醫院后勤保障器具用膠粘劑制備與性能研究

摘 要：為了提升醫院后勤保障器具用膠粘劑的使用性能，對不同溫度保溫條件下膠粘劑的亞胺化程度進行了觀察，分析了反應介質、反應時間和固含量對膠粘劑試件室溫剪切強度的影響。結果表明，膠粘劑紅外光譜圖中可見1 375、1 776、1 726 cm-1位置處的C—N伸縮振動峰、雙羧基對稱伸縮振動吸收峰和雙羧基不對稱伸縮振動吸收峰。隨著溫度的升高，不同特征峰位置處膠粘劑的亞胺化程度ID值都呈現逐漸升高的趨勢；在相同反應時間下，溫度越高則膠粘劑亞胺化程度ID值越大。膠粘劑適宜的反應介質為NMP、反應時間為12 h、固含量為25%，此時，膠粘劑試件室溫剪切強度最大，約為11.8"" MPa。

關鍵詞：醫院后勤保障器具；膠粘劑；亞胺化程度；室溫剪切強度

中圖分類號：

Q433.4+36

文獻標志碼：

A文章編號：

1001-5922（2024）01-0022-03

A study on the preparation and performance of adhesive for hospital logistics support equipment

LI Zhenbiao1，LI Rong2

（1.Beijing Tongren Hospital，Capital Medical University，Beijing 100730，China;

2.Northeast Petroleum University，Qinhuangdao 066000，Hebei China）

Abstract：In order to improve the performance of adhesives for hospital logistics equipment，the degree of imidization of adhesives under different temperature insulation conditions was observed，and the effects of reaction medium，reaction time and solid content on room temperature shear strength of adhesive specimens were analyzed.The results showed that the C—N stretching vibration peak，dicarboxylic symmetric stretching vibration absorption peak，and dicarboxylic asymmetric stretching vibration absorption peak could be seen in the infrared spectra of the adhesive at positions of 1 375 cm-1，1 776 cm-1，and 1 726 cm-1.With the increase of temperature，the imidization degree ID value of the adhesive at different characteristic peak positions showed a gradually increasing trend.Under the same reaction time，the higher the temperature，the greater the imidization degree ID value of the adhesive.The appropriate reaction medium for the adhesive was NMP，the reaction time was 12 h，and the solid content was 25%.At this time，the room temperature shear strength of the adhesive specimen was the largest，about 11.8 MPa.

Key words：hospital logistics support equipment;adhesive;imidization degree;room temperature shear strength

醫院后勤保障器具作為保障醫院醫療體系正常運行中的重要一環，其使用性能和使用壽命是衡量醫院整個后勤保障體系綜合能力的重要表現，而膠粘劑作為醫院后勤保障器具不可或缺的重要膠粘材料［1］，其耐熱性能、化學穩定性和力學性能等都會相對傳統膠粘劑要求更高［2-4］。為了提升醫院后勤保障器具用膠粘劑的使用性能，對不同溫度保溫條件下膠粘劑的亞胺化程度進行了觀察，并考察了反應介質、反應時間和固含量對膠粘劑試件室溫剪切強度的影響，結果將有助于提升膠粘劑在醫院后勤保障器具中的使用性能和服役壽命。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

試驗原料包括分析純3，3’，4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐（BTDA）、分析純N-甲基吡咯烷酮（NMP）、分析純二甲基乙酰胺（DMAc）、分析純二甲基甲酰胺（DMF）、自制聚酰胺酸（PAA1）（其配方為ODA1.5 g、BAPP6.15 g、BTDA 7.25 g、NMP45 mL，m（ODA） ∶ m（BAPP）∶m（BTDA）=1∶2∶3）。

1.2 試樣制備

裁剪出1.6 mm×25 mm×100 mm的304不銹鋼片，表面經過清洗除油和吹干后置于68 ℃烘箱中備用；采用玻璃棒將PAA1膠粘劑涂覆在粘接位置并固定，轉入真空干燥箱中進行固化處理［5］，壓力設定為25 kPa，分別在90、120、160、200和250 ℃溫度下保溫1 h，空冷后得到膠粘劑試件。

1.3 測試方法

采用FTIR-650S型傅里葉變換紅外光譜儀對膠粘劑進行紅外光譜測試［6］，掃描范圍4 000～400 cm-1；根據GB/T 7124—2008《膠粘劑 拉伸剪切強度的測定（剛性材料對剛性材料） 》對膠粘劑試件進行室溫剪切強度測試［7］，每組試樣取5根，結果取其平均值，拉伸速率為1 mm/min。

