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1、第第七七章章粘合剂概述粘合剂概述7. 粘合剂的定义粘合剂是一种靠界面作用(化学力、物理力),把各种材料(纸、布、皮革、木、金属、玻璃、橡皮或塑料等)牢固地粘结在一起的物质,也称胶接剂或胶粘剂,简称胶。如粘纸用的浆糊,粘金属用的环氧胶,补车带的氯丁胶等。一般由几个组分经一定的物理和化学方法制成。其中有一种或几种组份具有粘附性,起主要作用,如热固性树脂,热塑性树脂和橡胶弹性体,称谓粘料。此外尚有固化剂、促进剂、增塑剂、填料、稀释剂、增粘剂、着色剂和溶剂等。各组份和选用是由粘合剂的性能要求来决定的。 粘料:也称基料或胶料,使两个被粘物结合在一块,起主要作用的组分,是决定粘合剂性能的基本成份。 固化剂

2、,也叫硬化剂、熟化剂,在橡胶型粘合剂中就是硫化剂。固化剂能参与反应,使粘合剂固化,将线形结构转变成交联或体型结构。7.1 粘合剂的组成 促进剂,又称催化剂,促进化学反应,缩短固化时间,降低反应温度。 增韧剂,提高韧性,改善脆性,可减少固化收缩,提高剥离强度和冲击强度。 增塑剂,提高韧性,改善脆性,降低固化物交联点间链运动的势垒。 稀释剂,降低粘合剂粘度的液态物质。可以控制固化过程的反应热,延长粘合剂的适用期,增加填料的加入量。7.1 粘合剂的组成7.1 粘合剂的组成 填料,改善粘合剂的工艺性,耐久性,强度及其它性能或降低成本而加入的一种非粘性物质。填料的种类、粒度、酸碱性和用量,对粘合剂性能有

3、较大影响。 偶联剂,分子两端含有能分别与无机和有机物发应的性质不同基团的化合物。能显著提高粘接强度、耐水性、耐热性和耐湿热老化性能。 稳定剂,指有助于粘合剂在配制、储存和使用期间性能稳定的物质,包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂等。7.2 粘合剂的种类按状态分类按粘合剂的形态可分为液态(溶液、乳液等)的、糊状的和固态(如胶膜、胶棒、粉末等)的。易流动的低粘度胶液,由于涂覆容易,适于大面积而平整的表面粘接。粘度大的糊状胶,可用于不平整和配合不好的表面,有填充孔隙的作用。固体胶通常是热固性的,能较长时间的储存和运输。7.2 粘合剂的种类按固化形式分类粘接首先是液体粘合剂在被粘物表面上浸润,然后通过物理

4、的、化学的作用而固化,产生黏附力。按固化形式可分为溶剂挥发型、化学反应型和热熔胶型三大类。 溶剂挥发型,溶剂从粘合面挥发或被粘物自身吸收而消失,形成粘合膜而发挥粘合力,如氯丁橡胶、白乳胶。 化学反应型,一般是由多官能团的单体或预聚体,通过催化或加热而固化成胶膜如氰基丙烯酸酯。 热熔型,主要成分是热塑性聚合物。当加热时,它熔融呈流动性液体,浸润被粘物表面,冷却后即可固化,达到粘接,PE、PA。7.2 粘合剂的种类按应用分类1、按用途可分为机械、电子、建筑、航空航天粘合剂。2、按强度特征分为:结构型、非结构型、耐热型、耐寒型粘合剂等。3、按应用方法可分为:粘附型、压敏型、接触型、热熔型、喷雾型粘合

5、剂等。7.2 粘合剂的种类按化学类型分类有机粘合剂粘合剂合成粘合剂无机粘合剂热固性树脂粘合剂,酚醛、环氧热塑性树脂粘合剂,聚丙烯酸酯橡胶型粘合剂,氯丁橡胶动物粘合剂,骨胶植物粘合剂,淀粉天然粘合剂磷酸盐粘合剂硅酸盐粘合剂硼酸盐粘合剂7.2 粘合剂的种类类别热固性树脂粘胶剂主要品种脲醛胶酚醛胶改性酚醛胶三聚氰胺胶环氧胶改性环氧胶改性丙烯酸酯胶聚氨酯胶不饱和聚酯胶有机硅聚合物胶杂环高聚物胶简要用途胶合板,木屑板,木制品及家具高档胶合板,层压板,纱布,砂轮金属金属,金属非金属,层压板胶合板,贴面板金属金属,金属非金属,层压板,建筑胶金属金属,金属非金属,工程胶金属金属,金属非金属,厌氧胶,油胶金属金

6、属,金属非金属增强塑料耐高温胶,金属零件固定,电子元件胶耐高温金属结构胶,层压板热固性树脂粘合剂主要品种及其用途7.2 粘合剂的种类类别热塑性树脂粘胶剂主要品种氰基丙烯酸酯胶氯乙烯及其共聚物胶聚醋酸乙烯胶乙烯醋酸乙烯共聚物胶聚乙烯醇缩醛胶聚酰胺树脂胶聚氯乙稀和过氯乙烯胶聚丙烯酸酯胶简要用途金属小零件,橡胶制品,日用品胶软塑料制品木制品,建筑,包装木制品,织物,包装,装订,热熔胶安全玻璃,织物加工热熔胶,纸制品,玻璃聚氯乙稀制品压敏胶带热塑性树脂粘合剂主要品种及其用途7.2 粘合剂的种类类别橡胶粘胶剂主要品种氯丁橡胶粘合剂丁腈橡胶粘合剂丁苯橡胶粘合剂聚硫橡胶粘合剂硅橡胶粘合剂聚异丁烯粘合剂天然橡

7、胶及其改性物粘合剂热塑性弹性体粘合剂羧基橡胶粘合剂简要用途金属橡胶,塑料,织物金属织物,橡胶制品橡胶制品,压敏胶密封胶密封胶压敏胶,聚烯烃薄膜橡胶制品,压敏胶热熔胶,装订金属非金属橡胶粘合剂主要品种及其用途7.3 粘合剂的生产情况 我国从美国、日本、德国、韩国及台湾等国家和地区进口各类胶合剂和密封剂,主要有聚氨酯胶、聚氨酯密封胶以及密封结构胶、环氧树脂胶、高性能有机硅密封胶、高性能丙烯酸酯胶、汽车用PVC塑溶胶等。出口主要为聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯胶、丙烯酸压敏胶以及热熔压敏胶、a-氰基丙烯酸酯胶和厌氧胶等,从进出口贸易方面看,我国的胶合剂贸易逆差较大,主要是新型的、环保型的胶合剂及其原辅材料

