اثر عامل ايجاد اتصال عرضي در چسب‌هاي آكريلي ساختاري دوجزئي بر پايه متيل متاكريلات

Effect of crosslinking agent on the two component acrylic structural adhesive based on methyl methacrylate

چسب‌هاي آكريلي بر پايه متيل متاكريلات به‌دليل فرايند پليمرشدن خطي، در دسته پليمرهاي گرمانرم قرار مي‌گيرند. با افزودن مونومرهاي دو يا چندعاملي آكريلاتي يا متاكريلاتي انتظار مي‌رود، اتصال‌هاي عرضي به‌طور جزئي ايجاد شود و خواص گرمايي و شيميايي بهبود ‌يابد. همچنين، مي‌توان با افزودن مونومرهاي اسيدي آكريلاتي يا متاكريلاتي، استحكام چسبندگي اين چسب‌ها را افزايش داد. روش‌ها: آميزه‌هايي شامل درصدهاي مختلفي از مونومر متيل متاكريلات و پلي‌متيل‌متاكريلات تهيه شدند. سپس، با اندازه‌گيري گران‌روي و تعيين زاويه تماس، مناسب‌ترين فرمول‌بندي از لحاظ خواص تَركنندگي انتخاب شد. از آزمون زمان ژل‌شدن براي تعيين مقدار بهينه جزء دوم در اين چسب دوجزئي، استفاده شد. به‌منظور بهبود خواص، مونومرهاي اصلاح‌كننده شامل مونومر اسيدي براي افزايش چسبندگي و مونومر دوعاملي براي ايجاد اتصال‌هاي عرضي اضافه شدند. با استفاده از آزمون تجزيه ديناميكي مكانيكي، اثر چگالي اتصال‌هاي عرضي بر وزن مولكولي بين اتصال‌هاي عرضي و با آزمون‌هاي تجزيه گرماوزني، مقاومت شيميايي و استحكام برشي، اثر اتصال‌هاي عرضي بر ساير خواص مطالعه شد. يافته‌ها: نتايج نشان داد، افزودن مونومر اسيدي موجب شد تا مقدار استحكام برشي هم‌پوشان چسب آكريلي روي زيرايند آلومينيم از حدود 1.1MPa به 7.2MPa افزايش يابد. با استفاده از %4 مونومر دوعاملي و ايجاد اتصال‌هاي عرضي، اين استحكام تا حدود 3.5MPa افزايش يافت. در بررسي مقاومت گرمايي ‌مشاهده شد، با ايجاد ساختار شبكه‌اي، دماي كاهش %5 وزن، از 194C به 248C افزايش يافت. همچنين مقاومت شيميايي چسب‌هاي پخت‌شده، در آب، اتانول، استون و تولوئن بررسي شد. نتايج نشان داد، در حلال قوي استون، نمونه بدون اتصال‌هاي عرضي حل‌ شد، در حالي كه هر دو چسب گرمانرم و گرماسخت مقاومت خوبي در بر ابر آب دارند. نمونه شبكه‌اي %14.9 كاهش وزن را پس از 24h غوطه‌وري در استون نشان داد

Acrylic adhesives based on methyl methacrylate are thermoplastic polymers due to their linear polymerization. By adding two or more functional acrylate or methacrylate monomers it is expected that cross-linking may occur partially in leading to their chemical and thermal resistance improvements. It is also possible to increase their adhesion strength by adding acidic acrylate or acidic methacrylate additives. Methods: Compounds containing different percentages of methyl methacrylate monomer and polymethyl methacrylate were prepared. By measuring viscosity and contact angle, a suitable formulation based on surface wetting property was selected. Gel time measurement was used to find optimum amount of the second component of these two-component adhesives. For improving the properties, some modifying monomers including acidic monomer for increasing the adhesion property and a two-functional monomer for crosslinking were added. Crosslink density was assessed by dynamic mechanical analysis. Thermal gravimetry analysis, chemical resistance and lap shear test were used to evaluate other properties. Findings: Results show that the lap shear strength of acrylic adhesive on aluminum substrate increased from 1.1 MPa to 2.7 MPa by adding acidic monomer as adhesion promoter. The strength increased to 3.5 MPa by using 4% of ethylene glycol dimethacrylate as a two-functional crosslinking agent. The decomposition temperature at 5% weight loss increased from 194 to 248 ᵒC. The chemical resistance of cured adhesives in water, ethanol, acetone and toluene was also studied. The results show that the specimen without crosslinking was dissolved in acetone while the crosslinked specimen showed 14.9% weight loss after 24 h immersion. Both the thermoplastic and thermoset adhesives showed good water resistance.