摘 要：為了提升馬拉松場(chǎng)地器械修復(fù)用膠粘劑的使用性能，對(duì)比分析了未改性二硫化鉬和氨基功能化改性二硫化鉬質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)膠粘劑粘接性能、拉伸性能、沖擊性能和熱機(jī)械性能的影響。結(jié)果表明，氨基功能化處理后DDS已經(jīng)成功接枝到二硫化鉬納米片上；未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣和氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的性能都會(huì)隨著二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，在未改性二硫化鉬和氨基功能化改性二硫化鉬質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得最大值，氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的粘接性能等要優(yōu)于未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣，更適宜于在馬拉松場(chǎng)地器械修復(fù)中使用。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地；訓(xùn)練器械修復(fù)；膠粘劑；二硫化鉬；氨基功能化改性；質(zhì)量分?jǐn)?shù)

中圖分類號(hào)：TQ433.4 + 37 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2025）03-0055-04

Research on the characteristics of modified adhesives for therepair of sports venues and training equipment

MIAO Guolin 1 ，WANG Zhiqiang 2 ，XU Xiangyu 3

（1. Sanya Zhongrui Hotel Management College，Sanya 572025，Hainan China；2. Xi’an Eurasia University，Xi’an 710065，China；3. Xi’an Siyuan University，Xi’an 710000，China）

Abstract：In order to improve the performance of adhesives for the repair of marathon equipment，the effects of themass fractions of unmodified molybdenum disulfide and amino functionalized modified molybdenum disulfide onthe adhesive bonding performance，tensile properties，impact properties and thermomechanical properties of the ad?hesives were compared and analyzed. The results showed that DDS had been successfully grafted onto molybdenumdisulfide nanosheets after amino functionalization. The properties of the unmodified molybdenum disulfide-epoxyresin adhesive specimens and the amino-functionalized modified molybdenum disulfide-epoxy resin adhesive speci?mens increased first and then decreased with the increase of the mass fraction of molybdenum disulfide nanosheets，and the maximum value was obtained when the mass fraction of the unmodified molybdenum disulfide and aminofunctionalized modified molybdenum disulfide adhesive specimens was 0.9%，and the adhesive properties of the amino-functionalized modified molybdenum disulfide-epoxy resin adhesive specimens were better than those of theunmodified molybdenum disulfide-epoxy resin adhesive specimens. It is more suitable for use in the repair of mara?thon equipment.

Key words：athletic grounds；training equipment repair；adhesive；molybdenum disulfide；amino functionalizationmodification；quality score

膠粘劑作為馬拉松場(chǎng)地器械修復(fù)中常用的修復(fù)材料 [1] ，其使用性能在很大程度上將決定體能訓(xùn)練器械的使用效果和服役壽命，且還關(guān)乎著使用安全性 [2-4] ，因此，有必要對(duì)馬拉松場(chǎng)地器械用膠粘劑進(jìn)行系統(tǒng)化研究 [5-7] 。市場(chǎng)上常見的膠粘劑雖然在運(yùn)動(dòng)器械上也有一定應(yīng)用，但是仍然存在著拉伸性能偏低、粘接強(qiáng)度不足等問題 [8-11] 。為了提升馬拉松場(chǎng)地器械修復(fù)用膠粘劑的使用性能，對(duì)比分析了未改性二硫化鉬和氨基功能化改性二硫化鉬質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)膠粘劑粘接性能、拉伸性能、沖擊性能和熱機(jī)械性能的影響，結(jié)果將有助于馬拉松場(chǎng)地器械用膠粘劑的開發(fā)并推動(dòng)其廣泛應(yīng)用。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料包括深圳市吉田化工有限公司提供的E51型環(huán)氧樹脂、洛陽(yáng)申雨鉬業(yè)有限責(zé)任公司提供的分析純二硫化鉬（MoS2），以及湖北鑫鳴泰化學(xué)有限公司提供的化學(xué)純甲基四氫鄰苯二甲酸酐固化劑及二氨基二苯砜功能化二硫化鉬（簡(jiǎn)稱DDS-MoS 2 ）。

1.2 試樣制備

未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑和氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑采用溶劑共混研磨法制備。制備過(guò)程中，先稱取一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的未改性二硫化鉬和氨基功能化改性二硫化鉬，加入環(huán)氧樹脂中進(jìn)行共混，磁力攪拌混合均勻后進(jìn)行超聲處理30 min，然后加入與環(huán)氧樹脂質(zhì)量1∶1的甲基四氫鄰苯二甲酸酐固化劑，攪拌均勻后進(jìn)行115 ℃/1 h+155 ℃/3 h的固化處理，得到未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑和氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣。