8、更多的依赖于进口,我国出口的产品也主要是那些环保型产品,而那些职业危害严重的溶剂型、醛类粘合剂则主要在国内应用。7.4 粘合剂的污染情况由于胶粘剂的组分或者溶剂的化学品多是有机化学物,对环境和劳动者的健康危害十分严重。对居住环境也产生影响,居室征候群的发生可能与甲醛、甲苯、二甲苯或者增塑剂等挥发性有机物(VOC)有关。对人体健康的影响有: 皮肤损害:皮肤过敏,接触性皮炎;皮肤起水疱; 刺激作用:刺激眼睛、口、喉和鼻腔、呼吸道; 窒息:接触高浓度正己烷的工作场所,有发生窒息的可能性。 肺部疾患:接触正在粘结的某些无机绝缘材料的细尘或纤维有可能引起肺尘埃沉着病;长时间或吸入高浓度的混合的芳香族溶剂

9、和汽油蒸气,有可能发生肺水肿;吸入液态苯或者二甲苯,发生肺水肿、化学局部急性肺炎和出血的机会增加; 胃肠功能失调; 神经系统影响:吸入丙烯腈、环己烷、甲苯、二甲苯、1,1,1-三氯乙烷和三氯乙烯,会对中枢神经系统产生抑制,可能发生头痛、眩晕、动作失调、麻木和昏迷;正己烷能引起多神经病变;7.4 粘合剂的污染情况生殖毒性:接触有机卤溶剂的孕妇,可能发生自然流产或胎儿损害;肝脏损害:二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯乙烯可引起肝损害;心血管损害:二甲基甲酰胺能引起血压升高;造血系统损害:苯引起白细胞减少,再生障碍性贫血,甚至白血病;致癌性:已经证实苯致白血病;丙烯腈和丙烯酸乙酯为可疑的人致癌物;丙烯酰胺、

10、氯仿、二硝基甲苯、表氯醇、六氯乙烷、二氯甲烷、2-硝基丙烷为动物致癌物。7.4 粘合剂的污染情况第八章胶接技术8.1 胶接技术的定义胶接技术,是借助粘合剂将各种物件连结起来的技术。在产品制造与维修中,胶接如同焊接、铆接、螺接等方法一样,也是一种现代连结材料的方法。胶接接头,被胶接材料通过粘合剂进行连接的部位。8.2 胶接接头的形式胶接接头的结构形式很多。从接头的使用功能、受力情况出发,有以下几种基本形式。(1)搭接接头(lap joint):由两个被胶接部分的叠合,胶接在一起所形成的接头8.2 胶接接头的形式(2) 面接接头(surface joint):两个被胶接物主表面胶接在一起所形成的接

11、头(3) 对接接头(butt joint):被胶接物的两个端面与被胶接物主表面垂直(4) 角接接头(angle joint):两被胶接物的主表面端部形成一定角度的胶接接头8.2 胶接接头的形式接头胶层在外力作用时,有四种受力情况。8.2 胶接接头的形式拉应力:外力与胶接面垂直,且均匀分布于整个胶接面。剪切力:外力与胶接面平行,且均匀分布于胶接面上。剥离力:外力与胶接面成一定角度,并集中分布在胶接面的某一线上。劈裂力(不均匀扯离力):外力垂直于胶接面,但不均匀分布在整个胶接面上。为了简化分析,可把 和看做拉应力来处理8.3 胶接的基本过程理想的胶接是当两个表面彼此紧密接触之后,分子间产生相互作用

12、,达到一定程度而形成胶接键,胶接键可能是次价键或主价键,最后达到热力学平衡的状态。理想的胶接过程理想的胶接强度,可以在一些假定的前提下计算出来。因为没有考虑可能影响胶接强度的实际因素,所以理想的胶接强度比实际测得的胶接强度要大几个数量级。8.3 胶接的基本过程式中Z0是两相达到平衡时的距离;Wa为胶接功。 在温度和压力不发生变化的前提下,把两个已经胶接起来的相,从平衡状态可逆地分开到无穷远,彼此的分子不再存在任何相互作用的影响时,所消耗的能即为粘合能,也就是胶接力。 单位面积上所需的胶接力,称为理想胶接强度,以a表示: 0213916ZWaa8.3 胶接的基本过程 大多数聚合物的分子相互作用只

13、存在色散力,一般Z0 = 0.2 nm, Wa =10-5Jcm2,于是a 1500 MPa 如果分子相互作用力除了色散力,还包括氢键力,诱导力和化学键力的话,则值更要大得多。即使如此,这一计算出来的理想胶接胶接强度,也要比实际胶接强度大两个数量级以上。8.3 胶接的基本过程 实际的胶接,大多数都要使用粘合剂,才能使两个固体的表面结合起来。 聚合物处于高弹态时(未达熔融态),通过加压使两块聚合物紧密接触,通过界面上分子间的扩散,生成物理结点或分子相互作用引力,这时不需要粘合剂也可使聚合物胶接起来。但所需压力大,时间长,胶接强度不理想。实际的胶接过程 金属、无机材料不存在橡胶态,在固态的情况下,

14、即使加压、加热,也不可能实现胶接,只能依靠粘合剂来实现胶接。8.3 胶接的基本过程触,粘合剂分子通过自身的运动,达到吸附平衡。随后,粘合剂分子对被粘物表面进行跨越界面的扩散作用,形成扩散界面区。 在胶接过程中,由于粘合剂的流动性和较小的表面张力,对被粘物表面产生润湿作用,使界面分子紧密接8.3 胶接的基本过程 对高分子被粘物而言,这种扩散是相互进行的;金属或无机物由于受结晶结构的约束,分子较难运动,但粘合剂在硬化前,分子可以扩散到表面氧化层的微孔中去,达到分子的紧密接触,最后仍能形成以次价力为主的或化学键的胶接键。这就是胶接的基本过程。全过程的关键作用是润湿、扩散和形成胶接键。8.3 胶接的基

15、本过程胶接键 利用粘合剂粘接被粘物,最终的目的是形成具有一定强度能满足使用要求的胶接接头。润湿和扩散是胶接过程中出现的现象,其质量直接影响胶接键的强度。 粘合剂润湿被粘物并发生扩散,在界面上两种分子间产生相互作用,当分子间的距离达到分子作用半径的0.5nm以下时,会生成物理吸附键,即次价键。如表面发生化学吸咐,则生成化学键。8.4 影响胶接作用的因素 溶剂型粘合剂是通过溶剂的蒸发或扩散、渗透而固化; 热熔型粘合剂是通过降低温度而固化; 化学反应型粘合剂则是在一定的温度(通常是升温)下,通过内部产生聚合或缩聚反应而固化。粘合剂的固化或硬化方式8.4 影响胶接作用的因素 分子量 K M a 溶剂,

