新一代Vinail(R)硬木用水基胶粘剂——远超出木材破坏VIP免费

2008年4月第17卷第4期V01．17No．4，Apr．2008中国胶粘剂CHlNAADHESIVES一59一新一代Vinavil⑩,硬,Ir,用水基胶粘剂——远超出木材破坏M．Ripamontil，F．Chiozzal，S．Paffumil，F．Abbhl，A．Brav02，，M．Deci02，T．Cerulli2(1．VinavilS．pA—R&D，VilladossolaandMilanLaboratories，Italy；2．MapeiS．pA—R＆D，MilanCentralAnalyticalDepartment，Italy)摘要：在非承载类硬木结构中使用水性热塑性胶粘剂，要求最终胶接接头具有较高的机械性能(高于木材本身)和抗蠕变性。当胶接接头受到静负荷作用时，其机械性能会受到胶粘剂本身性能和木材类型的影响，即与胶粘剂和基材之间密切相关。选取化学成分相同、合成路径不同的两类聚合物。并参照国际标准。羽对胶粘剂的相关性能进行光谱分析、量热分析、形态结构分析和测试。有趣的是，两例胶在剪切试验中表现出显著差异：一类导致被粘基材的内聚破坏，另一类导致被粘基材表面的胶粘剂破坏。由此可知，所测试聚合物所表现出的不同机械性能与粘接机理有关。因此，本文合成了新一代VinaviI水基聚合物胶粘剂，由于采用新颖的前瞻性技术，其特殊性能显而易见，且远超过传统标准。关键词：木材；热塑性；聚醋酸乙烯酯；胶粘剂；抗蠕变性；破坏中图分类号：TQ433．433文献标识码：B文章编号：1004—2849(2008)04—0059—120前言1聚合部分长期以来木材就已为人们所熟知，因此，将两块木材通过一种合适的材料结合在一起的方法起源已久。聚醋酸乙烯酯(PVAc)是一种热塑性聚合物，将其用作木材胶粘剂工业的原材料已有多年的历史。由于PVAc的多功能性和与木材具有持久的粘接力，因而在各种领域中应用广泛。但是，正因为PVAc具有热塑性性能，因此PVAc胶粘剂不适宜粘接承重建筑，尤其不适合户外使用。在某些应用场合，如木椅、块状木板或指接木等粘接中，PVAc最能发挥其特殊的性能。由于上述应用中所使用的材料是一种硬实木(硬度大小反映了外部物体渗透至木材表面的阻力大小)，理想的胶粘剂在胶接木材受压时能渗透至木材表面，具有较高的剪切强度，并使最终胶接接头具有良好的弹性。但上述特性依靠硬木本身很难得到。按照某些应用要求，PVAc胶粘剂必须满足下列性能：①压缩负荷剪切强度；②木材破坏百分率；③抗蠕变性。众所周知，胶粘剂特性与胶接制品的耐力试验之间存在着统计相关性[31。如在胶粘剂粘接木椅的过程中，该手工胶接产品要符合欧洲标准，就必须要达到各项性能的最小值：①压缩负荷剪切强度大于15N／mm2；②木材破坏百分率大于80％；⑧抗蠕变性超过21d。在制备水性胶粘剂时，PVAc分散于水溶液中通常以聚乙烯醇(PVA)作为保护胶体。PVA的作用是增加聚合物的稳定性(包括机械、冻融和稀释稳定性等)，并提供所需的流变性能闱。市场上的PVA有许多种类，一般按照聚合和水解度进行分类。水解度是指羟基对乙酰基的物质的量比，常用的两类产品是部分水解(87％-89％)和全部水解(97％～99％)的PVA。聚合度(DP)与PVA的相对分子质量分布有关(该分布通常由布氏粘度计于20℃测定4％PVA水溶液而得)，据此可将PVA分成低粘度(5mPa·s)，中粘度(20～30mPa·s)和高粘度(40-50mPa·s)这三类产品。据有关文献【51报道，部分水解(88％)的PVA是一种有效的乳化剂，其相对分子质量适中。在乳液聚合中若PVA仅用作稳定剂，则其具有双重作用：作为单体的乳化剂和作为聚合过程所形成的聚合物粒子的稳定剂。PVA的性质(水解度、相对分子质量、l，2一乙二醇含量和嵌段度等)对PVAc的分散性、成膜性能、聚合反应动力学及在PVA上的接枝度均有影响M。将VAc接枝到PVA上的接枝反应是通过PVA侧链CH3一上的H被取代而进行的，由此导致PVA具有较低的水解度、较高的活性数量和接枝度。聚合物的机械稳定性及其加工性能随着接枝度的增加而得以改善，这万方数据一60一中国胶粘刺第17卷第4期是由于稳定剂被牢固地粘附于聚合物粒子所致；此外，当体系处于假塑性行为时，聚合物粒子间的相互作用进一步得到增强。PVA的另一个重要特性是氢键，在湿相中氢键可由PVA的一OH基团与水分子形成，在成膜后的固相中氢键也可由不同PVA之间的一OH基团所形成。在胶粘剂成膜过程中，PVA的水解度显著影...