1.3 測(cè)試方法

采用TD-3500型X射線衍射儀對(duì)改性和未改性二硫化鉬進(jìn)行物相分析；采用JC15-WQF-520型紅外光譜測(cè)試儀進(jìn)行紅外光譜分析；根據(jù)GB/T 7124標(biāo)準(zhǔn)對(duì)膠粘劑試樣進(jìn)行粘接性能測(cè)試，基體材料為馬拉松場(chǎng)地器械修復(fù)用5083鋁合金試樣；拉伸性能測(cè)試參照GB/T 2567標(biāo)準(zhǔn)在INSTRON 5500型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行；室溫沖擊強(qiáng)度測(cè)試參照ASTM D256標(biāo)準(zhǔn)在XJU-6型擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行；熱機(jī)械性能測(cè)試在DMA/SDTA861多動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀上進(jìn)行 [12] 。

2 結(jié)果與分析

2.1 物相分析

圖1為改性和未改性二硫化鉬的X射線衍射分析結(jié)果，分別列出了未改性二硫化鉬和經(jīng)過(guò)氨基功能化改性后的DDS-MoS 2 的XRD圖譜。

由圖1可知，對(duì)于未改性的二硫化鉬，XRD圖譜中可見（002）、（004）、（100）、（101）、（102）、（103）、（006）、 （105）、 （110）和（008）晶面的衍射峰；經(jīng)過(guò)氨基功能化改性處理后，DDS-MoS 2 的衍射峰相較未改性二硫化鉬有明顯改變，其中（004）和（006）晶面衍射峰基本消失，其他特征峰強(qiáng)度也有明顯減弱。

對(duì)氨基功能化改性后的DDS-MoS 2 進(jìn)行紅外光譜分析，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，在氨基功能化改性后的DDS-MoS 2的紅外光譜圖中可見O、N、Cl、Mo和S的特征峰存在，這表明氨基功能化改性處理后的二硫化鉬除了原始S、Mo元素外，還存在N等元素，可見，氨基功能化處理后DDS已經(jīng)成功接枝到二硫化鉬納米片上 [13] 。

2.2 粘接性能

表1為未改性二硫化鉬含量影響粘接性能結(jié)果。

由表1可知，對(duì)于未添加二硫化鉬的膠粘劑，剪切強(qiáng)度會(huì)隨著溫度升高而降低；在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二硫化鉬后，未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的剪切強(qiáng)度都表現(xiàn)為隨著二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，剪切強(qiáng)度最大值在二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得，這主要是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)亩蚧f加入可以對(duì)膠粘劑體系起到增強(qiáng)作用 [14] ，但是如果二硫化鉬過(guò)量則會(huì)在膠粘劑體系中產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，在受外力作用時(shí)，這些發(fā)生團(tuán)聚的區(qū)域會(huì)優(yōu)先萌生裂紋并降低膠粘劑試樣的剪切強(qiáng)度 [15] 。

表2為氨基功能化改性二硫化鉬含量影響粘接性能表。

由表2可知，在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氨基功能化改性二硫化鉬后，氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的剪切強(qiáng)度都表現(xiàn)為隨著氨基功能化改性二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，剪切強(qiáng)度最大值在納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得。當(dāng)未改性二硫化鉬和氨基功能化改性二硫化鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都為0.9%時(shí)，氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的剪切強(qiáng)度要高于未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣，這主要是因?yàn)槎蚧f經(jīng)過(guò)氨基功能化改性處理后，其在膠粘劑體系中的分散性和相互作用力會(huì)更好 [16-17] 。

2.3 力學(xué)性能

表3為未改性二硫化鉬含量對(duì)二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑拉伸性能和沖擊性能的影響。

由表3可知，在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二硫化鉬后，未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的拉伸模量、拉伸強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度都表現(xiàn)為隨著二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，最大值在二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得。但是如果二硫化鉬過(guò)量則會(huì)在膠粘劑體系中產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，在受拉伸載荷作用時(shí)，團(tuán)聚的區(qū)域會(huì)成為裂紋源并降低膠粘劑試樣的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度 [18] 。

表4為氨基功能化改性二硫化鉬含量對(duì)二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑拉伸性能和沖擊性能的影響。

由表4可知，在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氨基功能化改性二硫化鉬后，氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的拉伸模量、拉伸強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度都表現(xiàn)為隨著納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，最大值在納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得。這主要是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)陌被δ芑男远蚧f加入可以對(duì)膠粘劑體系起到增強(qiáng)作用 [19] 。

2.4 熱機(jī)械性能

表5為二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑的儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)試結(jié)果。

由表5可知，在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二硫化鉬后，未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都表現(xiàn)為隨著二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，最大值在二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得，這主要與二硫化鉬在膠粘劑體系中可以起到增韌作用和提高界面相互作用有關(guān) [19] 。