16、和浓度有关,良溶剂和不良溶剂 温度,随着温度的升高粘度下降。热熔胶的熔融粘度受温度的影响更为明显。2、粘度粘合剂使用时应保持较小的粘度,以利于润湿、铺展和均匀地分布到被粘物表面;但粘度过低,虽然利于润湿铺展,但也易于流淌,且内聚强度不会太高8.4 影响胶接作用的因素 溶剂型粘合剂的粘度如果太低,当溶剂蒸发时,收缩大,应力集中较严重,胶接强度反而降低。 热熔型粘合剂会因为和被粘物之间热膨胀系数的差别,冷却时引起应力集中。 讨论 粘合剂的粘度应当是随着胶接过程的推进而逐步升高,最终硬化或固化。粘合剂在低粘度状态时的时间久一点,可以增加接触的程度和胶接强度。从实用观点出发,绝大多数粘合剂至少应在几分

17、钟之内保持相当的流动性。8.4 影响胶接作用的因素 对大面积一次粘接时,则希望保持流动性的时间略长一点,以便顺利完成大面积的均匀涂胶。 一次粘接面较小的,则保持低粘度时间可短一点,如氰基丙烯酸酯类粘合剂,多用于小面积快速胶接,保持低粘度时间只需几秒或几十秒。粘合剂处于流动状态的时间,是胶接过程的重要参数之一,也是粘合剂控制适用期的重要因素。根据所要求的胶接水平,综合考虑粘合剂的粘度及保持流动性的时间很重要的。 粘合剂与基体之间的接触程度也受到表面能的影响。 液体粘合剂和高表面能固体之间的分子相互作用能,一般都超过液体分子本身的内聚能。 金属、金属氧化物和各种无机物都是高能表面,如与其接触的液体

18、或粘合剂的粘度很低,表面张力也低,则其接触角很小,可以自动润湿铺展,分子相互接触紧密,胶接强度可能高。3、表面能8.4 影响胶接作用的因素8.4 影响胶接作用的因素 许多极性的液体粘合剂和非极性聚合物,由于低能表面以及和液体粘合剂的极性不相匹配,形成的接触角大,胶接效果不好,胶接强度也不高。 实践证明,凡是液体或粘合剂表面张力低于基体表面张力,就会表现出良好的润湿铺展效果,并且分子接触比较紧密,意味着会出现较高的胶接强度。8.4 影响胶接作用的因素 非极性聚合物如聚乙烯和聚四氟乙烯的临界表面张力分别为s = 35.7、23.9 mNm,低于一般粘合剂的表面张力值(7833 mNm),所以润湿与

19、胶接的效果均不好。只有进行表面改性,提高表面能,才能满足胶接要求。4、弱边界层 边界层主要是指固体、液体、气体紧密接触的边缘部分,从物理角度看,通常是指流经固体表面最接近的流体层,对传热、传质和动量均有特殊影响,但没有独立的相,这一点和界面是有一定区别的。如边界层内存在低强度区域,则称为弱边界层。8.4 影响胶接作用的因素聚合过程所带入的杂质影响,如从聚合反应釜中掉进去的润滑油,这是低分子量的有机杂质;聚合过程未全部转化的残余低分子量尾料;加入的抗氧剂、增塑剂、紫外光吸收剂、润滑剂等低分子量助剂的影响;成型加工过程中带入的杂质,如脱模剂的影响;商品在贮存运输过程中,不慎带入的杂质。形成弱边界层

20、的原因8.4 影响胶接作用的因素8.5 胶接理论1、机械结合理论 该理论认为被粘物表面的不规则性,如高低不平的峰谷或疏松孔隙结构,有利于粘合剂的填入,固化后粘合剂和被粘物表面发生咬合而固定。 机械结合的关键是被粘物表面必须有大量的凹穴、槽沟、多孔穴等,当粘合剂涂布上去时,经过润湿、流动、挤压、铺展而填入这些孔穴内,固化后,就嵌定在孔隙中而紧密地结合起来,表现出较高的胶接强度。8.5 胶接理论如在ABS塑料上镀金属,镀前先用溶剂处理,使塑料表面产生大量微穴,然后沉积导电物质到微孔中,再进行电镀。 金属铝的胶接强度一般不太高,经HCl液或化学氧化液处理后,生成大量立体结晶构造,带有大量槽沟和微穴,

21、胶接强度有显著提高。钢带表面轧制的光滑面,直接的胶接强度并不高,经磷酸盐处理后,产生大量磷酸铁微孔,胶接强度明显提高。8.5 胶接理论 吸附理论认为,胶接是一种吸附作用,胶接产生的黏附力主要来源于粘合剂与被粘物之间界面上两种分子之间相互作用的结果,所有的液体固体分子之间都存在这种作用力,这些作用力包括化学键力、范德华力和氢键力。2、吸附理论8.5 胶接理论 吸附过程是粘合剂分子由布朗运动向被粘物表面移动,粘合剂分子的极性基团向被粘物的极性部分靠近,当粘合剂分子与被粘物分子间的距离小于0.5nm时,分子间就产生了范德华力或氢键力的结合。 根据吸附理论,如果粘合剂分子中极性基团的极性越大,数量越多

22、,则对极性被粘物的胶接强度就越高;极性粘合剂与非极性被粘物,由于分子间排斥,不利于分子的接近,不能产生足够的分子间力,所以胶接强度很小。8.5 胶接理论扩散理论认为,高分子材料之间的胶接是由于粘合剂与被粘物表面分子或链段彼此之间处于不停的热运动引起的相互扩散作用,使粘合剂与被粘物之间的界面逐步消失,形成相互交织的牢固结合,胶接接头的强度随时间的延长而增至最大值。3、扩散理论8.5 胶接理论 如果粘合剂是以溶剂的形式涂敷到被粘物表面,而被粘物表面又能在此溶剂中溶胀或溶解,则彼此间的扩散作用更为显著,其胶接强度就越高。因为粘合剂和被粘物间的相互扩散是产生胶接力的主要因素,胶接强度与它们的相容性有关

