改性聚乙烯醇胶粘剂研究

 2022-01-17 11:01

论文总字数:18358字

目 录

摘要 1

英文翻译 2

1.背景概述 3

1.1聚乙烯醇的理化性质 3

1.1.1聚乙烯醇的结构 3

1.1.2聚乙烯醇的理化性质 3

1.2聚乙烯醇的不足 4

1.2.1聚乙烯醇的水溶性及耐水性 4

1.2.2聚乙烯醇的粘接力 4

1.3聚乙烯醇的改性方法 4

1.3.1共聚改性 4

1.3.2共混改性 4

1.3.3交联改性 5

1.4本论文研究内容 5

1.5论文研究的意义 5

2.材料与方法 6

2.1材料及试剂 6

2.2实验方法 6

2.2.1硼砂交联聚乙烯醇 6

2.2.2聚乙烯醇与草酸交联方法 7

2.2.3聚乙烯醇与kh560交联 7

2.2.4聚乙烯醇交联胶粘剂粘接强度测定 7

2.2.5聚乙烯醇交联胶粘剂耐水性的测定 7

2.2.6聚乙烯醇交联胶粘剂固含量测定 8

3.实验结果与分析 8

3.1聚乙烯醇对照实验结果 8

3.2硼砂(10%)交联聚乙烯醇实验结果 8

3.2.1硼砂用量对聚乙烯醇胶黏剂的影响 9

3.2.2硼砂交联聚乙烯醇最佳时间研究 9

3.2.3硼砂交联聚乙烯醇黏合剂指标测定结果 10

3.3草酸(4%)交联聚乙烯醇实验结果 10

3.3.1草酸用量对聚乙烯醇胶黏剂的影响 10

3.3.2 草酸交联聚乙烯醇最佳时间研究 11

3.3.3草酸交联聚乙烯醇黏合剂指标测定结果 11

3.4 kh560交联聚乙烯醇实验结果 12

3.4.1kh560用量对聚乙烯醇胶黏剂的影响 12

3.4.2 kh560交联聚乙烯醇最佳时间研究 12

3.4.3 kh560交联聚乙烯醇黏合剂指标测定结果 13

3.5聚乙烯醇粘合剂粘接性能比较 13

3.6聚乙烯醇粘合剂固含量 14

4. 结论 14

参考文献: 15

改性聚乙烯醇胶粘剂研究

周凯莉

,China

Abstract:The polyvinyl alcohol can be used well for the real life because of expensive adhesive raw material sources,environmental protection, reasonable price and its simple production process. It is mainly used as envelope coating in the construction industry , glue, applied corrugated box industry and wooden board industry etc.However,there are also some disadvantages such as poor water resistance,the low early viscous and so on. This thesis states that how to improve PVA adhesive bonding properties and water resistance through the cross bonding modification.The paper studies that the process conditions , cross linking adhesive strength and water resistance of the bonding agent which is made through the cross linking agent borax, oxalic acid and kh560.Experiment results show that the adhesive strength is the best if the borax accounted for 1% of the polyvinyl alcohol glue and the cross-linking time is 2 hours and the adhesive strength is 5461N, and the water resistance is better than polyvinyl alcohol adhesive at room temperature or 60 degrees Celsius;the adhesive strength is the best if the oxalic acid accounted for 0.5% of the polyvinyl alcohol glue and the cross-linking time is 4 hours and the adhesive strength is 4615N, and the water resistance is better than polyvinyl alcohol adhesive at room temperature or 60 degrees Celsius; the adhesive strength is the best if the kh560 accounted for 0.6% of the polyvinyl alcohol glue and the cross-linking time is 1.5 hours and the adhesive strength is 3269N.Though the adhesive strength has no difference with polyvinyl alcohol adhesive but the water resistance is better than polyvinyl alcohol adhesive at room temperature.Compared with other bonding agent, borax is the best.

