胶黏剂课件：氰基丙烯酸酯胶黏剂

1、氰基丙烯酸酯胶黏剂目录氰基丙烯酸酯的介绍氰基丙烯酸酯的介绍氰基氰基丙烯酸酯的工业制备丙烯酸酯的工业制备氰基氰基丙烯酸酯的固化丙烯酸酯的固化氰基丙烯酸酯的应用氰基丙烯酸酯的应用氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的介绍 氰基丙烯酸酯胶黏剂为单组分液状、遇潮气瞬间固化型胶黏剂，又称“瞬干胶”、“万能胶”等。氰基丙烯酸酯胶黏剂使用方便，被粘接表面不必进行特殊预处理，不必加温加压，广泛应用于橡胶与橡胶、塑料与塑料、塑料与金属之间的粘接与定位以及人体组织医用粘接等。 1949年 A. E. Ardis 首先合成了-氰基丙烯酸酯，并获得专利权。1959年 Eastman Kodak 公司实现了

2、工业化生产。 -氰基丙烯酸酯胶黏剂的特点 单液型：无需混合，不必另加催化剂，使用方便。 黏度低：便于涂布，容易湿润，用量很少，单滴应用，胶层较薄。 使用易：不需要加热或加压，轻微指压即可。 固化快：室温瞬间固化，数秒内即可粘牢。 强度高：对多种基材的粘接能达到很高的粘接强度。 透明好：胶层无色透明。 毒性小：无溶剂，无毒，可用于医疗。 脆性大：不能承受冲击和振动。 耐久差：耐热、耐水、耐溶剂性都比较差，因而粘接不能持久。 易白化：若粘接环境湿度过大，容易出现结霜白化现象。氰基丙烯酸酯胶黏剂的使用方法表面处理：用适当有机溶剂对被粘物表面脱脂清洁，打磨不能太粗糙，再次溶剂擦拭，并要干燥。如果残留碱

3、性物质，则会加速固化；残留酸性物质，则减慢固化。涂胶：一般来说，涂胶量尽量少些为好，胶层越薄强度越高。对于致密、接触良好的平板来说，涂胶量为45mgcm-2已足够。一滴胶约20mg，可涂45cm2.被粘物形状和材质相同时，任何一面涂胶均可；若不相同，涂胶于粘接面向上的一面或面积较小的一面，或固化速度慢的面，或难渗透的面。氰基丙烯酸酯胶黏剂的使用方法晾置时间：涂胶后最好不要马上叠合，根据空气湿度大小，晾置15s。氰基丙烯酸酯胶黏剂在空气中曝露时间长短与粘接强度的关系极大，当晾置时间超过2min，性能下降50以上，3s内粘接强度最高。清除残胶：可用丙酮、甲苯或二甲基甲酰胺等有机溶剂清除残胶或拆胶。

4、保存：胶黏剂用后盖严封好，放置于干燥阴凉处。氰基丙烯酸酯的固化 由于氰基丙烯酸酯分子中有两个强烈的吸电子基-氰基和酯基连接在同一个碳上，它们一方面降低了碳原子的电子云密度，致使位易于受到亲核攻击；另一方面位上无取代基团阻碍，对亲核试剂很敏感，因此很容易在水和弱碱物质催化下迅速发生阴离子聚合。同时，氰基丙烯酸酯也可以进行自由基聚合。氰基丙烯酸酯固化可以认为是氰基丙烯酸酯的本体聚合过程，经历链引发、链增长、链转移和链终止等阶段。 引发和增长阶段 空气中的水分（含OH - ）及大多数物体表面上，都会有OH -存在，这大概是胶固化的原因。 引发和增长阶段 链转移链终止 活性增长链在聚合过程中若遇到单体

5、之外的其他物质，如水、醇、酸等，能使阴离子质子化，则很快阻止聚合反应进行，引起链终止。 氰基丙烯酸酯的制备-氰基丙烯酸酯单体氰基丙烯酸酯单体-氰基丙烯酸酯单体结构式为： CH2C（CN）COOR其中R代表某一烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基等。在工业上打多采用粘接强度较高的甲酯和乙酯。在医疗方面粘接伤口代替缝合，一般为高碳链烷基酯单体。配方组成配方组成增稠剂增稠剂因为单体的黏度很低，使用时易流到不应粘接的部位，而且不适用于多孔性材料及间隙较大的填充性胶接，因此必须加以增稠。常用的增稠剂有聚甲基丙烯酸甲酯、纤维素衍生物等。配方组成配方组成增塑剂增塑剂为改善胶黏剂固化后涂层的脆性，往往加入邻

6、苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等增塑剂，以提高胶层的抗冲击强度。配方组成配方组成稳定剂稳定剂由于单体较易发生聚合，因此，必须加入一定量的二氧化硫及对苯二酚稳定剂，以阻止发生阴离子聚合作用及游离基聚合作用。配方组成配方组成工业合成（以氰基丙烯酸乙酯为例）： 第一步：氰乙酸乙酯的制备 ClCH2COOH + NaCN CNCH2COOH + NaCl (氯代乙酸与氰化钠的亲核取代） CNCH2COOH + C2H5OH CNCH2COOC2H5 + H2O (酯化反应） 在上述预聚物中，其分别有以H封端和以羟甲基封端。在高温裂解时，以H封端的预聚物会生成副产物水，水会使产物氰基丙烯酸酯单体聚合，

