基于PPC的活性热熔聚氨酯胶粘剂(RHMPA)
- 多种基材的高效胶水
摘要 燃烧化石燃料排放的数十亿公吨的人为二氧化碳导致了巨大的损失环境和资源负担。 将二氧化碳转化为理想的经济型化学品和材料非常有吸引力。 聚丙烯碳酸盐(PPC)是一种新兴的基于CO 2的材料。在此,我们报告了基于PPC多元醇的反应性热熔聚氨酯粘合剂(RHMPA)的设计,合成和表征。所得RHMPA对多种基材表现出良好的粘合性。包括塑料(PC,PMMA,ABS)和金属(铝,钢),与传统RHMPAs相当甚至更好。此外,基于PPC的RHMPA具有可调节的机械性能,并且具有热稳定性。该研究有望扩大PPC的应用范围并提供新的功能。
关键词 CO 2基聚(碳酸亚丙酯); 活性热熔聚氨酯胶粘剂; 可持续粘合剂 粘附性
介绍
导致全球气候意外变化主要问题之一就是人为CO 2排放。二氧化碳燃烧化石燃料产生的排放预计将从2012全球320亿公吨至2020年将达到360亿吨,然后在2040年达到430亿吨,比2012年增加了34% 。 减少大气CO 2的一种有效策略是捕获,储存和利用CO 2。由于二氧化碳是一种丰富,廉价且可再生的碳资源,因此将二氧化碳转化为理想的经济型化学品和材料是一件非常有吸引力的事情。近年来,二氧化碳的转化已被广泛研究,包括尿素,无机碳酸盐,甲醇,水杨酸,有机碳酸盐和聚碳酸酯的合成。其中,聚碳酸亚丙酯(PPC)在学术界和工业界都受到了很多关注。
PPC在1969年通过二氧化碳和环氧丙烷之间反应第一次合成,并且最近已经商业化。 现在,PPC已经应用于各种领域,如生物降解塑料,包装材料和容器,组织用生物材料工程,3D打印,涂层和墨水。然而,较低的玻璃化转变温度和差的机械性能限制了它的应用,特别是在工程塑料中的使用。由于它的绿色来源,可再生性和生物降解性刺激越来越多的研究工作寻找更多替代应用PPC。值得注意的是,低Mn和羟基封端的PPC多元醇正在成为有用的原料例如,生产聚氨酯等其他聚合物。
活性热熔聚氨酯粘合剂(RHMPA)因其具有初始粘合强度高,与多种基材都表现出优异的粘合性,具有良好的耐热性,单组分,易加工,无溶剂,环保等特点,
被广泛应用于建筑,电子,汽车和包装等各个领域。RHMPA的主要成分是异氰酸酯封端的低价分子量线性聚氨酯预聚物,可以通过与环境湿气的反应固化并转化为高分子量交联聚合物。所以,与常规的非固化热熔粘合剂相比,RHMPA具有优异的粘合强度和优异的耐溶剂性和耐热性。制备异氰酸酯封端的主要原料聚氨酯预聚物是多元醇和二异氰酸酯。通常,用于RHMPA的多元醇是不可再生的石油基聚合物。因此,替代的可再生非石油基多元醇已引起越来越多的关注。
解决上述问题,我们的目标是基于PPC开发可再生能源RHMP(PPC-RHMPA),二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和一定量的聚四亚甲基醚二醇(PTMG)用于提供韧性和灵活性。作为对照,选择一种常见的基于石油的多元醇聚己二酸己二醇酯(PHA),以全部或部分取代PPC以合成PHA-RHMPA和PPC / PHA-RHMPA。 同时,一种典型的商业反应性热熔聚氨酯粘合剂LOCTITE,也用作参考。 发现基于PPC的RHMPA表现出对多种基材的良好粘附性。基材包括两种金属(铝和不锈钢)和塑料(双酚基聚碳酸酯(PC),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS))。 以PPC为基础的RHMPA粘合能力与基于石油的对照样品相当或甚至更好,证明PPC制造可再生资源绿色RHMPA是可行的。
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