23、。 高分子材料之间的胶接可以分为同种高分子材料的自粘和不同种高分子材料的互粘。前者是同种分子间的扩散,后者是不同类分子的扩散。两种扩散的结果都会使粘合剂与被粘物分子交织在一起,从而形成牢固的结合。8.5 胶接理论该理论认为,胶接作用是由于粘合剂与被粘物之间的化学结合力而产生的,有些粘合剂能与被粘物表面的某些分子或基团形成化学键。化学键是分子中相邻两原子之间的强烈吸引力,一般化学键要比分子间的范德华力大一两个数量级,这种化学键的结合十分牢固。4、化学键理论8.5 胶接理论8.5 胶接理论双电层理论是将粘合剂与被粘物视作一个电容器。即当两种不同的材料接触时,粘合剂分子中官能团的电子通过分界线或一相

24、极性基向另一相表面定向吸附,形成了双电层。由于双电层的形成,粘合剂与被粘物之间就有静电力产生,从而产生了胶接力。5、静电理论(双电层理论)配位键理论认为,强的黏附作用来源于粘合剂分子与被粘物在界面上生成的配位键(氢键就是一种特殊的配位键)。胶接时,粘合剂涂覆在被粘物表面后,受被粘物表面的吸引,粘合剂开始润湿被粘物材料表面,同时胶黏剂分子向被粘物材料移动。在移动过程中,粘合剂分子中带电荷部分逐渐向被粘物材料带相反电荷部分靠近,当这两部分距离小于0.35nm时,就结合形成配位键。6、配位键理论8.5 胶接理论8.5 胶接理论生成配位键既需要有提供未共享电子对的一方,又需要有接受电子对的一方。就是说

25、比较理想的胶接应当是,当被胶接材料是电子供给体,而粘合剂是电子接受体,或者相反。如果在胶接中,粘合剂与被胶接材料均能提供电子对或均为接受电子对的一方,则胶接就很难成功。条件 聚四氟乙烯材料之所以难以胶接就是因为聚四氟乙烯可以提供电子对,而一般的粘合剂大多可提供电子对,这样两者都能提供电子对,胶接时不能产生配位键,这就是聚四氟乙烯难粘的原因之一。 环氧树脂之所以具有很好的胶接性,从最简单的分子结构看,它有4个氧原子2个苯环,从配位键机理分析,因为4个氧原子有8个配位能力很强的未共享电子对,还有2个具有共轭丌键体系的苯环。另外分子中没有大的烷基链构成位阻,这就使它成为胶接金属材料的佼佼者。8.5

26、胶接理论8.5 胶接理论 自1920年以来,人们已经提出了多种胶接理论。每种理论都有大量实验为依据,只是研究的角度、实验方法、实验条件各有不同,但目标都是为追求形成胶接现象的本质。另外,还有弱边界层理论、流变理论也在研究中,各种理论研究继续向纵深发展。总结性评价 吸附理论采纳了扩散理论,更加合理地解释了润湿、扩散、胶接键成键过程; 酸碱相互作用理论,本身就是吸附理论深化的发展,是胶接功的主要贡献部分; 化学键理论是从吸附理论衍生出来的,除了成键机理有其独特之处以外,其余都离不开吸附理论的基本内容; 静电理论吸取了酸碱相互作用给体与受体的观念,从而有了更进一步的发展。8.5 胶接理论8.5 胶接

27、理论 胶接是多种因素构成的,并具有协同关系。假设总胶接功是各理论胶接功的总合式中,W总为总胶接功;Wad为物理吸附功;Wab为酸碱相互作用功;Wc为化学键功;Wd为扩散功; We为静电作用功;Wm为机械功。W总 W ad W ab W c W d W e W m8.6 粘合剂研究的热点1. 环保压力日益加重,研究能取代一切污染环境的胶黏剂;2. 因为可以生物降解,不污染环境,天然粘合剂的改性研究将会加强;3. 胶接理论的深入研究,将目前的多种理论统一,形成胶接科学学说;4. 找出胶接强度的普适表达方式,实现胶接强度的无损检测;5. 开发可以直接胶接低能表面的粘合剂;6. 开发固化更快、效率更高

28、、成本更低、更节省材料、能源的粘合剂;7. 开发各种功能粘合剂,如:智能型粘合剂,耐高温有机粘合剂,微电子、IT产业用粘合剂等;8. 涂胶机器人的普及以及胶接自动化技术。8.6 粘合剂研究的热点 第九章粘合剂的主要品种9.1 天然粘合剂 植物粘合剂:包括树胶类(阿拉伯胶)、树脂类(松香树脂)、天然橡胶、淀粉类、纤维素类、大豆蛋白类、单宁类、木素类及其他碳水化合物制成的粘合剂。原料来源于天然物质制成的粘合剂称为天然粘合剂。天然粘合剂按天然物质的来源可分为植物粘合剂、动物粘合剂和矿物粘合剂。 动物粘合剂:包括甲壳素、明胶(皮胶、骨胶等)、酪蛋白胶、虫胶、仿声胶等制成的粘合剂。 矿物粘合剂:包括硅酸

29、盐、磷酸盐等制成的粘合剂。(1)原料易得,可以直接取自于大自然;(2)价格低廉;(3)生产工艺简单;(4)使用方便;(5)大多为低毒或无毒;(6)能够降解,不产生公害。天然粘合剂的特点9.1 天然粘合剂9.1 天然粘合剂-淀粉 最早将淀粉作为粘合剂使用的是埃及人,他们用含淀粉的粘合剂黏结纸草条,目前,淀粉作为粘合剂应用主要是在纸及纸制品中,如纸盒和纸箱的封糊、贴标签、平面上胶、粘信封、多层纸袋粘合等。淀粉是高分子碳水化合物,是由单一类型的糖单元组成的多糖,有直链淀粉和支链淀粉9.1 天然粘合剂-淀粉支链淀粉含量748072787381821006534直链淀粉含量262025222719180

30、3566淀粉种类玉米马铃薯小麦大麦高粱大米甘薯糯米豌豆(光滑)豌豆(皱皮)常见淀粉的直、支链淀粉含量(%) 直链淀粉是一种线型聚合物,通过分子内氢键的作用卷曲成螺旋型。这种紧密堆集的线圈式结构不利于水分子接近,故不溶于冷水。支链淀粉有许多支链,这些短链容易与水分子形成氢键,故支链淀粉易溶于冷水。变性淀粉氧化淀粉粘合剂酯化淀粉粘合剂接枝淀粉粘合剂9.1 天然粘合剂-淀粉9.1 天然粘合剂-纤维素类粘合剂 纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,是由许多吡喃型D葡萄糖基,在1-4位置上彼此以甙键联接而成的链状高分子化合物。结晶部分多,不溶于水,可酯化和醚化,生成多种衍生物。 用作粘合剂的纤维素醚类衍生物