2 結果與分析

2.1 膠粘劑亞胺化過程

圖1為在不同溫度保溫條件下膠粘劑亞胺化過程中的紅外光譜圖。

由圖1可知，在1 375、1 776、1 726 cm-1位置處的峰分別對應C—N伸縮振動峰、雙羧基對稱伸縮振動吸收峰和雙羧基不對稱伸縮振動吸收峰。隨固化溫度從90 ℃上升至250 ℃，各特征峰的強度在不斷升高，這主要是因為溫度升高使得膠粘劑亞胺化過程不斷加劇，且反應更加充分［8］；但在不同溫度下膠粘劑的特征峰位置并未發生改變。

從圖1可見不同溫度下的特征峰1 776、1 726和1 500 cm-1強度差異，根據特征峰的強度計算不同溫度下的亞胺化程度（ID）值，結果如表1所示。

由表1可知，ID值越大則亞胺化程度越高［9］。在溫度為90、120、160、200和250 ℃時，對于1 375 cm-1特征峰，ID值分別為16.0、37.0、59.7、79.3和100；對于1 726 cm-1特征峰，ID值分別為16.6、38.7、61.2、80.6和100；對于1 776 cm-1特征峰，ID值分別為16.9、39.5、60.8、80.2和100。由此可見，隨著溫度的升高，不同特征峰位置處膠粘劑的ID值都呈現逐漸升高的趨勢。

進一步考察了不同反應時間和溫度條件下膠粘劑ID值的變化，結果如圖2所示。

由圖2可知，在開始反應階段，不同溫度下膠粘劑ID值快速增大；當反應時間增至30 min及以上時，ID值基本無變化或者變化較小，這也說明膠粘劑亞胺化主要發生在反應前期［10］。此外，在相同反應時間下，溫度越高則膠粘劑ID值越大，這說明溫度升高有利于膠粘劑亞胺化完成［11］。

2.2 反應條件對剪切強度的影響

圖3分別列出了反應介質為NMP、DMAc和DMF時室溫剪切強度的變化。

由圖3可知，當反應介質為NMP時，膠粘劑試件的室溫剪切強度為12.7 MPa；當反應介質為DMAc時，膠粘劑試件的室溫剪切強度為10.4 MPa；當反應介質為DMF時，膠粘劑試件的室溫剪切強度為8.2 MPa。由此可見，反應介質為NMP時膠粘劑試件的室溫剪切強度最高，反應介質為DMF時膠粘劑試件的室溫剪切強度最低。

圖4為反應時間為4～18 h時膠粘劑試件的室溫剪切強度。

由圖4可知，當反應時間為4 h時，膠粘劑試件的室溫剪切強度為7.1 MPa。隨著反應時間延長，膠粘劑試件的室溫剪切強度先逐漸增大，然后在反應時間達到12 h及以上時室溫剪切強度逐漸趨于穩定。

圖5分別列出了固含量質量分數為15%、20%、25%、30%和35%時的室溫剪切強度變化。

由圖5可知，當固含量為15%時，膠粘劑試件的室溫剪切強度為8.9 MPa；隨著固含量逐漸增至35%，膠粘劑試件的室溫剪切強度先增大后減小；在固含量為25%時，取得膠粘劑試件室溫剪切強度最大值，約為11.8 MPa。由此可見，并非固含量越大越好，而是在某一中間值時會取得較高的室溫剪切強度。

3 結語

（1）不同溫度保溫條件下，膠粘劑紅外光譜圖中可見1 375、1 776、1 726 cm-1位置處的C—N伸縮振動峰、雙羧基對稱伸縮振動吸收峰和雙羧基不對稱伸縮振動吸收峰;

（2）在溫度為90、120、160、200和250 ℃時，對于1 375 cm-1特征峰，ID值分別為16.0、37.0、59.7、79.3和100；對于1 726 cm-1特征峰，ID值分別為16.6、38.7、61.2、80.6和100；對于1 776 cm-1特征峰，ID值分別為16.9、39.5、60.8、80.2和100;

（3）反應介質為NMP時膠粘劑試件的室溫剪切強度最高，反應介質為DMF時膠粘劑試件的室溫剪切強度最低。隨著反應時間延長，膠粘劑試件的室溫剪切強度先逐漸增大，然后在反應時間達到12 h及以上時室溫剪切強度逐漸趨于穩定；隨著固含量逐漸增至35%，膠粘劑試件的室溫剪切強度先增大后減小，在固含量為25%時取得膠粘劑試件室溫剪切強度最大值，約為11.8 MPa。

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