PTFE/Fe胶黏剂的合成与性能

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PTFE具有耐高低温、耐腐蚀、耐候、高润滑等各方面的优异性能,但因其表面能低,表面张力小,难以实现粘接,极大地限制了其应用。本文制备了单组份和双组份两种类型的胶黏剂来粘接PTFE和Fe。利用本体聚合法以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸六氟丁酯(F6BA)和丙烯酸丁酯(BA)为原料合成了含氟、环氧基的丙烯酸酯聚合物,二乙烯三胺为固化剂的双组份胶黏剂。研究了催化剂用量、链转移剂用量、环氧值、含氟量、Tg值等因素对丙烯酸酯聚合物的影响,得到合适的合成配方为GMA40%、BA39%、F6BA21%,引发剂和链转移剂的量分别为单体总量的2%、3%。利用等离子体、钠萘处理液对PTFE进行表面处理,钠萘处理方法效果较明显。采用差示扫描量热分析法(DSC)研究了胶黏剂的固化时间、固化温度及固化工艺。结果表明,合适的固化工艺为25℃×3h+90℃×70min+170℃×50min,PTFE/Fe黏合的拉伸剪切强度达到4.1MPa,剥离强度达到2.3N/cm。双组份胶黏剂使用不便,且胶黏剂对PTFE面粘附力较差。本文进一步合成含有高反应活性的异氰酸酯基团的单组份胶黏剂,旨在通过化学键改善与被粘物表面的粘附性。以异佛而酮二异氰酸酯(IPDI)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,合成含-NCO基团的丙烯酸酯单体,用甲乙酮肟对合成单体的-NCO基团进行封闭。FT-IR和13C-NMR的表征证实成功合成了目标单体(封闭HEA-IPDI)。研究了反应时间、反应温度、催化剂浓度、封闭剂用量等因素对合成反应的影响。以甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸丁酯和封闭HEA-IPDI单体合成单组份胶黏剂。分别采用变温红外、DSC研究胶黏剂的解封温度、固化工艺。胶黏剂的起始解封温度为140℃,合适的固化工艺为120℃×2h+140℃×2h。与制备的双组份胶黏剂性能相比,单组份胶黏剂的剥离强度稍差,而拉伸剪切强度略高。
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