超支化聚合物的合成及其在聚氨酯填縫膠中的應(yīng)用與研究.pdf

1、水泥混凝土路面填縫材料的好壞直接關(guān)系到水泥混凝土路面的壽命長(zhǎng)短，如何得到性能優(yōu)良，成本低廉的填縫材料，也被認(rèn)為是一個(gè)世界性的技術(shù)難題。目前，有機(jī)硅改性聚氨酯填縫材料是國(guó)內(nèi)性能最好的填縫材料，但是，有機(jī)硅改性聚氨酯填縫材料是依靠異氰酸酯基交聯(lián)固化，在有水存在時(shí)會(huì)與水反應(yīng)并產(chǎn)生CO2氣體，使填縫材料起泡嚴(yán)重影響性能，成為了限制其在雨霧天氣中施工的棘手問(wèn)題。為了解決有機(jī)硅聚氨酯填縫材料的這一缺陷，本研究選用丙烯酸羥乙酯和末端含有大量碳碳雙鍵和

2、少量羥基的超支化聚胺-酯作為改性有機(jī)硅聚氨酯填縫材料的改性物質(zhì)，合成了碳碳雙鍵交聯(lián)型的聚氨酯填縫膠，選用過(guò)氧化環(huán)己酮/環(huán)烷酸鈷作為氧化還原引發(fā)劑，使改性后的聚氨酯填縫膠在室溫條件下固化，得到了在固化過(guò)程中不怕水的碳碳雙鍵交聯(lián)的新型聚氨酯填縫膠，并對(duì)其進(jìn)行性能的測(cè)試。
　　 本研究主要由以下幾部分組成:
　　 (1)超支化聚胺-酯的合成及結(jié)構(gòu)表征
　　 以三羥甲基丙烷為核分子，N，N-二羥乙基-3-胺基丙酸甲酯為A

3、B2單體，合成G1、G2、G3超支化聚胺-酯，并對(duì)其進(jìn)行了IR、粘度、TGA等測(cè)定。結(jié)果表明，合成的超支化聚胺-酯末端含有大量的羥基可以用于改性，超支化聚胺-酯還具有良好的熱穩(wěn)定性、低粘度，因此超支化聚胺-酯是一種性能非常優(yōu)良的，可以用來(lái)改性聚氨酯填縫膠的材料。
　　 (2)端羥基超支化聚胺-酯的改性
　　 采用丙烯酸與端羥基的超支化聚胺-酯反應(yīng)，得到了末端含有部分碳碳雙鍵和部分羥基的超支化聚胺-酯，并對(duì)其進(jìn)行了羥值測(cè)定

4、，剩余羥基數(shù)目估算等方法，證明了改性后的超支化聚胺-酯是一種末端含有大量雙鍵和少量羥基的超支化聚合物。
　　 (3)丙烯酸酯改性及超支化改性聚氨酯填縫膠兩組分的合成
　　 采用丙烯酸羥乙酯與異氰酸酯基封端的聚氨酯填縫膠甲組分反應(yīng)，得到了丙烯酸酯改性聚氨酯填縫膠的甲組分;采用末端含有大量碳碳雙鍵和少量羥基的超支化聚胺-酯與異氰酸酯基封端的聚氨酯填縫膠甲組分反應(yīng)，得到了超支化改性聚氨酯填縫膠的甲組分。將增塑劑，各種填料，還原

5、劑等通過(guò)高速攪拌，三輥研磨，得到了聚氨酯填縫膠乙組分。
　　 (4)引發(fā)劑的確定
　　 采用了偶氮類(lèi)、過(guò)氧類(lèi)、氧化還原類(lèi)引發(fā)劑作為雙鍵交聯(lián)的聚氨酯填縫膠的引發(fā)劑，測(cè)試丙烯酸酯改性的聚氨酯填縫膠在不同引發(fā)劑作用下的表干時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果表明，過(guò)氧化環(huán)己酮/環(huán)烷酸鈷體系為該體系的最佳引發(fā)劑，過(guò)氧化環(huán)己酮用量占填縫膠質(zhì)量的1.0～1.3％時(shí)，填縫膠的表干時(shí)間可以控制在4～7h，非常有利于路面填縫施工操作。
　　 (5)丙烯

6、酸酯改性及超支化改性聚氨酯填縫膠性能測(cè)試
　　 對(duì)交聯(lián)固化的填縫膠進(jìn)行表干時(shí)間、拉伸強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度等性能測(cè)試，結(jié)果表明，超支化改性聚氨酯填縫膠中G2樣品的性能最優(yōu)，其拉伸強(qiáng)度高達(dá)2.98MPa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到699.30％，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到1.32MPa;丙烯酸酯改性的聚氨酯填縫膠中3050/2000樣品的性能最優(yōu)，其拉伸強(qiáng)度達(dá)到2.57Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到610.23％，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到1.08MPa。此外，雙鍵交聯(lián)的填縫膠樣品在帶