2.1 固化过程分析

2.1.1 差示扫描量热分析结果

    由于DSC 谱图中会呈现聚合物交联反应的放热峰，因此，胶粘剂样品固化反应的宏观信息可根据DSC 谱图获取。将0.2％的离子液体[AMIM]C1，加入胶粘剂样品的固化体系中，并在升温速率为8℃/min 情况下，获取其DSC 谱图，见图2。

    观察图2可知：将0.2％的离子液体[AMIM]C1加入胶粘剂样品的固化体系中后，其DSC 谱图曲线上呈现3个显著的固化反应放热峰。三个放热峰A、B、C 范围分别为20~70℃之间、70~160℃之间、160~380℃之间，放热峰顶峰分别为52℃、106℃、263℃。分析图中DSC谱图曲线可发现，胶粘剂样品在催化剂的作用下，共包含3个独立反应过程，其中初始反应的温度较低，为室温条件。采用红外光谱对DSC谱图曲线中的放热峰所对应的反应进行深入分析，获取3个放热峰峰顶处的胶粘剂样品固化物的红外光谱测试结果，见图3。

    观察图3：由A放热峰峰顶处的固化物的红外光谱图可知，异氰酸酯中- NCO的伸缩振动吸收峰和异氰脲酸酯的特征峰分别出现在2225cm- 1处和1788cm- 1处，该现象表明：此温度条件下异氰酸酯活性较高，使其产生自聚合反应，并且异氰脲酸酯的六元环结构可在此情况下形成。以此为依据实行判断，异氰酸酯在反应温度不断增加的条件下，三个- NCO基团的成环聚合是异氰酸酯产生的第一个反应。

    由B放热峰峰项处的固化物红外光谱图可知，固化物在反应温度继续增加的情况下，新的基团在其结构中形成，恶唑烷酮的特征吸收峰形成在1802cm- 1处。该现象说明：形成恶唑烷酮结构是胶粘剂样品固化体系中形成的第二个反应，结合已有研究结果可判断，导致恶唑烷酮的产生有两种反应，分别是环氧与异氰酸酯- NCO 两者的基团共同作用以及环氧基团与异氰脲酸酯产生反应形成。
    由C放热峰峰顶处的固化物红外光谱图可知，异氰酸酯于2225cm- 1处的反应全部消失，并且于1788cm- 1处产生的异氰脲酸酯量较大程度低于1802cm- 1处的产生的恶唑烷酮的量。该现象表明：异氰酸酯完全分解成三聚物异氰脲酸酯的条件为高温，并且在高温条件下，会形成恶唑烷酮，其的形成是由于高温可使异氰脲酸酯继续发生反应。

2.1.2 红外光谱分析结果

    为深入研究分子胶粘剂样品在固化过程中的反应情况，获取胶粘剂样品在1h、0.5h、0h三种时间变化条件下固化过程中的红外光谱变化结果。在85℃、150℃、205℃、240℃四个恒温固化条件下，采用FTIR，针对胶粘剂固化样品体系实行跟踪分析，结果见图4。

    观察图4（a）可以看出：异氰酸酯中- NCO 在固化温度为85℃的条件下，随着反应时间的增加，其红外吸收峰强度下降趋势显著；并且随着反应时间的增加在图谱的1788cm- 1处，氰脲酸酯的红外吸收峰出现明显变化，其随着反应时间的延长呈现明显增强趋势；

    观察图4（b）可以看出：在温度为150℃的反应条件下，随反应时间的增加，异氰酸酯官能团的吸收强度和氰脲酸酯的红外吸收峰的吸收强度分别呈现逐渐降低和逐渐增强趋势。该现象说明在反应温度低于150℃的条件下，异氰酸酯形成自聚反应并产生异氰脲酸酯是胶粘剂样品固化体系主要反应。除此以外，异氰酸酯在温度为150℃反应条件下的反应速率明显高于温度为85℃条件下的反应速率，由此可说明增加反应温度，可使异氰酸酯的反应速率极大提升。

