纤维涂料胶黏剂

关于纤维涂料胶黏剂第1页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三3.2纤维纤维是指长度比直径大得多的柔韧的丝状物。合成纤维是由热塑性树脂在粘流温度以下，经过拉伸取向而制得的。纤维与塑料的区别不在于分子组成和结构，而是聚集态结构，它是分子链沿纤维轴向高度取向的。

合成纤维具有优良的性能，例如强度大、弹性好、耐磨、耐腐蚀、不怕虫蛀等。因而广泛地用于工农业生产和人们日常生活中。随着高科技的发展，现在已制造出很多高功能性（如抗静电、吸水性、阻燃性、渗透性、抗水性、抗菌防臭性、高感光性）纤维及高性能纤维（如全芳香族聚酯纤维、全芳香族聚酰胺纤维、高强聚乙烯醇纤维、高强聚乙烯纤维等）。

第2页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三纤维的分类第3页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三①细度：表示纤维粗细的指标，有以下3种表示方法：a.支数：单位质量（g）的纤维所具有的长度（m）。如1g重的纤维长100m，称100支。对于同一种纤维，支数越高，表示纤维越细，主要用于棉纤维。对不同纤维，因它们的密度不同，故它们的粗细不能用支数直接比较。b.纤度：指1000m长纤维所具有质量的克数。单位是特克斯（tex），简称特。如1000m长的纤维重5g，即纤度为5tex。纤维越细，，纤度越小。c.旦（denier）：9000m长的纤维所具有质量的克数称为“旦”，符号为D或d；如9000m长的纤维重3g，即为3d。纤维的主要性能指标第4页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三②断裂强度：单位纤度的纤维被拉断时所承受的最大力。单位为N/tex。③断裂伸长率（延伸度）：指纤维被拉伸至断裂，长度比原来增加的百分数，一般用ε表示④弹性模量（初始模量或杨氏模量）：指每单位纤度的纤维延伸原长的1%所需的负荷，单位是N/tex。弹性模量大的纤维尺寸稳定性好，不易变形，制成的织物抗皱性好，反之弹性模量小的纤维制成的织物容易变形。⑤回弹率将纤维拉伸产生一定伸长，然后除去负荷，经松弛一定时间后，测定纤维弹性回缩后的剩余伸长，可回复的弹性伸长与总伸长之比称之为回弹率。第5页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三⑥吸湿性：在标准温度和湿度（20±3℃,相对湿度65±3%）条件下纤维的吸水率。一般用回潮率（R）或含湿率（亦称含水率，M）两种指标表示。回潮率：纤维含水重量占纤维干重的百分比，即回潮率=(纤维湿重-纤维干重)/纤维干重含水率：纤维含水重量占纤维湿重的百分比，即含水率=（纤维湿重-纤维干重）/纤维湿重吸湿性低的纤维容易产生静电，给加工带来困难，而且易使织物吸尘。另外，吸湿性差的纤维制成织物，不易吸收人体排出的潮分，使人有闷热和潮湿的感觉。除上述性能指标外，还有许多反映纤维实用性能的指标，如耐磨性，耐热性，燃烧性，耐候性，染色性，电绝缘性，耐腐蚀性等。