31、主要有甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等。纤维素酯类衍生物主要有硝酸纤维素和醋酸纤维素。9.1 天然粘合剂-纤维素类粘合剂 甲基纤维素(MC):在冷水中有溶解能力,在热水中是不溶的。当温度升高时,甲基纤维素多半从水溶液中析出,或者是溶液发生胶凝现象。不同条件制备的各种醚化度的甲基纤维素,聚合度不同,在水中的溶解度也并不一致。水溶性产品作为粘合剂使用。 乙基纤维素(EC):是一种热塑性、非水溶性、非离子型的纤维素烷基醚。化学稳定性好,耐酸碱,电绝缘性和机械强度优良,具有在高温和低温保持强度和柔韧性等特性。作为纸、橡胶、皮革、织物的粘合剂。9.1 天然粘合剂-纤维素类粘合剂 硝酸

32、纤维素:又称纤维素硝酸酯,因酯化程度不同,其氮含量一般在10%14%之间。 含量高者俗称火棉,曾用于无烟及胶质火药制造。 含量低者俗称胶棉,它不溶于水,但溶于乙醇乙醚混合溶剂,溶液即为火棉胶。因火棉胶溶剂挥发后会形成一层坚韧薄膜,所以常用于瓶口密封、创伤防护及制造历史上第一个塑料赛璐珞。若在其中加适量醇酸树脂作改性剂、适量樟脑作增韧剂则成为硝化纤维素粘合剂,常用于纸张、布匹、皮革、玻璃、金属及陶瓷的粘接。9.1 天然粘合剂-纤维素类粘合剂炸药丙酮2.22.812.013.7甲醇、酯类、丙酮、甲乙酮 清漆、粘合剂2.02.311.212.2塑料、清漆乙醇1.82.010.511.1用 途溶 剂含

33、氮量/% 取代度(DS)纤维素硝酸酯种类9.1 天然粘合剂-纤维素类粘合剂 在硫酸催化剂存在下,用乙酸和乙酐混合液使纤维素乙酰化,然后加稀乙酸水解到所需酯化度的产物。 醋酸纤维素可用于配制溶剂型粘合剂,粘接眼镜、玩具等塑料制品。与硝酸纤维素相比,耐燃性和耐久性极好,但耐黏性、耐湿性和耐候性较差。 醋酸纤维素:又称纤维素醋酸酯。9.1 天然粘合剂-蛋白质粘合剂 蛋白质粘合剂主要包括动物胶(皮胶、骨胶和鱼胶)、酪素胶、血胶及植物蛋白胶(如豆胶)等几种。 蛋白质粘合剂除了皮胶、骨胶可不加成胶剂直接使用外,其他均需要在蛋白质原料中加入成胶剂,经调制后才能使用。9.1 天然粘合剂-蛋白质粘合剂(1)水:

34、溶解蛋白质。(2)氢氧化钙:提高胶接强度、耐水性及凝胶速度。蛋白质在氢氧化钙溶液中能生成蛋白质的钙盐,不溶于水,使蛋白质凝固。(3)氢氧化钠:促进蛋白质成胶。常用浓度为30%的水溶液。蛋白质在氢氧化钠溶液中能生成钠盐,溶于水。蛋白质粘合剂的组成9.1 天然粘合剂-蛋白质粘合剂(4)硅酸钠:增加胶液黏度,延长胶的适用期。(5)防腐剂:硫酸钠,氯化铜,硫化物。(6)改性剂:甲醛,三聚甲醛,糠醛等。提高耐水和耐腐性。9.1 天然粘合剂-单宁粘合剂 单宁是一种含有多元酚基的有机化合物,广泛存在于植物的干、皮、根、叶和果实中。主要来源于木材加工中树皮下脚料和单宁含量较高的植物。 单宁粘合剂是利用从植物的

35、皮、叶和果实中的抽提物与其他化工原料经加工而配制成的粘合剂。 单宁可以分为两大类,即水解类单宁和凝缩类单宁。9.1 天然粘合剂-单宁粘合剂 水解类单宁:是简单酚化合物如焦棓酚、鞣花酸等和糖的酯(主要是葡萄糖与棓酸和双棓酸生成的酯)的混合物。 凝缩类单宁:占世界单宁产量的90%,是由缩合度不同的类黄酮单体、碳水化合物以及微量的氨基酸和亚氨基酸按固定的结构方式构成的。凝缩类单宁在自然界分布较广,特别是在金合欢、白破斧木、铁杉以及漆树等树种的树皮或木材中大量存在。9.1 天然粘合剂- 单宁粘合剂6060时间/min3.03.0填料2540温度/1002.02.51002.02.5TF树脂30%苛性钠

36、多聚甲醛13.91009.25100树脂合成条件甲醛水TF-2TF-1粘合剂组成组分TF-2100TF-1100组分金合欢单宁将单宁、甲醛与水混合,加热,制得单宁树脂,然后加入固化剂和填料,搅拌均匀即得到单宁粘合剂,主要用于木材等的胶接。单宁粘合剂制备9.1 天然粘合剂- 木素粘合剂木素是木材的主要成分之一,由苯基丙烷单元所组成,其含量约占木材的2040%,仅次于纤维素。 木素很难从木材中直接提取,主要来源是纸浆废液,资源极为丰富。9.1 天然粘合剂- 木素粘合剂 针叶材木素中主要是愈疮木基丙烷结构单元,阔叶材和禾本科植物木素中主要是紫丁香基丙烷和愈疮木基丙烷结构单元。 愈疮木基丙烷结构中,芳

37、环上有游离的C5位,也即酚羟基的邻位,是能够进行反应交联的游离空位,也是木素可以作为粘合剂的主要依据。9.1 天然粘合剂- 木素粘合剂(1)利用木素酚羟基与甲醛作用获得类似酚醛树脂的聚合物。可与苯酚、间苯二酚等其他化合物并用,改进耐水性能。(2)将木素与环氧中间体配合,加入苯酐固化剂,可得到木素-环氧树脂粘合剂,性能与一般酚醛树脂相近。9.1 天然粘合剂- 阿拉伯胶粘合剂 阿拉伯胶(Arabic gum)也称金合欢树胶,是一种野生刺槐科树上流出的胶液。由于多产于阿拉伯国家而得名。 阿拉伯胶为白色至深红色硬脆固体,相对密度1.31.4之间,能溶于水及甘油,不溶于有机溶剂。9.1 天然粘合剂- 阿