對(duì)于氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑體系，在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氨基功能化改性二硫化鉬后，氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都表現(xiàn)為隨著氨基功能化改性二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，最大值在氨基功能化改性二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得。這主要與氨基功能化改性二硫化鉬在膠粘劑體系中存在高活性氨基基團(tuán) [20] ，相應(yīng)地提高膠粘劑體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二硫化鉬后，未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣和氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的性能都表現(xiàn)為隨著二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，最大值在二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得。氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的剪切強(qiáng)度要高于未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣；

（2）在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二硫化鉬后，未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣和氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的拉伸模量、拉伸強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度都表現(xiàn)為隨著二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，最大值在二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得；

（3）在膠粘劑體系中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二硫化鉬后，未改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣和氨基功能化改性二硫化鉬-環(huán)氧樹脂膠粘劑試樣的儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都表現(xiàn)為隨著二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而先增大后減小，最大值在二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)取得，繼續(xù)增加二硫化鉬納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)使得膠粘劑的儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 李望達(dá). 體育器械裝配用膠粘劑的改性合成與性能測(cè)試研究[J]. 粘接，2023，50（10）：29-32.

[2] 廖宏，陳茂斌，羅琳琳，等. 室溫固化超低溫環(huán)氧密封膠研究[J]. 低溫工程，2020（5）：43-47.

[3] 李博弘，陳澤明，賈曉瑩，等. 環(huán)氧樹脂增韌用多官能團(tuán)柔性聚合物研制及性能研究[J]. 化學(xué)與粘合，2023，45（6）：485-488.

[4] 余春秀，王云凱，賀子娟，等. 電子封裝用環(huán)氧膠粘劑改性研究進(jìn)展[J]. 材料導(dǎo)報(bào)，2023，37（15）：241-250.

[5] 曾柳惠，曹有名，何偉光. 有機(jī)硅改性聚氨酯/環(huán)氧樹脂膠粘劑的性能研究[J]. 材料研究與應(yīng)用，2022，16（3）：438-441.

[6] 劉東利. 鋁合金機(jī)械裝備表面專用的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑性能研究[J]. 粘接，2023，50（11）：26-29.

[7] 劉漢超，周永，李利偉，等.高觸變性無(wú)填料水性環(huán)氧膠粘劑的制備與應(yīng)用[J]. 新型建筑材料，2022，49（3）：118-122.

[8] 李栓，張寶艷，張思，等. 酚醛環(huán)氧樹脂改性環(huán)氧膠粘劑的耐熱性能研究[J]. 化工新型材料，2023，51（1）：272-275.

[9] 馮李，劉戎韜，田甜，等. 低溫環(huán)境下低粘度裂縫修復(fù)環(huán)氧膠粘劑的研究[J]. 熱固性樹脂，2022，37（1）：12-15.

[10] 陳煜陽(yáng)，陳炳耀，歐佳麗，等. 不同種類環(huán)氧樹脂對(duì)膠粘劑力學(xué)性能的影響[J]. 化學(xué)與粘合，2022，44（5）：397-399.

[11] 張?；?，李宏濤，田旺旺，等. 丁腈橡膠和聚乙二醇增韌環(huán)氧樹脂制備膠粘劑及性能研究[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用，2023，35（4）：955-960.

[12] 戚軍超，王保玉，趙直，等. 古瓷器修復(fù)中環(huán)氧樹脂膠粘劑粘接初步研究[J]. 陶瓷，2022（12）：68-72.

[13] 付瑜，李炳輝，冷萬(wàn)里，等. 陽(yáng)離子型延遲固化環(huán)氧膠粘劑的性能研究與應(yīng)用[J]. 當(dāng)代化工研究，2020（23）：1-4.

[14] 肖歡，王英，孫榮輝，等. 聚氨酯對(duì)羽毛球用環(huán)氧樹脂膠粘劑的影響[J]. 粘接，2023，50（1）：19-23.

[15] 王文金，邱思明，梁天錫，等.巖土膠結(jié)工程用復(fù)合環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備及性能研究[J].化學(xué)工程師，2022，36 （12）：5-8.

[16] 盧亞敏，秦會(huì)斌，周繼軍. 耐高溫鋁基板的制備及性能研究[J]. 熱固性樹脂，2023，38（2）：17-21.

[17] 張頎，何智. 聚氨酯對(duì)羽毛球器械用環(huán)氧樹脂膠粘劑性能的影響[J]. 粘接，2022，49（7）：32-35.

[18] 張?chǎng)?，王明偉，閆薇帆，等.短切碳纖維增強(qiáng)水下快速固化膠粘劑的制備及性能研究[J].纖維復(fù)合材料，2023，40 （1）：110-114.

[19] 彭建雄，張志強(qiáng)，許玉榮，等.室溫固化有機(jī)硅柔性環(huán)氧樹脂粘接劑制備[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2021，54 （2）：178-183.

[20] 王英英. 羽毛球體能訓(xùn)練器械用不同膠粘劑的膠接性能測(cè)試[J]. 粘接，2023，50（11）：41-44.

（責(zé)任編輯：蘇 幔）