胶黏剂思考题

1、胶黏剂与胶接 思考题1. 如何从原料结构变化理解胶接在木材加工中地位和作用？木材由原来的以大径级天然林木材为主转变为以抚育间伐材和速生材类的小径材为主，同时作为植物纤维原料的非木材原料利用正在逐步增加。这些变化直接导致木材加工原料的结构发生了根本变化，而经济的持续开展和人民生活水平的不断提高对木质材料需求的质量和数量又在不断提高。解决这一矛盾的最直接有效的方法就是利用胶接技术，将不同规格、不同大小的木质纤维原料如小木方、单板、刨花、碎料、纤维等 胶接、重组与复合加工成大规 格、适于不同使用要求的板材、方材与模压制品等。为此，胶粘剂和胶接技术在木材加工领域中的地位就显得更为重要。2. 胶接接头的

2、结构与其在胶接理论研究中的作用？接头分为：被胶结物、胶黏剂与被胶结物的界面层、胶黏剂、被胶结物的外表层、 受界面影响的胶黏剂层接头是研究胶接机制的对象，但是，用接头强度数据来研究胶接机制存在许多困 难，因为接头的性能与胶接现象难于别离。3. 吸附理论的要点与其缺乏？要点：1、原子分子的相互吸引与聚集，来源于德华力。同一种胶黏剂可以交接 不同材料，说明这是一类具有广泛作用力的作用，这就是吸附作用。2、分子间界面黏合力与体相聚力，都是次价键力包括德华力和氢键力构成的， 即物理吸附 作用力。3、物理吸附理论是建立在热力学平衡根底上的，据此可推导出交接功 和聚功。4、润湿是影响胶结强度的重要因素，也是

3、吸附力轮的核心容之一。缺乏：1、把胶结作用主要归结于分子间作用力，不能圆满的解释胶黏剂与被胶 结物之间的胶结力大于胶黏剂本身强度这一事实。2、胶结力大小与剥离速度有关，吸附理论无法解释。3、吸附理论不能解释极性的a-氰基丙烯酸酯能胶结非 极性的聚苯乙烯类化合物的现象；对高分子化合物极性过大，胶接强度反而降低 的现象，以与网状结构的高聚物相当对分子质量超过5000时，胶结力几乎消失的现象，都无法解释。4、外表经硅烷偶联剂处理之后，对环氧树脂胶黏剂的润 湿性变差，但胶接强度上升。5. 胶接？胶接是使胶黏剂相和被胶接相形成必要的具有稳定结构的机械强度的体系，即通过将胶黏剂夹在中间把被胶结物连接在一起

4、的过程。6. 静电理论的要点要点：在交接接头中存在双电子层，胶结力主要来自双电子层的静电引力。 双电 子层是存在于不同相的荷电粒子，因两相性质差异引起荷电粒子转移而形成的。胶接时，在金属和高聚物的严密接触层上， 外表 能垒的高度和宽度变小，电子有可能在无外力作用下，穿过相界面而形成双电子层。缺乏：1、静电引力虽然在某些胶接体系中存在，但不是起主导作用。2、无法解释用炭黑作填料的胶黏剂与这类体系的胶接现象。3、由两种以上的互溶的高聚物构成的胶接体系，二者均不能成为电子的授、受体，无法形成双电层，静电理 论无法解释这类体系的胶接现象。4、静电理论不能解释温度、湿度与其他各种 因素对剥离实验结果的影

5、响。7. 扩散理论的要点与其缺乏?要点：1、在扩散的的铰接接头中，胶接强度随接触时间的增加、胶接温度的升 高、胶接压力的加大和胶层厚度的减小而增加。2、胶黏剂相对分子质量过高，分子链的蜷曲、缠结趋势会使活动受到限制，这不利于润湿与扩散。不同材质分 子结构性能上的差异，对润湿和的影响程度也不同。3、分子链的柔韧性增加，侧基减少，交联度减少，有利于分子扩散，胶接强度也增加。缺乏：不能解释金和属瓷、玻璃等无机物的胶接现象；也无法解释聚甲基丙烯酸 甲酯和聚苯乙烯各自以7.5%的浓度共溶于甲苯中，而他们的固相却不扩散的现 象；高聚物胶黏剂与无机物之间显然不会发生界面扩散的问题，扩散理论不能用来解释此类胶

