Page 177 - 精细化工2019年第12期

第 12 期 郭 睿，等: HDI-BPA 酚醛树脂的合成及应用性能 ·2505·

（HDI）∶m（DBTDL）=1∶0.0025，加入 0.0693 g 酚醛树脂的特征结构。由此进一步表明 HDI-BPA 酚
DBTDL，继续反应 1 h，得到 HDI-BPA 酚醛树脂粗 醛树脂成功制备。
产物（褐黄色溶液）。接着将粗产物冷却至室温并溶
于丙酮中，随后将混合溶液进行透析（截留相对分
子质量 1000），结束后产物于真空干燥箱 70 ℃下干
燥 6 h，最终得到 HDI-BPA 酚醛树脂（褐黄色黏稠
溶液）。
1.2.2 HDI-BPA 酚醛树脂胶黏剂合成方法
将 5 g HDI-BPA 酚醛树脂、2 g E-51 环氧树脂
和 30 g 去离子水在常温下进行搅 10 min，制备出
HDI-BPA 酚醛树脂胶黏剂。
1.3 结构表征与性能测试
1.3.1 异氰酸酯基含量的测定
采用丙酮-二正丁胺滴定法对 HDI-BPA 酚醛树
脂中异氰酸酯基质量分数进行测定 [13] 。
1.3.2 热失重测试
使用热失重分析仪对 HDI-BPA 酚醛树脂进行
热失重分析（TGA）。实验条件：在氮气氛围中，温
度区间为 30~600 ℃，升温速度为 10 ℃/min。
1.3.3 视频光学接触角测试
采用动态接触角测试仪对 HDI-BPA 酚醛树脂
胶黏剂的接触角（CA）进行表征，实验通过取样器
1
图 1 HDI-BPA 酚醛树脂的 FTIR（a）和 HNMR（b）
吸取 5 μL 去离子水滴在试样表面，然后进行测试。
1
Fig. 1 FTIR (a) and HNMR (b) spectra of HDI-BPA phenolic
1.3.4 粘结性能测试 resin
采用伺服材料多功能高低温控制试验机对材料
的粘结性能进行测试。将得到的胶黏剂均匀地涂抹 利用 GPC 对 HDI-BPA 酚醛树脂的相对分子质
在长宽为 1.5 mm×4 mm 的皮革基材间，在拉伸速率 量进行分析，结果见表 1。由表 1 可知，HDI-BPA
为 100 mm/min 下进行测试，每个试样测试 3 次取平 酚醛树脂重均相对分子质量为 3376，而 BPA 酚醛树
均值。 [12]
脂原料的重均相对分子质量为 3123 。

2 结果与讨论 表 1 HDI-BPA 的相对分子质量及其分布结果
Table 1 Relative molecular mass and distribution
2.1 HDI-BPA 酚醛树脂的化学结构、分子量和元
M w/M n
M w
M n
素分析
3235 3376 1.044
1
HDI-BPA 酚醛树脂的 FTIR、 HNMR 如图 1a、

b 所示。图 1a 中 A 为 BPA 酚醛树脂，B 为 HDI-BPA 为了进一步确定其中元素，利用有机元素分析
酚醛树脂。对比图 1a 中 A、B 可以发现，B 中出现 仪对其进行了元素分析，结果见表 2。由表 2 可知，
了 BPA 酚醛树脂与 HDI 反应后新吸收峰，为 HDI-BPA 酚醛树脂中 C 质量分数为 66.32%、H 为
–1
–1
3400 cm 处 N—H 振动吸收峰、1652 cm 处酯基上 7.06%、O 为 16.83%、N 为 9.79%。
–1
C—O 伸缩振动吸收峰、1729 cm 处酯基上 C==O
表 2 HDI-BPA 的元素分析结果
伸缩振动吸收峰，并且在提纯目标产物中也出现了 Table 2 Elemental analysis results
–1
HDI 上原有的吸收峰，为 2300 cm 处 N==C==O 伸 元素

缩振动吸收峰，这些基团源自于 HDI 改性后的 BPA C H O N
酚醛树脂。由此初步表明，HDI-BPA 酚醛树脂制备 质量分数/%（理论值） 66.55 7.11 16.64 9.70
成功。另外，由图 1b 可知，改性后 BPA 酚醛树脂 质量分数/%（实测值） 66.32 7.06 16.83 9.79
–1
在 δ 4.92 cm 处出现新峰，对应与 N==C==O 相连
–1
CH 2 的氢质子吸收峰，δ 8.10 cm 处是 N—H 上氢质 2.2 HDI-BPA 酚醛树脂的热稳定性能研究
子的吸收峰 [12] ，这些基团分别是 HDI 改性后 BPA HDI-BPA 酚醛树脂的热稳定性能分析见图 2。