第6页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三①为线性的可伸展的大分子链，没有庞大的侧基。使大分子链可沿纤维轴向进行有序排列，以赋予纤维较高的拉伸强度，延伸度和其他物理性能。②分子中有极性基团存在或链间有氢键结合，增加大分子链间的作用力，可提高纤维的强度和熔点，并对纤维的吸水性，吸湿性等都产生很大的影响。③高分子链立体结构具有一定规整性，使其形成最佳的超分子形态。即具有形成半结晶结构的能力，使高聚物成纤维后具有适合的结晶度，无定形区赋予纤维弹性、染色性、对各种物质的吸收性等重要性能。纤维的结构特征第7页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三④具有合适的分子量通常成纤聚合物的聚合度比塑料、橡胶低。一般纤维的物理机械性能随分子量的增大而提高，但最终达极限值，但随分子量增大纺丝的粘度大大增加，对纺丝和后加工不利，所以成纤高聚物的分子量有上限。成纤高聚物的分子量也有下限，低于此值时，就不可能制得强度和弹性好的纤维。此值与聚合物的化学结构有关，一般分子链间作用力大的，下限数值就低些。⑤较窄的分子量分布成纤高聚物的分子量分布对纤维性能影响很大。如采用多分散性的PET制得的纤维强度较低，断裂伸长率大，耐疲劳性低。缩聚型成纤高聚物，分子量多分散系数通常为1.5～3.0，而加聚型成纤高聚物，如聚丙烯则可达5～7。第8页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三多重原纤结构纤维是由线形大分子链排列，堆砌组成。其间有许多丝状结构，即为原纤结构，因其由各级微观结构组成，称多重原纤结构。它们通过分子间作用力相互结合而构成整根纤维单丝。基原纤：由几条线性长链分子互相平行结合而成的分子束。微原纤：由若干根基原纤平行排列而成的大分子束。原纤：由若干根微原纤依靠分子间作用力和穿越微原纤的横向连接，平行排列结合组成。大原纤：由若干根基本平行排列的原纤堆砌而成。较粗大，直径可达1～3μm。纤维的形态结构特征多重原纤的排列堆砌组合，使纤间必然存在松懈、缝隙、孔洞，以及大小不等、排列方式不同的晶区和非晶区，纤维的各种性能都与之相关，且在很大程度上取决于纺丝工艺条件。第9页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三表面形态化学合成纤维的表面形态取决于纤维品种，成型方法和纺丝工艺条件。合成纤维与天然纤维比，具有连续光滑和较规整的表面形态，对光线的反射比较均匀，因而表面具有明显的光泽。为获得消光或半消光纤维，可改变成型条件或进行后处理破环纤维的光滑表面，或在纺丝液中添加与成纤高聚物折射率不同的物质。例如在聚酯纤维中添加二氧化钛。化学纤维的表面形态对摩擦性，粘着性以及纺织加工性等有很大影响。第10页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三横截面形状---对其性能有很大的影响天然纤维的横截面形状棉花是天然卷曲的空心纤维，具有良好的保暖性和吸湿性；蚕丝横截面为三角形，使其具有柔和的光泽和舒适的手感；羊毛是多层鳞片的弯钩形，使其具有稳定的卷曲与优良的蓬松性和弹性。合成纤维成型一般采用圆形孔眼喷丝板，因此其横截面通常是实芯圆形，在弹性，光泽，手感，吸湿，透气，染色，回弹等性能上存在不足。为改善合成纤维的性质，采用非圆形孔眼喷丝板，可制造各种截面形状的，类似天然纤维形态结构的异形纤维、空心纤维及复合纤维等新型化学纤维，其性能有很大的改善。第11页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三异型纤维：三角形界面的纤维具有蚕丝般的柔和的光泽；多角形界面则能使纤维表面显示铝面般的光泽由于纤维表面积增大，增加了纤维的覆盖能力，使透明性减小。而特殊的截面形状也增大了纤维间的抱合力，提高了蓬松性，透气性，抗起球等性能。中空纤维：密度小，保暖性和蓬松性好，具有特殊光泽。复合纤维：将两种或两种以上不同的纺丝熔体和浓溶液，分别输入同一纺丝组件，在组件内适当部分会合，再经同一纺丝孔喷出而形成的纤维，又称为组合纤维。双组分的复合纤维按不同组分在横截面上的分布，可分为并列型复合纤维和皮芯型复合纤维。由于复合纤维的两组分遇沸水、蒸汽或热处理时收缩程度不同，使纤维产生三维空间的螺杆状稳定卷曲，具有高度的蓬松性、弹性和覆盖力，手感柔和，抱合好等优点。第12页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三纤维的加工：（1）纺丝熔融纺丝：将高聚物加热至熔融，经小孔压成细流，冷却后凝固而成。适用于加热熔融或转变为粘流态而不发生显著分解的聚合物。如涤纶、尼龙和丙纶。溶液纺丝：将高聚物溶解于溶剂中配制成粘稠溶液，经小孔压成细流，溶剂挥发后成型。适用于熔融时会发生分解的成纤聚合物。根据凝固方式分为湿法：进入凝固浴成丝析出。如腈纶、维纶和粘胶纤维。干法：从小孔压出的细流进入通热风的甬道中。如腈纶、维纶和氯纶。干(喷)湿(纺)法：压出细流先进入空气，再进入凝固浴。腈纶第13页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三液晶纺丝liquidcrystalspinning