Key word: Polyvinyl alcohol, borax, oxalic acid, kh560, cross link

1.背景概述

粘接剂能够把同种类的或者是不同种类的材料紧密地结合在一起[1]。随着科技以及经济的飞速发展,[2]胶粘剂的应用已经越来越广泛,在经济社会的各个行业中担任着重要的角色。然而更多的[3]化工研究学者更注重对价格低廉、无毒无害的高品质胶粘剂原料的研究,并且注重运用合理科学的生产工艺生产环境友好型的胶粘剂品种,而聚乙烯醇胶粘剂就是一种品质优良的粘接剂。

聚乙烯醇可以由聚醋酸乙烯水解得到,由于聚乙烯醇胶粘剂的原料来源广泛、价格较为合理以及它的制作工艺简单能够被很好地用于实际生活中,主要是在[4]建筑行业涂料、信封胶、瓦楞纸箱行业以及木制板工业等等行业中得到应用。它除了能够直接被用在实际生活中,也可以通过不同的改性方法制得具有更多优良品质的物质用于生活中更多的方面。

1.1聚乙烯醇的理化性质

  1. 1.1聚乙烯醇的结构

聚乙烯醇,可以简称为PVA,它的结构式为:

聚乙烯醇分子的结构比较整齐,[5]在它的这个结构中可以很容易地看出来在聚乙烯醇中存在了大量的极性基团—OH(羟基),—OH这样的基团的存在使得在聚乙烯醇分子内与分子间有较强的氢键作用,聚乙烯醇的粘聚力因而变得较强,使其在水中的溶解度较小,但粘度较大。

1.1.2聚乙烯醇的理化性质

聚乙烯醇是一种不由单体聚合而是通过聚醋酸乙烯酯水解得到的水溶性聚合物。聚乙烯醇的物理性质受到多种因素的影响,比如说醇解度、聚合度等。聚乙烯醇的聚合度分为[6]超高聚合度(分子量25~30万)、高聚合度(分子量17~22万)、中聚合度(分子量12~15万)和低聚合度(分子量2.5万~3.5万)。一般而言,聚乙烯醇的醇解度有78%、88%、98%这样三种,部分醇解的醇解度一般为87%~89%,完全醇解的醇解度为98%~100%。

正常情况下,固体的聚乙烯醇的相对密度为1.27~1.31,而含量为10%的聚乙烯醇溶液的相对密度为1.02。聚乙烯醇的熔点为230℃,在空气中把它加热至100℃以上后会慢慢变色、脆化;当加热至160~170℃就会出现脱水醚化、失去溶解性的情况;当加热到200℃的时候聚乙烯醇开始分解;当加热的温度超过250℃它就会成为含有共轭双键的聚合物。如果要得到完全溶于水的聚乙烯醇溶液则一般需要把它加热到65~75℃。

聚乙烯醇水溶液对硼砂、硼酸都极其敏感,极容易出现凝胶化的情况,一旦硼砂达到溶液质量的1%,就会出现不可逆的凝胶化的情况。同时,铬酸盐、重铬酸盐、高锰酸盐在一定情况下也能使聚乙烯醇出现凝胶状况。聚乙烯醇基本不会受光照影响,有较好的耐光性。聚乙烯醇可在明火时燃烧,同时会伴有特殊气味。

1.2聚乙烯醇的不足

聚乙烯醇胶粘剂作为一种常用的粘接剂正被广泛地运用于现实生活中的众多行业,[7]并且它的很多优良特性比如具有水溶性、成膜性能良好、所得涂料价格低廉以及无毒无味等优势而备受国内外学术界所重视,具有广阔的发展前景。然而它具有这么多优势的同时也存在某些缺点。

1.2.1聚乙烯醇的水溶性及耐水性

聚乙烯醇具有水溶性[8],但同时因为它的侧基-H和-OH存在了体积较小这样一个特点, 当其进入结晶点但不造成应力, 聚乙烯醇的这种结构决定了聚乙烯醇虽然具有水溶性, 但溶解性并不是很优良。聚乙烯醇作为粘接剂耐水性也不是很好,这个缺点也极大地影响了粘接的效果和质量,直接影响到它的市场竞争力。

1.2.2聚乙烯醇的粘接力

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