论文摘要
环氧树脂胶粘剂由于具有粘接强度高、自身重量轻、体积收缩率小、固化内应力小以及固化温度可调节等特点,在建筑行业中得到广泛关注。由于环氧树脂具有高交联结构,因而存在脆性大、韧性差等缺点,这使环氧树脂应用受到一定的限制。聚氨酯预聚体具有可“分子设计”和能够与环氧树脂形成互穿聚合物网络的优点,是一种新型增韧剂,因此我们以聚氨酯来协调环氧树脂胶粘剂刚性和韧性；通过采用曼尼希反应改性胺类固化剂和固化剂复配技术,提高了胶粘剂的耐老化能力和强度增长速度等,制备出了满足桥梁加固和建设使用碳纤维布粘接胶、粘钢胶和节段拼装胶。首先,采用聚氧化丙烯二醇（PPG）、聚氧化丙烯三醇（PPT）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为原料制备了TDI/PPG、TDI/PPG/PPT和MDI/PPG/PPT三种类型的聚氨酯预聚体。考察了聚氨酯预聚体用量和组成对胶粘剂机械性能和热性能的影响。PPT含量为25%的TDI/PPG/PPT改性环氧树脂胶粘剂的伸长率、抗拉和抗弯强度分别为5.0%、52.1MPa和75.4MPa。DSC测试表明聚氨酯预聚体改性环氧树脂体系玻璃化温度有一定程度地降低。SEM结果表明聚氨酯预聚体改性环氧树脂拉伸断面有明显的微裂纹和鱼鳞片状,断裂方向趋向分散,为明显的韧性断裂。然后,进行了桥梁用粘钢胶的研制。系统考察了环氧树脂和填料种类及用量、自配制增韧剂用量对胶粘剂机械性能的影响,确定了粘钢胶中各组分合适的配比：主树脂E-51为100g,添加25g滑石粉,75g石英砂和30g的聚硫橡胶进行复配时,体系的刚性和韧性达到平衡,粘钢胶的抗拉、抗弯和抗压强度可分别达到37.3、58.9和81.9MPa。最后,完成新建桥梁用节段拼装胶的研制。采用曼尼希反应改性胺类固化剂和固化剂复配技术,提高了胶粘剂的耐老化能力和强度增长速度等。自制曼尼希改性固化剂结构中引入酚醛结构提高了胶粘剂的抗老化能力,其抗剪老化下降率为33.1%,低于市售同款产品；采用自制酚醛胺与柔性固化剂复配技术后,提高了胶粘剂的耐老化能力,其抗剪老化下降率为18%；节段拼装胶具有可操作时间适中,强度增长快等特点,12h、24h和7d的抗压强度分别达到49.8MPa、64.6MPa和80.2MPa,性能达到国际预应力协会技术标准。
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摘要Abstract引言1 文献综述1.1 桥梁用胶粘剂概要1.1.1 桥梁加固的必要性1.1.2 桥梁加固的基本方法1.1.3 桥梁用胶要求1.2 环氧胶粘剂1.2.1 环氧胶粘剂概述1.2.2 环氧树脂胶粘剂组成1.3 环氧树脂的增韧技术1.3.1 环氧树脂的增韧改性方法1.3.2 聚氨酯预聚体增韧剂的制备1.4 胺类固化剂改性1.4.1 胺类固化剂改性的意义1.4.2 胺类固化剂改性的方法1.5 论文选题意义及研究内容2 桥梁专用碳纤维粘接胶的研究2.1 引言2.2 实验部分2.2.1 主要原材料2.2.2 实验设备及型号2.2.3 桥梁专用碳纤维布粘接胶的制备2.2.4 性能测试2.3 结果与讨论2.3.1 聚氨酯预聚体中-NCO含量的测定2.3.2 聚氨酯预聚体及聚氨酯预聚体改性环氧树脂的红外光谱2.3.3 TDI/PPG型聚氨酯预聚体含量对碳纤维布粘接胶机械性能的影响2.3.4 聚氨酯预聚体中PPT含量对粘接胶机械性能的影响2.3.5 聚氨酯预聚体改性环氧树脂胶粘剂热性能分析2.3.6 增韧剂对环氧树脂胶粘剂机械性能的影响2.3.7 增韧剂对环氧树脂胶粘剂断裂面形貌的影响2.3.8 桥梁专用碳纤维布粘接胶的综合性能2.4 本章小结3 桥梁专用粘钢胶的制备3.1 引言3.2 实验部分3.2.1 实验主要原材料3.2.2 实验设备及型号3.2.3 桥梁专用粘钢胶的制备3.2.4 性能测试3.3 结果与讨论3.3.1 主树脂对胶粘剂机械性能的影响3.3.2 填料种类对胶粘剂机械性能的影响3.3.3 填料种类对环氧树脂胶粘剂断裂面形貌的影响3.3.4 填料组成和用量对胶粘剂机械性能的影响3.3.5 增韧剂用量对胶粘剂机械性能的影响3.3.6 桥梁专用粘钢胶的综合性能3.4 本章小结4 桥梁专用节段拼装胶的制备4.1 引言4.2 实验部分4.2.1 实验主要原材料4.2.2 实验设备及型号4.2.3 桥梁专用节段拼装胶的制备4.2.4 性能检测4.3 结果与讨论4.3.1 改性固化剂的反应条件的确定4.3.2 改性胺类的物理性能4.3.3 老化性能4.3.4 固化剂对环氧树脂胶粘剂性能的影响4.3.5 桥梁专用节段拼装胶的综合性能4.4 本章小结结论创新性与展望参考文献攻读硕士学位期间发表学术论文情况致谢
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