：利用液晶高分子的特殊流变性，将溶/熔致性液晶聚合物溶液/熔体，经干喷-湿纺、湿纺或熔纺而成纤的纺丝方法。

工艺特点：纺丝的溶液或熔体是各向异性的液晶，刚性链聚合物大分子呈伸直棒状，有利于获得高取向度的纤维及大分子在纤维中最紧密的堆砌，减少纤维中的缺陷，从而大大提高纤维的力学性能，获得断裂强度和模量极高的纤维。聚对苯二甲酰对苯二胺(芳纶Keveler)硫酸溶液当浓度在11%左右时黏度最低，剪切变稀。此时纺丝具有高取向度的特性。抗张强度比普通纺丝法高两倍。第14页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三凝胶纺丝gelspinning：将浓度很高的聚合物溶液或塑化的凝胶，经喷丝孔定量挤出进入凝固浴形成凝胶丝，伴随溶剂蒸发聚合物固化成纤维的纺丝方法。针对高分子量聚合物，如UHMW-PE。乳液或悬浮纺丝emulsion

spinning

：适合于熔点高于分解温度的聚合物，如PTFE分散于PVA水溶液。相分离纺丝phaseseparationspinning

：采用高温下聚合物溶解，冷却后析出的溶剂制成纺丝液。一般适用于难以成纤或不宜熔纺的聚合物。如聚丙烯腈-水、聚2,6-二甲基对苯醚-己内酰胺、聚丙烯-萘/石蜡(50:50)、聚乙烯醇-尿素/硫脲/水(72:8:20)纺丝速度快，能制得特细纤维，高填料纤维。第15页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三反应纺丝reactionspinning

：由单体或预聚物形成聚合物的反应过程与成纤过程合二为一的工艺。当预聚体溶液细流挤入凝固浴时，与其中的扩链剂迅速反应，形成高聚物而固化成纤维，如聚氨酯弹性纤维，将含异氰酸酯基的预聚物纺入含水和二元胺扩链剂的凝固浴中。喷射纺丝：聚合物溶液从喷丝口压出后立即被周围高速气流喷吹形成细微短纤维，在电场作用下收集在捕集网上制得无纺布或毡布。用作过滤材料、复合材料。裂膜纺丝：利用聚合物薄膜有分裂成条的能力而纺丝的方法。如聚丙烯扁丝、扁带，制造绳索、包装带。电纺丝electro-spinning

：聚合物熔体或溶液在高压静电场作用下形成喷射流纺丝成形的方法。多用于纺制超细或具有纳米尺寸（直径）的连续纤维。第16页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（2）短纤维的后加工集束：将纺丝出的若干丝束合并成一定粗细的大股丝束，便于拉伸。牵伸：使大分子沿纤维纵向取向排列，增加分子堆砌密度和分子间作用力，使强度大幅度提高，一般牵伸4~10倍。卷曲：用卷曲机将丝束压挤成羊毛状卷曲形态，增加纤维抱合力，提高可纺性。上油：使纤维滑爽、柔软、抗静电。在编织工艺中不易断丝、起毛。热定型：调整内部结构，消除内应力，提高尺寸稳定性，降低沸水收缩率。切断、洗涤、干燥、打包第17页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（3）长丝的后加工拉伸-加捻：将纤维扭转，使单丝互相抱合，减少在纺织工艺中的断丝和紊乱，提高纤维的断裂强度。通常经拉伸加捻得到捻度为10~40捻/米，若要更高捻度则再进行复捻。络丝：在络丝机上将丝筒退绕至锥形纸管，形成双斜面宝塔形式，以便运输和纺织加工。弹力丝的加工腈纶、涤纶和锦纶等经过特殊的变形热处理可制得具有弹力的、保暖性的、蓬松的纤维。假捻法：加捻后热定型再解捻。膨体纱的加工

