知多少 | 相似分子结构的胶黏剂，耐热性能竟差别这么大？
2022/7/12 14:21:45 点击：
最近，看到一组有意思的文章数据，它指出拥有相似结构的三种不同固化机理的反应型热熔胶：全光固化型、光湿双固化型、全湿固化型，竟然在耐热性能上有着明显的差异。
三者的TGA和DTG曲线如图1所示
（注：a.湿固化预聚体由MDI与混合多元醇聚合而成，分子链两端带有-NCO基团；b.光固化预聚体则由湿固化预聚体与羟基丙烯酸酯反应而得，分子链两端带-C=C-基团；c.光湿双固化预聚体则将湿固化预聚体和光固化预聚体按照一定比例混合而成。）
由图可知：不同反应型HMA的初始热分解温度依次为全湿固化型（349 ℃）>光/湿双固化型（333 ℃）>全光固化型（314 ℃)。
DTG曲线体现了反应型HMA随温度上升的失重速率大小，不同反应型HMA的失重均可分成两个阶段：前阶段的最大失重速率温度分别为374 ℃（全光固化型）、392 ℃（光/湿双固化型）和399 ℃（全湿固化型）；后阶段的最大失重速率温度基本上均在457 ℃左右且峰型大小显示此阶段速率相对较快。
研究者认为，导致反应型HMA热稳定性能差异的原因：一是光照后交联度瞬间提升，从而影响软段结晶和硬段聚集；二是含有光固化树脂的反应型HMA，其-C=C-的固化程度较低，交联度不够大。
增加PU材料微相分离程度是增加其耐热性的有效途径之一。
交联后的Mr和分子链中各基团的耐热性能也是影响PU材料热稳定性能的重要因素，化学交联可获得较好的热稳定性能。
三者的TGA和DTG曲线如图1所示
（注：a.湿固化预聚体由MDI与混合多元醇聚合而成，分子链两端带有-NCO基团；b.光固化预聚体则由湿固化预聚体与羟基丙烯酸酯反应而得，分子链两端带-C=C-基团；c.光湿双固化预聚体则将湿固化预聚体和光固化预聚体按照一定比例混合而成。）
由图可知：不同反应型HMA的初始热分解温度依次为全湿固化型（349 ℃）>光/湿双固化型（333 ℃）>全光固化型（314 ℃)。
DTG曲线体现了反应型HMA随温度上升的失重速率大小，不同反应型HMA的失重均可分成两个阶段：前阶段的最大失重速率温度分别为374 ℃（全光固化型）、392 ℃（光/湿双固化型）和399 ℃（全湿固化型）；后阶段的最大失重速率温度基本上均在457 ℃左右且峰型大小显示此阶段速率相对较快。
研究者认为，导致反应型HMA热稳定性能差异的原因：一是光照后交联度瞬间提升，从而影响软段结晶和硬段聚集；二是含有光固化树脂的反应型HMA，其-C=C-的固化程度较低，交联度不够大。
增加PU材料微相分离程度是增加其耐热性的有效途径之一。
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湿固化反应型HMA在热熔涂布过程中，其软段和硬段均处于高温环境中，链段移动能力相对较大，处于不规则运动中；冷凝后软段发生结晶行为，同时硬段也聚集在一起，由此产生了微观相分离；此时，硬段中的氨基甲酸酯和脲基甲酸酯上的-NH易与硬段中羰基形成氢键， 少部分可与软段中酯羰基上的氧或被粘材料上的氧形成氢键，故微观相分离结构能有效提高体系的内聚力和黏附力。
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光/湿双固化反应型HMA经光照后，其胶层在尚热时即呈凝胶状；-C=C-的交联固化极大约束了链段的移动，软段在尚未结晶前就受到约束，其结晶行为减缓且结晶度下降；硬段的聚集速率也相应减缓，并且可能被分散约束在软段中，故体系的微观相分离程度下降（减少了氢键的数量）。
- 同理，全光固化反应型HMA固化后，其微观相分离程度更低。
交联后的Mr和分子链中各基团的耐热性能也是影响PU材料热稳定性能的重要因素，化学交联可获得较好的热稳定性能。
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湿固化反应型HMA固化后，可生成氨基甲酸酯或脲基甲酸酯，并形成化学交联结构，而且其Mr上升；
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光/湿双固化反应型HMA经UV照射后，其-C=C-的交联固化约束了链段（包括可湿固化链段）的运动，致使其湿固化交联受到影响，并降低了Mr；
- 全光固化反应型HMA的固化可发生在数秒之内， 即其活性基团相遇的概率降低，故其Mr可能更低。
综上所述，全湿固化型HMA具有相对最好的热稳定性能。 更多滤芯胶请访问www.pusino.com
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