38、拉伯胶粘合剂 阿拉伯胶主要由分子量较低的多糖和分子量较高的阿拉伯胶糖蛋白组成。多糖中包括D-半乳糖、L-阿拉伯糖、 L-鼠李糖和D-葡萄糖醛酸。阿拉伯胶的化学组成9.1 天然粘合剂- 阿拉伯胶粘合剂 阿拉伯胶分子量很大,但其溶解度却在各种多糖聚合物中居首位,是一种独特的亲水胶体。随着温度增加,溶解性增加,可以配制出含50%55%阿拉伯胶的溶液。 阿拉伯树胶粘合剂涂覆后,经干燥能形成坚固的薄膜,但脆性较大。加入增塑剂可增加韧性,常用的有乙二醇、甘油、聚乙二醇等,但干燥速度有所减慢。9.1 天然粘合剂-阿拉伯胶粘合剂组成 / 份2.0130配方淀粉水组成 / 份1002.52.0配方阿拉伯树胶氯化

39、钠甘油按配比称好,混合、搅拌、溶解至透明即可。可用于光学镜片的粘接、邮票上胶、商标标签的粘贴、食品包装的粘接和印染助剂等。阿拉伯树胶粘合剂典型配方以无机物,如磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硼酸盐、金属氧化物等为黏料配制成的粘合剂称为无机粘合剂。无机粘合剂的特点(1)耐高温,可承受1000或更高温度;(2)抗老化性好;(3)收缩率小;(4)脆性大,弹性模量比有机粘合剂高一个数量级;(5)抗水、耐酸碱性差。9.1 天然粘合剂-无机粘合剂9.1 天然粘合剂-无机粘合剂按固化方式可将无机粘合剂分为四类。(1)空气干燥型:如水玻璃、粘土等;(2)水固化型:如石膏、水泥等;(3)熔融型:如低熔点金属、玻璃粘合剂

40、等;(4)化学反应型:如硅酸盐、磷酸盐等粘合剂。无机粘合剂的类型9.1 天然粘合剂-无机粘合剂 固化剂主要包括:二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氢氧化铝、硼酸盐、磷酸盐等。 填料有氧化硅、氧化铝、碳化硅、氮化硼、云母等 硅酸盐类粘合剂胶接强度较高,可广泛应用于金属、玻璃、陶瓷等多种材料的胶接硅酸盐类粘合剂以碱金属以及季胺、叔胺等的硅酸盐为黏料,按实际情况需要适当加入固化剂和填料调和而成。9.1 天然粘合剂-无机粘合剂硅氟化物:硅化物:无机酸 :硼酸盐 :Na2SiF6 , K2SiF6Al2O3 SiO2H3PO4 , H3BO3KBO2 , CaB4O7Na2O nSiO2K2O nSiO2硅酸钠

41、硅酸钾金属氧化物: ZnO,MgO,CaO ,Al2O3金属氢氧化物:Mg(OH)2, Ca (OH)2 ,Al (OH)3金属粉末 :ZnLi2O nSiO2硅酸锂固 化 剂硅 酸 盐硅酸盐类粘合剂及其固化剂9.1 天然粘合剂-无机粘合剂 与硅酸盐类粘合剂相比,具有耐水性更好、固化收缩率更小、高温强度较大以及可在较低温度下固化等优点。 据考证,秦俑博物馆出土的秦代大型彩绘铜车马中,银件连接处就使用了无机粘合剂,其成分与现代的磷酸盐粘合剂基本相同。磷酸盐类粘合剂以浓缩磷酸盐为黏料的一类粘合剂,主要有硅酸盐-磷酸、酸式磷酸盐、氧化物-磷酸盐等众多品种。可用于胶接金属、陶瓷、玻璃等众多材料。9.1

42、 天然粘合剂-无机粘合剂Mg(OH)2, Ca (OH)2 ,Zn (OH)2 , Al (OH)3MgO SiO2B2O3, Al2O3 B2O3金属氢氧化物硅酸盐硼酸盐M2H2P2O7M4P2O7(MPO3)2焦磷酸盐三亚磷酸盐ZnO,MgO,CaO ,Al2O3,SiO2金属氧化物MH2PO4M2HPO4M3PO4正磷酸盐固 化 剂磷 酸 盐磷酸盐类粘合剂及其固化剂9.2 烯类高聚物粘合剂烯类高聚物粘合剂是以烯类高聚物作为粘料的一大类粘合剂。因烯类高聚物的种类不同,该类粘合剂有很多品种。9.2 烯类高聚物粘合剂聚乙酸乙烯酯乳液粘合剂 聚乙酸乙烯酯乳液粘合剂是以乙酸乙烯酯(VAc)作为单体

43、在分散介质中经乳液聚合而制得的,俗称白乳胶。 聚乙酸乙烯酯乳液问世于1929年,于1937年在德国实现工业化生产,特别是法本公司的W. StarckFrendeberg发明以聚乙烯醇(PVA)作保护胶体进行乙酸乙烯酯乳液聚合的方法,大大推动了PVAc乳液工业的进展。9.2 烯类高聚物粘合剂-PVAc粘合剂(1)对多孔材料如木材、纸张、棉布、皮革、陶瓷等有很强的粘合力;(2)能够室温固化,干燥速度快;(3)胶膜无色透明,不污染被粘物;(4)不燃烧,不污染环境,安全无害;(5)单组分,使用方便,清洗容易,贮存期较长,可达1年以上。优 点9.2 烯类高聚物粘合剂-PVAc粘合剂(1)耐水性和耐湿性差

44、。对冷水有一定的耐水性,但对温水的抵抗性极差;易吸湿,在湿度为65的空气中吸湿率为胶重的1.3%,而在湿度为96的空气中吸湿率则为3.5。(2)具有热塑性,耐热性差。缺 点 聚醋酸乙烯酯乳液的硬化是通过将水分蒸发到空气中以及被多孔性被胶接物吸收,在高于最低成膜温度MFT时,各乳胶粒子中的分子相互渗透,相互扩散,聚结为一体而成为连续透明的薄膜。PVAc粘合剂的硬化过程 MFT越高,结膜硬化速度越慢。如果硬化温度低于MFT,聚合物乳液中的水分挥发之后,则乳胶粒仍为离散的颗粒,并不能融为一体,不能形成有强度的胶膜,胶接产品就建立不起来胶接强度。聚醋酸乙烯酯乳液的MFT必须低于使用温度。9.2 烯类高

