聚氨酯胶粘剂的结构与性能

一、嵌段共聚物

双组份聚氨酯胶粘剂中，主剂通常是含有羟基的聚氨酯多元醇，固化剂往往是多元醇和异氰酸酯的加成物。使用时，两组分按比例混合后，主剂的—OH与固化剂的—NCO基进一步氨酯化反应，因为固化剂一般是三元加成物，这种扩链反应一般生成网状高分子结构，形成牢固的粘结层。固化反应产生软段和硬段相间的嵌段共聚物。

二、软段和硬段

软段是指线性聚酯、聚醚等，一般来说聚酯型比聚醚型具有更高的强度和硬度，这是因为酯基的极性大，内聚能比醚基（—C—O—C—）高好几倍，所以机械强度高。醚基较易旋转，分子柔顺性较好，有优越的低温柔软性，同时醚基的耐水性也比酯基好。

硬段主要指氨酯键，是由—NCO基和—OH基反应而生成。不同的多异氰酸酯对性能有不同的影响，具有对称结构的异氰酸酯能使分子结构规整，促进结晶，能使粘合剂具有较高的机械强度。芳香族异氰酸酯比脂肪族内聚力大，也给胶粘剂提供机械强度方面的贡献。

三、嵌段共聚物结构变化和性能

软、硬链段相间的分子结构，可示意如下：

—软段—硬段—软段—硬段—软段—

通过调节软、硬段的品种、比例、主链结构的支化程度都可以对胶的性能产生影响。

当胶粘剂分子量一定时，软段分子量大了，就意味着硬段的嵌入量少，这会使强度下降。但如果软段是聚酯、分子量越高结晶性也越高，又能使机械强度提高。如果软段使聚醚，则情况就不同了，因为聚醚的分子量越大，规整性就越差。

由于链段结构不同，其分子的规整也不同。分子的规整性越好则其结晶性越强，而结晶性对大分子内聚能影响很大，结晶性越大，粘合层的粘接力则越大。所以要想取得高的粘合强度就要选择高结晶性的分子结构。影响结晶性的因素很多，如侧基越小，软段分子量越大结晶性越高，可以提高粘合剂的初粘力和最终剥离力。大的侧基会影响结晶性，却可以保护酯键，提高抗热氧化，耐水解性能，所以结晶度的选择要适度。

四、主剂分子量对性能的影响

双组分聚氨酯胶粘剂的主剂也是软、硬段相间的嵌段共聚物，固化反应不过是进一步的扩链。但固化或熟化之前主剂的分子量将决定复合工艺的适性。分子量小的粘合剂，涂布性能好，流平性好，但初粘强度低；反之，分子量大初粘性好，但流平性差。胶粘剂主剂的分子量还会影响固化点最终达到的性能指标，所以要找到一个平衡点，既要考虑加工过程，又要顾及最终效果，适当的分子量是主剂设计的关键。