7、因此必须在裂解过程中加入强吸水剂。 而以羟甲基封端的预聚物裂解则会形成副产物氰乙酸乙酯，因此预聚物聚合度n越大，副产物所占比例越小。 综上，提高-氰基丙烯酸酯的产率和纯度，在缩合阶段提高预聚物的分子量是整个合成技术的关键。 氰乙酸乙酯与甲醛的摩尔比对合成的影响 氰乙酸乙酯与甲醛的摩尔比小于1.0时，缩合产物中以CH2OH封端的居多，多余的甲醛及裂解时生成的水会使单体聚合而使产率降低；当氰乙酸乙酯过量太多时，缩聚产物分子量过低，不仅产率降低而且产品纯度也差。不同摩尔比对产率的影响如图所示。从图中可以得出，理想的摩尔比为1.051.10耐热性的改进原因：一般的-胶只能耐热到80，这主要是由于他们是

8、热塑性分子，固化后还含有大量残余单体，其Tg不高所致方 法一、采用交联剂交联剂，使其具有一定程度的热固性如：乙二醇的双氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸乙二醇的双氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸烯丙酯。氰基戊二烯酸的单酯或双酯烯丙酯。氰基戊二烯酸的单酯或双酯二、采用耐热粘附促进剂耐热粘附促进剂，改善胶和胶结材料之间的界面状态如：单元或多元羧酸、酸酐、酚类化合物单元或多元羧酸、酸酐、酚类化合物等等三、适当的加入三、适当的加入增塑剂增塑剂补充：在在-胶中引入马来酰亚胺也可以提高胶中引入马来酰亚胺也可以提高耐热性耐热性氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性耐水性的改进方 法对聚合物本身：引入交联单体或共聚单体聚合物本身

9、：引入交联单体或共聚单体对界面：许多粘附促进剂（二酐、苯酐、硅烷界面：许多粘附促进剂（二酐、苯酐、硅烷等）可以改善界面状态，在一定程度上改善粘等）可以改善界面状态，在一定程度上改善粘附性，同时改善了耐水性附性，同时改善了耐水性氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性耐冲击性改性方 法一、引入可共聚的内增塑单体引入可共聚的内增塑单体如：-氰基氰基-2,4-2,4-戊二烯酸酯戊二烯酸酯 等二、添加各种增塑剂添加各种增塑剂如：苯酰丙酮、多羟基甲苯酸及其衍生物、脂肪族多元苯酰丙酮、多羟基甲苯酸及其衍生物、脂肪族多元醇、聚醚及其衍生物醇、聚醚及其衍生物 等三、用高分子量弹性体高分子量弹性体如：聚氨酯橡胶、聚

10、乙烯醇缩醛、丙烯酸酯橡胶以及接聚氨酯橡胶、聚乙烯醇缩醛、丙烯酸酯橡胶以及接枝共聚物枝共聚物 等氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性弹性体泛指在除去外力后能恢复原状的材料，然而具有弹性的材料并不一定是弹性体。弹性体只是在弱应力下形变显著，应力松弛后能迅速恢复到接近原有状态和尺寸的高分子材料氰基丙烯酸酯是一系列物质的合称，常见品牌有AA超能胶（Aron Alpha）、强力胶（Superglue）、疯狂快干胶（Crazy glue）等。医用胶如多抹棒（Dermabond）及Traumaseal则含有2-氰基丙烯酸辛酯（2-octyl cyanoacrylate。）其具有片刻聚合的特点，有强大的粘着力

11、，用作胶粘剂和聚合物的单体，可用于皮肤手术切口和新鲜伤口的粘合。氰基丙烯酸酯的应用氰基丙烯酸酯的应用氰基丙烯酸酯的应用氰基丙烯酸酯的应用作用机理：当把超能胶涂在物件表面时，溶剂会蒸发，而物件表面或来自空气中的水份（更准确是水份所形成之氢氧离子）会使单体迅速地进行阴离子聚合反应（anionic polymerization）形成长而强的链子，把两块表面黏在一起。由于其聚合过程是放热反应，所以可以发现其温度会轻微上升。由于溶剂（丙酮）在其间蒸发，所以使用超能胶会嗅到一些难耐的异味。在犯罪调查之应用在警方的犯罪调查中会以超能胶烟熏方法（Super-glue fuming）来查出潜在指纹。其过程如下：

12、需要被套取指纹的物品会被安置在一个已加热并且不漏气的容器中。在容器中放入超能胶，氰基丙烯酸酯会蒸发，并以风扇使它在容器中循环散布。由于指纹上残留的物质譬如氨基酸和葡萄糖会与气化的胶浆起反应，并使指纹呈现。氰基丙烯酸酯的应用氰基丙烯酸酯的应用发展前景1995年以后，我国国民经济的高速增长，对CA的快速发展提供了良好的机遇，产量保持高增长率，呈现于一派欣欣向荣的景象。由于金鹏公司在CA技术创新方面取得可喜的成绩，其被科技部认定为国家火炬计划重点高新技术产业，科技进步使得我国的CA生产水平和产品质量逐步赶上世界先进水平。目前我国的CA产业已从增长期进入稳定发展期。1、氰基丙烯酸酯固化的引发物质一般是什么？ 水和（物体表面）弱碱性物质2、氰基丙烯酸酯的工业配方一般含有什么成分？ 单体、增稠剂、增塑剂、稳定剂3、提高-氰基丙烯酸酯的产率和纯度的合成技术关键是什么？ 在缩合阶段提高预聚物的分子量4、氰基丙烯酸酯的改性主要由哪些方面来进行改善耐热性、耐水性、耐冲击性5