45、聚物粘合剂-PVAc粘合剂9.2 烯类高聚物粘合剂-PVAc粘合剂PVAc乳液的改性为了改善其耐热性和耐水性,一般采用内加交联剂和外加交联剂两种方法。这两种方法的基本出发点是使乳胶从热塑性向热固性转化。内加交联剂的方法即在制造聚乙酸乙烯酯乳液时,加入一种或几种能与乙酸乙烯酯共聚的单体,使之反应而得到可交联的热固性共聚物。在聚乙酸乙烯酯均聚乳液中,加入能使大分子进一步交联的物质,使聚乙酸乙烯酯的性质向热固性转化。常用作外加交联剂的物质有热固性树脂胶(如酚醛树脂胶、三聚氰胺树脂胶等。丙烯酸酯粘合剂是以各种类型的丙烯酸酯为基料,经化学反应制成的粘合剂。丙烯酸酯粘合剂类型很多,性能各异,主要有氰基丙烯

46、酸酯胶粘剂,第二代(反应性)丙烯酸酯胶粘剂,丙烯酸酯厌氧胶,丙烯酸酯类压敏胶,丙烯酸酯乳液粘合剂。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂第一代丙烯酸酯粘合剂(FGA)主要由丙烯酸系单体、催化剂、弹性体(丙烯腈橡胶或丁二烯橡胶等)组成。第二代丙烯酸酯粘合剂(SGA)从组成上讲与FGA基本相同,但是单体在聚合过程中会与弹性体发生化学反应。第三代丙烯酸酯胶黏剂(TGA)与SGA的主要区别是固化方式。 SGA靠与固化剂进行化学交联而固化;TGA靠紫外光或电子束照射引发自由基聚合而固化。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂 底涂型有主剂及底剂两个组分。 主剂

47、包含聚合物(弹性体)、丙烯酸酯单体(低聚物)、氧化剂、稳定剂等; 底剂中包含促进剂(还原剂)、助促进剂、溶剂等。反应性丙烯酸酯粘合剂的组成分为底涂型及双主剂型两大类。 双主剂型不用底剂,两个组分均为主剂,其中一个主剂中含有氧化剂,另一个主剂中含有促进剂及助促进剂。使用的氧化还原体系必须匹配且具有高效,这样才能室温快速固化,并达到固化完全。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂 丙烯酸酯单体(低聚物):甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸-羟乙(丙)酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等。 聚合物弹性体(提高胶层抗冲击、抗剥离性能):氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸

48、橡胶、ABS、MBS等。 稳定剂(提高胶液贮存稳定性):对苯二酚、对苯二酚甲醚、吩噻嗪、2,6-二叔丁基-对甲酚等 。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂 引发剂 :二酰基过氧化物(如BPO、LPO),过氧化氢类(如异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢等),过氧化酮类(如过氧化甲乙酮等)。 促进剂 (还原剂,加速固化反应):胺类(如,-二甲基苯胺,乙二胺,三乙胺等),硫酰胺类(如四甲基硫脲,乙烯基硫脲等)。 助促进剂(加速固化反应):有机金属盐(如环烷酸钴,油酸铁,环烷酸锰等。多用环烷酸钴) 溶剂:乙醇,丙酮,丁酮等。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂氰基丙烯酸酯粘合剂1947年,B. F

49、. Goodrich公司首次合成了氰基丙烯酸酯,但并不知道它具有胶接性。直到1950年,Eastman Kodak在鉴定其单体时,不小心把阿贝折光仪的棱镜粘在一起,才发现它是一种瞬间强力胶黏剂。 1958年,Eastman Kodak公司正式推出了世界上第一种胶Eastman 910。由于胶有快速发生胶接作用的特点,特别是它能胶接人体组织而引起人们的广泛注意。目前生产氰基丙烯酸酯胶黏剂中酯基主要有甲基、乙基、丙烯基、丁基、异丁基等。其中以乙酯(502胶)为主,占销售量的90%以上。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂氰基丙烯酸酯胶黏剂的制备工业上采用的方法是将氰乙酸酯与甲醛在碱性介质中进行

50、加成缩合得到的低聚物裂解成为单体,所得单体经精制后,加入各种辅助成分就得到-氰基丙烯酸酯胶黏剂。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂氰基丙烯酸酯粘合剂的组成 单体: 氰基丙烯酸酯(甲酯或乙酯) 增稠剂:单体的黏度很低,使用时易流淌,不适用于多孔性材料及间隙较大的充填性胶接,因此需要加以增稠。常用的有聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯、纤维素衍生物等。 增塑剂:改善固化后胶层脆性,提高胶层的冲击强度。邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。 稳定剂:阻止单体发生聚合。二氧化硫、对苯二酚。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂氰基丙烯酸酯粘合剂的特点 优点:单组分,无溶剂,使用方便;快

51、速固化,便于流水线生产;适应面广,对多种材料具有良好的胶接强度;电气绝缘性好,与酚醛塑料相当;无毒,能用于人体组织的胶接;耐药品性、耐候性、耐寒性良好。固化后胶层无色透明、外观平整。特别适合于工艺美术品、贵金属、装饰品、精密仪器、光学仪器的胶接。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂 缺点抗冲击性能差,尤以胶接刚性材料时更为明显。耐热性差,未经改性的产品只能在7080下使用。固化迅速,难用于大面积的胶接。若未加以增粘,难用于充填性胶接。贮存期较短,一般为半年左右。虽然对人体无毒,但对粘膜有一定的刺激性。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂 厌氧粘合剂是一类性能独特的丙烯酸酯类粘合剂。它是

52、一种单组分、无溶剂、室温固化液体粘合剂,是一种引发(金属可以起促进聚合的作用使粘接牢固)和阻聚(大量氧抑制引发剂产生游离基)共存的平衡体系。 它能够在氧气存在下时以液体状态长期贮存,隔绝空气后可在室温固化成为不溶不熔的固体。 由于粘合力强、密封效果好、使用方便,适合于生产线使用。目前多作为锁固密封胶,如用来锁固间隙较大的螺栓、做金属与玻璃之间的密封。丙烯酸酯厌氧粘合剂9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂丙烯酸酯厌氧粘合剂的组成厌氧型丙烯酸酯粘合剂是以甲基丙烯酸双酯为主体配以改性树脂、引发剂、促进剂、稳定剂等组成,还可根据需要添加其它助剂,如染料和颜料、增稠剂、触变剂等。单体是厌氧型丙烯酸酯