6、接现象。8. 机械结合理论的要点与缺乏？要点：液态胶黏剂充满被胶接物外表的缝隙或凹陷处，固化后在界面产生啮合或 投锚效应。将胶接作用归因于机械黏附作用。缺乏：不能解释非多孔性材料的胶接现象， 也无法解释由于材料外表化学能的变 化对胶接作用的影响。9. 化学键理论要点？要点：胶接作用主要通过化学键作用的结果。胶黏剂与被胶接分子间产生化学反 响而获得高强度的主价健结合。1、通过胶黏剂与被胶结物中的活性基团形成化 学键2、通过偶联剂使胶黏剂与被胶结物分子间形成化学键。3、通过外表处理获得活性基团，与胶黏剂形成化学键。10. 固体被胶接物与胶粘剂产生胶接作用力的种类？1、机械结合作用。包括胶钉理论被胶

7、接固体经外表处理后产生触须状凸起， 固体相和胶黏剂相纠缠咬合。2、化学吸附结合作用。包括通过相互扩散，在 分子之间产生的拉引作用力聚力固体相和胶黏剂相密切接触，产生分子之 间的拉引作用力固体相和胶黏剂相通过化学键结合在一起。11. 外表力、界面力、临界外表力、接触角？外表力，是在平行于液体的外表上，与液体上的单位长度的直线成直角的力； 与 使液体的外表在恒温条件下只增加单位面积时所做的功相等； 是存在于单位面积 上的吉布斯自由能。界面力：相1相2接触时，两相之间存在吉布斯自由能，相 1的丫 1裸露局部和 相2的丫 2裸露局部粘附，通过相邻分子间的力使其稳定，失去吉布斯自由能， 因此有丫计丫 2

8、，剩余局部即为界面力丫 12临界外表力：同系物液体在同一固体平面上的接触角随液体外表力降低而变小。以其cos 9对液体外表力作图，可得一直线，将直线延长至cos 9 =1之处，相应 的外表力值接触角：由固液界面经液体部到气液界面所夹的角12. 润湿在胶接过程中的作用？良好的润湿使界面力减小，而产生更大的相互作用。13. 氏方程？ G-G方程？氏方程：它是描述固气、固液、液气界面 自由能丫 S， 丫 SL，丫 L与接触角9之间的关系式，亦称润湿方程，表达式为：丫 s-ysl=y lC09。G-G方程：丫 12=丫 1+丫 2 2 丫 1丫 2 '14. 胶接功；W=脱开胶接后外表功丫 1

9、+丫 2)脱开胶接前的界面能丫 1215. 外表力与溶解度参数的关系?、 .厂 201/3、aS' =K 丫 *v )16. 最适宜胶接准那么？1、最大热力学胶接功准那么：两个物体胶接在一起，假定接触界面是理想的，不存在有任何缝隙，而且别离时胶接点的破坏过程不存在有塑性形变的能耗，那么破坏别离单位面积的界面时，产生两个新外表，消失一个吉布斯自由能的变化， 结果为 W=n + 1+cos?丨丫 l2、最小界面力准那么：当界面力最小时，可得到最大的胶接强度。3、高浸润常数准那么：浸润常数越大，胶接强度也越大。17. 环境变化对胶接界面稳定性影响？18. 结晶？结晶是聚合物的相对分子质量呈有

10、规律的排列的聚集状态。结晶作用与聚合物胶 接性能有密切关系，尤其是在玻璃转变温度到软化点之间的温度区间有很大的影 响。一般的，聚合物结晶度增大，其屈服应力、强度和模量都会增加，而抗伸长 率与耐冲击性能降低。19. 分子量与分子量分布与胶粘剂胶接性能的关系？以直连状无枝化结构的聚合物为例， 在胶接体系均为聚破坏的情况下，胶接强度 随相对分子质量的增大而提高，升高到一定围后逐渐趋向一个定值，在胶接体系 呈多种形式破坏时，相对分子质量较低一般发生聚破坏， 此时胶接强度随相对分 子质量增加而上升，并趋向一个定值，当相对分子质量增大到使胶层的聚力等于 界面的胶结力时，开场发生混合破坏，相对分子质量继续增