    从图4（c）可以看出，在温度为205℃的反应条件下，当反应时间增加至0.5h，2225cm- 1处的异氰酸酯基的吸收峰已经完全消失，致使环氧基团也在反应的0.5h完全消失，该现象是由于异氰酸酯随着温度的增加，其发生三聚反应的反应速率增大导致。并且当反应时间达到0.5h时，恶唑烷酮的特征吸收峰出现在红外图谱中1802cm- 1处；环氧基团的吸收峰在反应时间继续增加的条件下逐渐降低。说明异氰酸酯在温度为205℃的反应条件下，以较快的速度全部转化为异氰脲酸酯，并且恶唑烷酮结构的形成是其与环氧基团发生反应导致。该结果可证明，恶唑烷酮结构的产生是由于异氰脲酸酯与环氧开环发生反应。

    从图4（d）可以看出，在温度为240℃的反应条件下，当反应时间为0h时，异氰酸酯的吸收峰存在，当反应时间增加至0.5h时，其完全消失；随着反应时间的继续增加，明显的变化呈现在红外光谱谱图上，可见1802cm- 1处恶唑烷酮的吸收峰峰高逐渐高于异氰脲酸酯的1788cm- 1处的特征吸收峰峰高。当反应结束时，则环氧基团全部消失。异氰脲酸酯之所以朝恶唑烷酮形成转变，是受到高温影响；恶唑烷

酮的产生，是异氰脲酸酯与环氧树脂反应导致，且后面三者的产生是由于环氧自聚形成。

    通过上述的固化过程实验可以看出，固化温度会对胶粘剂样品的固化物结构造成影响。恒温固化条件下，固化温度低于150℃时，异氰脲酸酯发生三聚反应，形成异氰脲酸酯；当固化温度增加为205℃时，会产生恶唑烷酮，其主要产生于环氧基团与异氰脲酸酯产生反应中；当反应温度增加至240℃时，环氧树脂自聚后的碳碳氧基团，其与异氰脲酸酯发生反应后，则生成恶唑烷酮结构。

2.2 力学性能评价结果

    统计胶粘剂样品的黏度和剪切强度测试结果，见图5、图6。

    随着固化时间的增加，胶粘剂样品的黏度呈现上升趋势，固化温度越高情况下获取的胶粘剂样品的黏度和剪切强度越好。是由于胶粘剂样品中含有一定分量的异氰酸酯，这在固化温度为205℃以上时，固化物结构中会形成恶唑烷酮，可使固化物的交联网络加密，以此提高胶粘剂样品的力学性能。为保证胶粘剂样品的最佳力学性能，其固化温度需达到205℃以上。

    T 剥离强度测试参照GB/T2791- 1995，以PVC/PVC为基材，样品活化后贴合，采用日本岛津公司生产的AG- 1型万能电子拉力实验机进行测试，夹持器分离速率为100mm/min。设定试样在90℃下活化，测试不同R 值的高分子异氰酸酯胶粘剂的T剥离强度，如图7 所示。

    随着R 值增加，高分子异氰酸酯分子中的极性基团增多，分子间作用力随之变大，同时胶粘剂与基材表面的氢键作用也相应增强，故T 剥离强度增加。

    依据GB1728- 79漆膜、腻子膜干燥时间测定方法，即采用压棉球法测得。为方便测试，配置好的胶粘剂涂膜较厚（20~30μm），以18W UV 固化灯，灯距5cm 进行固化，秒表计时，当胶膜表面无墨迹，即为实际固化时间（表干时间不适用，可近似认为深层固化时间），单位为s。

    当184∶TPO 为2∶1 时，184 在UV 辐射下最大吸收处迅速裂解的同时，TPO在其它吸收处同时发生裂解反应，结合两者优势，达到了快速引发效果。选择184∶TPO 为2∶1 时光引发效果较好。