微膠囊技術(shù)在車用聚氨酯膠粘劑中的應(yīng)用設(shè)想
1. 車用膠粘劑現(xiàn)狀
目前我國汽車工業(yè)對(duì)膠粘劑和密封膠年需總量達(dá)1萬噸。其中聚氨酯膠約1480噸。聚氨酯膠粘劑在汽車中主要用于風(fēng)擋玻璃、車身、內(nèi)飾、儀表、發(fā)動(dòng)機(jī)等。目前風(fēng)窗玻璃膠普遍應(yīng)用的是單組份濕氣固化聚氨酯密封膠，車部件用結(jié)構(gòu)膠多采用無溶劑雙組份聚氨酯膠粘劑，空氣濾清器用濾芯膠一般是常溫固化聚氨酯膠粘劑，而汽車內(nèi)飾用膠多采用的是水性聚氨酯膠粘劑。
圖1 聚氨酯膠粘劑在汽車中的應(yīng)用
圖2 2011年-2015年我國汽車產(chǎn)量圖
2. 微膠囊技術(shù)簡介
2.1 微膠囊
微膠囊-由天然或人工合成的高分子材料研制而成的具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物，粒徑在幾微米至幾百微米。而微膠囊技術(shù)是一種將成膜材料作為殼物質(zhì)，用固體、液體或氣體為芯物質(zhì)包覆成核殼形態(tài)結(jié)構(gòu)的膠囊，可以阻隔和保護(hù)芯內(nèi)物質(zhì)不受外界環(huán)境影響，也不會(huì)向外界逸出，直至受到一定條件（壓力、溫度、光等等）的作用，微膠囊破裂，芯內(nèi)物質(zhì)才會(huì)得以釋出。
圖3a 微膠囊示意圖
圖3b 微膠囊示意圖
2.2 微膠囊的制備
2.2.1 傳統(tǒng)制備方法
圖4 微膠囊傳統(tǒng)制備方法
2.2.2 超臨界流體快速膨脹技術(shù)
超臨界流體快速膨脹技術(shù)，是制備小而均勻顆粒的新技術(shù)，產(chǎn)品純度高、粒子尺寸可控，在制藥行業(yè)，食品行業(yè)，生物工程領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
圖5 超臨界流體快速膨脹技術(shù)
2.2.3 層層自組裝技術(shù)
自組裝技術(shù)制備納/微米結(jié)構(gòu)體系，是目前最引人注目的研究領(lǐng)域之一，通過分子間的化學(xué)鍵或超分子作用在一定的條件下自發(fā)的形成特定有序的結(jié)構(gòu)，是一種自下而上的制作方向。制備簡單、不需要昂貴的儀器設(shè)備、可在分子水平控制組裝體系的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。目前已被廣泛應(yīng)用于生物，醫(yī)藥，遠(yuǎn)程控制，建筑等領(lǐng)域。
圖6a 層層自組裝技術(shù)
圖6b 層層自組裝技術(shù)
2.3 微膠囊的釋放
微膠囊的釋放機(jī)理主要有三種，一是壓力作用使得囊壁破裂而釋放出芯材物質(zhì)，外壓主要有壓力、剪切、研磨、收縮等，內(nèi)壓主要是蒸汽壓和滲透壓。二是囊壁降解或者溶解。受熱可使囊壁熔融或分解，或以水溶解，使得芯材釋放。三是芯材通過囊壁的擴(kuò)散、滲透而釋放出來。總而言之，是通過膠囊破裂而產(chǎn)生的快速釋放，或通過囊壁的滲透的緩慢釋放。
圖7 微膠囊的釋放
3. 微膠囊在膠粘劑上的應(yīng)用
3.1 膠粘劑微膠囊化方式
微型膠囊在膠粘劑中的應(yīng)用始于上世紀(jì)70年代美國樂泰公司微型膠囊厭氧膠的生產(chǎn)。之后逐漸擴(kuò)展到密封膠、導(dǎo)電膠、日用膠等領(lǐng)域。現(xiàn)已成為制備預(yù)涂布、控制固化膠粘劑以及改善膠粘劑劑型的關(guān)鍵技術(shù)。微膠囊在膠粘劑中的應(yīng)用一般有三種方式：粘合料的微包裝、部分組分的微包裝以及膠粘劑整體的微包裝。
圖8 膠凝劑微膠囊化方式
3.2 膠粘劑微膠囊的釋放
膠粘劑微膠囊的釋放有滲透、受熱膨脹、剪切和受壓等方式。
圖9 膠黏劑微膠囊的釋放
4. 應(yīng)用展望
目錄對(duì)于汽車用聚氨酯膠而言，微膠囊技術(shù)的應(yīng)用，需要考慮諸多問題：
⊙材質(zhì)的選擇：綠色環(huán)保無污染
⊙制備技術(shù)：成本低，包覆率高
⊙釋放條件：根據(jù)釋放條件，可順利破囊
⊙微膠囊質(zhì)量：穩(wěn)定性好，重現(xiàn)性高，可準(zhǔn)確檢測(cè)
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