11、大，由于胶黏剂的润 湿性能下降，胶接体系发生界面破坏，从而使胶接强度严重降低。20. 非晶态咼聚物力学性能特点？1、弹性变形。由分子链的中键角的改变所引起，发生的速度很快，是可逆的， 形变围在1%勺数量级。2、高弹性变。这是高分子材料所特有的性能，由高分子量链构象的改变所引起， 也是可逆的，形变围可达100%3、塑性变形。由高分之间相对位置的改变所引起，是不可逆的。21. 玻璃化转变温度、蠕变、应力松弛？玻璃化转变温度：非晶态聚合物或局部结晶聚合物中非晶相发生玻璃化转变所对 应的温度。蠕变：在恒温条件下，应力保持不变时，聚合物形变随时间的延长而增大。 应力松弛：高分子形变固定，应力随时间的延长

12、而下降的现象。22. 高分子材料的强度？23. 胶粘剂固化所产生收缩应力对胶接强度的影响？24. 环境变化等所产生的热应力对胶接强度的影响？25. 弱界面理论？该理论认为，被胶接材料和胶黏剂中，由于材料外表与部存在着性质上的差异而 造成结构不均匀性“弱界面层。它也可能由体系的低分子物或杂质通过扩散、 吸附或聚集，在界面产生低分子物富集的“弱界面层。26. 时间-温度换算法那么与其在胶接中的作用?n = pTa t n o*p o T 0Lg aT =G( T - T 0)宁(C2+ T - T 0)通过改变温度来改变测试时间，在短时间获得需要测试的性能。27胶接破坏的类型与其转化规律？类型：被

13、胶结物破坏、聚破坏、界面破坏、混合破坏转化规律：对粘弹性高聚物，当温度升高时，分子链段热运动增加，应力松弛过 程加快，受载时变形较大而强度较低。同样，加载速度降低，外力作用时间增加， 应力松弛更充分，因此受载时，变形较大，强度较低。当增加测试加载速度或降 低测试温度时，接头从聚破坏转向界面破坏。高温测试局部均为聚破坏，低温测试局部均为界面破坏，中间为混合破坏。28.影响胶接破坏的因素？1、弱界面层2、应力，包括收缩应力和热应力3、环境应力，包括油污、水分的 影响，以与多环境因素的联合影响29胶接破坏过程中的流变学问题？30. 胶接接头的大气老化？大多数胶黏剂，尤其是在航空工业和建筑业上广泛应用

14、的胶黏剂 ，都是在室外 自然气候条件下使用或存放的。它们必须长期受到日光、大气、风雨等各种气候 因素的作用。31. 木材胶接接头的老化？木材胶结材料一般在常温下、室外或室使用并存放，很少受到咼温或其他严酷环 境的作用，因此他们的老化主要是大气老化问题。原因：一般认为，大气中的水、热、日光与接头部收缩-膨胀应力的作用是普通的原因；在特殊情况下还由于受到化学药品、微生物与昆虫等的侵蚀。影响因素：胶黏剂的影响、木材质量的影响、加工工艺的影响32. 人工加速老化试验的目的与作用？为了在较短时间得到大气老化性能的结果，采用人工加速老化试验。33. 基料与其种类？基料是胶黏剂的主要成分，它决定了胶黏剂的主

15、要特性，也是区分胶黏剂类别的 重要指标之一。天然高分子化合物，如淀粉、纤维素、单宁、木质素等；合成高 分子化合物，热固性的有酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等，热塑性的有聚乙酸 乙烯酯、橡胶等；无机盐，如硅酸盐、无机胶粘剂中的磷酸盐等。34. 固化剂？固化剂是热固性胶黏剂中的主要成分之一。它直接或通过催化剂与基料高分子聚 合物发生交联反响，使线型高分子化合物交联成体型结构。35. 胶粘剂固化原理与种类？通过冷却、溶剂蒸发、水分的渗透挥发或者通过多官能度单体或者固化剂进展交 联反响等方法而使胶黏剂固化。固化方法有物理方法和化学方法。例如，冷却、溶剂蒸发、水分的渗透挥发或者通过多官能度单体或者固化剂进