将两种收缩率不同的纤维混纺，再进行热处理，这时高收缩性的成为芯子，低收缩性的成为蓬松体。第18页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三聚酰胺纤维主要品种有锦纶6和锦纶66，均采用熔融纺丝制成。性能特点：强度高，弹性恢复能力大，耐磨性特别好;吸湿性比涤纶和腈纶好，染色性优于涤纶;耐碱而不耐酸，长期暴露在日光下其纤维强度会下降;具有热定型特性，能保持住加热时形成的卷曲变形。长丝可制成弹力丝；短丝可与棉、腈纶混纺，以提高其强度和弹性。除了在衣着和装饰品方面的应用外，还广泛用在工业方面如帘子线、传动带、软管等。尼龙(锦纶)--脂肪族聚酰胺第19页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三涤纶--聚对苯二甲酸乙二醇酯涤纶由聚对苯二甲酸乙二醇酯经熔融纺丝制成，是最挺括的纤维，易洗、快干、免熨。但透气性、吸湿性、染色性差，需化学接枝或等离子体表面处理引入亲水基团。吸湿性低，故其湿强度下降少，织物洗可穿性好；加工及穿着时静电现象严重，织物易起球，透气性和吸湿性差；聚酯纤维的力学性能优异，耐磨性好、强度高、延伸度适中、模量高、回弹性好，接近于羊毛；涤纶除耐碱性差以外，耐其他试剂性能均较优良；耐微生物作用，不受蛀虫、霉菌等作用，收藏涤纶衣物不需防虫蛀，织物保存较容易。作为民用织物及工业用织物都有广泛的用途。第20页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT纤维由对苯二甲酸和1,3-丙二醇的缩聚物经熔融纺丝制成，是美国ShellChemical公司于1995年研制成功的，商品名Corterra。PTT分子链比PET柔顺，所以具有：比涤纶和尼龙更优异的柔软性和回弹性；优良的抗褶皱性、尺寸稳定性和抗水解稳定性；良好的耐候性、易染色性及屏和障性，能经受γ射线消毒。是最有发展前途的通用合成纤维新品种。聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT纤维由PBT经熔融纺丝制成。有极好的柔软性和回弹性，特别适合制游泳衣、连裤袜、训练服、体操服、舞蹈紧身衣、弹力牛仔服、医疗绷带等弹性纺织品。第21页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三腈纶是丙烯腈(含量≥85％)与少量丙烯酸酯及第三单体(衣康酸)的共聚物。腈纶很像羊毛，故以人造羊毛著称。其主要特点是质轻保暖，染色鲜艳而牢固，防蛀，防霉，耐日晒。具有热弹性和极好的日晒牢度是腈纶最突出的优点。聚丙烯腈共聚物受热先分解而不熔融，只能采用溶液纺丝法进行纺丝。腈纶因蓬松，柔软，织物尺寸稳定性较好等特点，适用于制作编结毛线；腈纶因具有较强的耐污染，耐磨，耐洗和抗褶皱等性能，可代替部分羊毛制作毛毯和地毯等织物；聚丙烯腈纤维的压缩弹性恢复好，手感舒适，适合制作装饰植绒；腈纶第22页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三腈纶吸湿性较低，常与吸湿性较好的棉、毛或粘胶纤维混纺。与棉的混纺织物可用作衬衫、毛衣、运动衫及雨衣布等；与毛混纺纱线常用作针织衫、围巾、手套、袜子等；与粘胶纤维混纺的织物常作为春秋外套。腈纶耐候性和耐光性优良，可作为室外织物，如旗帜、滑雪外衣、猎装、船罩、船帆、炮衣、帐幕、窗帘等。腈纶经特殊处理后具有仿真丝和抗菌能力，作为运动鞋垫布，内衣裤等特别合适。聚丙烯腈中空纤维膜具有透析、超滤、反渗透、微过滤等功能，可用于混合流体的选择性分离，浓缩和净化等。如用于医用无菌水及超纯水的制造、污水处理和回用，用作人工肾，人工肝，血液透析超滤器，血液浓缩器。第23页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三

维(尼)纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的简称，由PVAc醇解得到聚乙烯醇，经溶液纺丝和热处理制成纤维，再经缩醛化制得，缩醛度控制在30～35％左右。维纶的性能和外观近似蚕丝；优点：吸湿性好，价格低廉；缺点：弹性较差，织物易皱；因皮层结构，不易染成鲜艳的颜色，热水收缩性较大。维尼纶---聚乙烯醇缩甲醛维氯纶：把聚乙烯醇与聚氯乙烯进行接枝共聚制得，兼备维尼纶强度高、吸湿性好，氯纶弹性好、耐燃等优点。且纤维无皮层结构，可用各种染色方法得到色彩鲜艳、色牢度大的织物。第24页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三采用熔融纺丝或裂膜纺丝。首要特点是具有很好的强度，能与高强力的聚酯、聚酰胺媲美；具有很好的耐磨性和弹性。相对密度为0.91，是目前所有化学纤维中最轻的一种。具有良好的耐腐蚀性，特别是对无机酸、碱都具有很好的稳定性。同时它不发霉、不腐烂、不怕虫蛀，但对有机溶剂的稳定性稍差。短纤维具有较高的蓬松性和保暖性。聚丙烯纤维的主要缺点是耐光性和染色性差，耐热性也不够好，吸湿性及手感差。丙纶---聚丙烯纤维第25页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三3.3胶粘剂胶粘剂：能把同种或不同种固体材料表面粘接在一起的物质。胶接：通过胶粘剂的粘接力使固体表面连接的方法，也称粘接。与焊接、铆接、榫接、钉接、缝合等连接方法相比，特点为：