53、粘合剂的主要成分,约占总配比量的90%以上。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂(1)单体:各种分子量的多缩乙二醇甲基丙烯酸酯、环氧树脂甲基丙烯酸酯、多元醇甲基丙烯酸酯及小分子量的聚氨酯丙烯酸酯。(2)引发剂(5%):多用有机过氧化物如异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢等。(3)促进剂(0.55%):含氮化合物(N,N-二甲基苯胺),含硫化合物(如四甲基硫脲),肼类化合物(4) 助促进剂:亚胺和羧酸类应用最多、效果最好的是邻苯磺酰亚胺(即糖精)。(5)稳定剂(0.01%):氧、醌、酚、草酸等。(6)增稠剂:聚丙烯酸酯、纤维素衍生物等。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂压敏粘

54、合剂(PSA) :施力于被黏物即产生一层持久性黏膜的粘合剂,简称压敏胶。压敏胶可以长期不固化而保持其永黏性。丙烯酸酯压敏粘合剂压敏胶一般有橡胶型和合成树脂型两类,丙烯酸酯压敏胶属于合成树脂型。丙烯酸酯类压敏粘合剂是目前仅次于橡胶类,用得最多的压敏胶粘剂,它是丙烯酸酯单体和其它乙烯类单体的共聚 物。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂压敏胶的特点 优点(1)轻轻指压就能实现可靠的胶接;(2)几乎对所有的材料都有一定的胶接力;(3)能够重复使用;(4)不污染环境,不伤害人体,使用安全;(5)使用非常方便。 缺点(1)胶接强度不高;不能用于结构性胶接;(2)耐热性、耐久性、耐溶剂性较差。9.2

55、烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂丙烯酸酯压敏胶的组成 用于制备压敏胶的单体分为三类:(1)主单体:丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯等。酯基上的分子链越长,共聚物越柔软。(2)共聚单体:乙酸乙烯酯、丙烯腈等。(3)功能单体:甲基丙烯酸、丙烯酰胺、马来酸酐等。这些单体的不同组合,所制成的压敏胶Tg高低不同,性能各异。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂组分丙烯酸-2-乙基己酯丙烯酸丁酯乙酸乙烯酯甲基丙烯酸缩水甘油醚丙烯酸含量/质量份116.5112.512.51.257.5通过溶液聚合而成,经过涂布、烘干、成卷制成胶带。因为胶中含有交联单体,胶接力、耐久性都较好。丙烯酸酯压敏胶典型

56、配方9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂组分丙烯酸-2-乙基己酯丙烯酸丁酯+乙酸乙烯甲苯含量/质量份10080适量在BPO引发下,于7882 反应聚合,聚合完成后,用溶剂稀释到固含量39%。属于非交联性压敏胶,用于制作压敏标签、医用胶带等。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂热塑性弹性体压敏粘合剂 主要指以SBS和SIS为主体的压敏胶。SIS可看作两相结构,聚异戊二烯为连续相属软段;PS为分散相属硬段,Tg1=55 ,Tg2=100 ,因此, SIS比SBS更适合制作压敏胶。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂SBS、SIS热熔型压敏胶主要含有以下成分:(1)主黏料: SBS、SI

57、S弹性体;(2)增黏树脂:松香、萜烯等;(3)软化剂:机油、DBP等;(4)交联剂:硫磺、过氧化物等;(5)其他助剂9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂配方示例 SBS(或SIS):100份 增黏树脂:75125份 软化剂:4060份 防老剂:0.52份 混合溶剂适量 固含量20%40%9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂丙烯酸酯共聚乳液胶粘剂的单体一般为丙烯酸和它的C1C8的丙烯烷基酯,随着烷基链长的加长,均聚物逐渐变软,玻璃化温度降低,质地柔软,直到丙烯酸正辛酯后,由于烷基碳原子数的增加,出现侧链结晶倾向,聚合物变脆 。丙烯酸酯乳液型胶粘剂9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂

58、在丙烯酸酯类乳液胶粘剂中,共聚单体组成分三部分:第一部分为主单体,玻璃化温度低,赋予胶粘剂粘接性能,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯等; 第二部分为硬单体,玻璃化温度高,赋予胶粘剂内聚力,如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯、偏氯乙烯等; 第三部分为官能团单体,通过引入带官能团的单体,赋予胶粘剂反应性能,如亲水性、耐热性、耐水性、交联性等,以改善胶接性能,这类单体如丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯,二甲基丙烯酸乙二醇酯等。9.2 烯类高聚物粘合剂-丙烯酸酯粘合剂 在聚丙烯酸酯乳液型胶粘剂体系中,随着引发剂量的增加,聚合速率和转化率增加,剥离强度、分子量、稳定性

59、、内聚力和耐水性下降 。随乳化剂用量的增加,分子量、沉淀率、耐水性和剥离强度均下降,而稳定性却提高。 玻璃化温度不变时,聚合物的分子量对聚合物的初粘性及内聚力有很大的影响。分子量分布范围较宽,胶黏剂既有较好的初粘性又有较好的内聚强度。 交联剂的加入量对初始胶接强度的影响是先增大,然后下降;增粘树脂使初始胶接强度、剥离强度、剪切强度和黏度均增大。9.3 酚醛树脂粘合剂 酚醛树脂(PF树脂)是酚类与醛类在催化剂作用下形成树脂的统称。它是工业化最早的合成高分子材料。 酚类主要是苯酚、甲酚、间苯二酚、单宁等,醛类主要是甲醛、糠醛等。 用于胶黏剂的酚醛树脂通常是苯酚与甲醛经缩聚反应而得到的树脂。9.3

60、酚醛树脂粘合剂优点:1.优异的胶接强度;2.较好的耐热、耐老化性;3.能耐水、耐化学介质和耐霉菌,特别是耐沸水性能;4.尺寸稳定性好;5.电绝缘性能优良。缺点:1.脆性大;2.固化时间较长,固化温度高。酚醛树脂胶黏剂的特点9.3 酚醛树脂粘合剂酚醛树脂的合成原理 在酚醛树脂的合成中,根据原料的化学结构、酚和醛的用量(摩尔比)以及介质的pH值的不同,所生成的树脂有两种类型,即热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂。 热固性酚醛树脂是在碱性催化剂作用下苯酚与甲醛以摩尔比小于1的情况下反应制成。 热塑性酚醛树脂是在酸性催化剂作用下苯酚与甲醛以摩尔比大于1的情况下反应制成。9.3 酚醛树脂粘合剂 甲阶酚醛树脂

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