剂；低温；贮存期；凝胶时间
耐高温RTV-1硅酮密封胶的性能研究
蒙嘉华1，陈炳耀2，林志鹏1，郭仕川1，董 颖1
(1.广东三和控股有限公司，广东 中山 528400；2.中山市珉和化工科技有限公司，广东 中山 528400)
【摘 要】本研究以α,ω-端羟基二甲基硅氧烷(107硅橡胶)为主原料，添加硅微粉、纳米碳酸钙和气相法二氧化硅等填料，并加以交联剂、硅烷偶联剂、催化剂和耐热添加剂，制得室温固化单组分耐高温硅酮密封胶。探讨了配方中不同黏度的107硅橡胶配比及含量、不同配比的填料以及耐热添加剂种类对硅酮密封胶粘接性能和耐热性能的影响。研究结果表明：⑴不同黏度的107硅橡胶配比对硅酮密封胶性能的影响研究中发现，当高黏度107硅橡胶的质量分数占比较高时，制得的硅酮硅密封胶的断裂伸长率也较高，但其拉伸强度、硬度则较低，且表干时间偏慢。⑵选择黏度为80 000 mPa·s的107硅橡胶与20 000 mPa·s的107硅橡胶等比例进行添加，且总添加量在50份时，室温拉伸强度为2.51 MPa，断裂伸长率可达到407%，且其耐高温性能较佳。⑶不同配比的碳酸钙与硅微粉对硅酮密封胶的粘接性能及耐温性能均有较大影响。随着碳酸钙比例的增加，硅酮密封胶对基材的粘接力值也逐步加大，但力值增加的幅度逐渐减小；相比于金属基材，硅酮密封胶对塑料基材的粘接性更加牢固。碳酸钙与硅微粉常用作硅酮密封胶的填料，硅微粉相比于碳酸钙，在一定程度上可提高硅酮密封胶的耐温性能。⑷耐热添加剂中的金属氧化物，可以在不同程度上提高硅酮密封胶的耐热性能。
【关键词】硅酮密封胶；耐高温；107硅橡胶；硅微粉；耐热添加剂
材料科学
含氟聚氨酯预聚物的合成
安靖怡1，张天福2，张孝阿1，王成忠1，江盛玲1，张军营1
（1.北京化工大学，碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，材料科学与工程学院，北京 100029；2.航天化学动力技术国防科技重点实验室，湖北航天化学技术研究所，湖北 襄阳 441003）
【摘 要】为解决常规聚醚或聚酯含氟化合物简单共混相容性差的问题，本文以叠氮聚醚二元醇和含氟聚醚二元醇为初始原料，根据异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中异氰酸酯基团的活性差异，通过分步预聚法，设计合成了系列含氟聚氨酯预聚物。研究了叠氮聚醚二元醇的添加方式、催化剂种类、反应温度、反应时间对第一步预聚反应的影响以及反应时间对第二步预聚反应的影响。研究结果表明：预聚反应的最佳条件为，叠氮聚醚二元醇以滴加的方式引入反应体系，在25℃、二月桂酸二丁基锡的催化下反应1 h，随后引入含氟聚醚二元醇（PEG-45）于80 ℃下反应4 h。反应成功合成了含氟聚氨酯预聚物。
【关键词】含氟聚氨酯；预聚物；异氰酸酯基团活性差异
水热法制备三维海胆型TiO2微纳米材料及其表征
柳 咪1，来 贤2
（1.广州科技职业技术大学，广东 广州 510550；2.陕西科技大学，陕西 西安 710021）
【摘 要】具有特殊形貌和结构的二氧化钛（TiO2）微纳米材料近年来成为关注和研究的热点，而如何通过水热法精确控制TiO2的形貌仍然是一大挑战。通过一步水热法，采用四异丙醇钛（TTIP）作为高效的钛源，同时巧妙地引入浓盐酸与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为形貌调控剂，在乙二醇这一绿色溶剂的环境下制备了海胆型TiO2微纳米材料。探讨了不同反应条件对TiO2结构与性能的影响，并分析其生长机理。研究结果表明：水热法可以成功制备出三维海胆型TiO2微纳米材料，且反应条件对材料的形貌和性能有重要影响。此外，在优化条件下，当PVP的浓度设定为6 mg/mL，同时操作温度控制在150 ℃，并维持反应时间长达24 h时，样品的分散性能达到最优状态，且其表面形貌的完整性得到显著提升。
【关键词】水热法；海胆型TiO2；微纳米材料；制备；表征