可粘接不同性质材料，粘接面积大，尺寸稳定性好；可粘接异型、复杂结构和大型薄板部件，避免热/机械变形；表面光滑外观好，有利于提高空气动力学性能。对航空飞机、导弹、火箭等高速运载工具意义重大；粘合是面连接，粘结层可以很薄，不易产生应力集中，接头有良好疲劳强度；具有密封作用,减少湿气、空气及其它腐蚀性物质的腐蚀作用；加工速度快，成本低。第26页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三以富有粘性或弹性的天然或合成高分子化合物为基料，加入固化剂、填料、增韧剂、防老剂等组成的一种混合物。对一种具体的胶粘剂来讲，并不都需要这些组分，主要决定于胶接的性质和使用要求。（1）基料也称为基体，是胶粘剂的主要而必须的成分，通常是由一种或几种高分子化合物混合而成，要求具有良好的粘附性和润滑性。天然产物：糊精、蛋白质、鱼胶、骨胶、虫胶及天然橡胶等合成橡胶：丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、聚硫橡胶等合成树脂：环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚醋酸乙烯酯树脂等胶粘剂的组成第27页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（2）固化剂又称为硬化剂或熟化剂，使线型的胶粘剂分子形成网型或体型结构而固化，从而使胶粘剂产生胶接效果所需的热性能以及力学性能等。根据胶粘剂的使用要求及具体条件，不同胶粘剂体系有不同的固化剂，如常用的环氧胶粘剂采用胺类、酸酐类固化剂，而聚氨酯胶粘剂则采用氧、水等固化剂。（3）增韧剂作用是增加胶层的柔韧性、降低脆性、提高胶接头结构抗剥离和抗冲击性能。但一般来讲，同时也会使得胶粘剂的其它性能有所降低。活性增韧剂：参与胶粘剂的固化反应。惰性增韧剂：不参与胶粘剂的固化反应，与胶粘剂仅为机械混合，但与基体应有良好的相容性，一般为高沸点液体或低熔点固体物质，且用量不宜太多。第28页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（4）填料适当加入某些填料，可以改善胶粘剂的机械性能，降低胶粘剂产品的成本。填料名称作用石棉纤维、玻璃纤维、云母粉、铝粉提高抗冲击强度石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、玻璃纤维提高硬度和抗压性石墨粉、石英粉、二硫化钼、金刚砂提高抗磨性氧化铝粉、瓷粉、钛白粉提高粘度滑石粉、云母粉、瓷粉、玻璃纤维、炭黑提高耐热性银粉、铜粉、铝粉增强导电性铜粉、铝粉、铁粉增加到热性第29页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（5）稀释剂主要作用是降低粘度，便于涂敷施工，同时延长胶粘剂使用寿命。非活性稀释剂，俗称溶剂，不参与胶粘剂的固化反应。包括：丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯等活性稀释剂，既降低粘度，又参与固化反应，能克服因溶剂挥发不彻底而使胶粘剂性能下降的缺点。包括：环氧丙烷丙基醚、甘油环氧树脂、二缩水甘油醚等第30页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三胶粘剂的分类（1）按胶粘剂的基料类型分为树脂型、橡胶型和混合型。丁腈橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶酚醛-尼龙酚醛-环氧酚醛-氯丁酚醛-丁腈环氧-丁腈环氧-氯丁环氧-聚硫橡胶型混合型合成胶粘剂树脂型酚醛树脂脲醛树脂不饱和聚酯环氧树脂聚氨酯氰基丙烯酸酯聚丙烯酸酯聚乙酸乙烯酯聚乙烯醇酯聚酰胺热熔胶热固性热塑性第31页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（2）按胶粘剂的用途通用胶：有一定粘结强度，但不能承受较大的载荷和温度。如聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、橡胶类、虫胶、沥青等结构胶：具有较高强度和一定耐热性。如酚醛－缩醛、酚醛－丁腈、环氧－丁腈、环氧－尼龙、环氧－酚醛等特种胶：一般针对某种特殊的使用要求。如耐高温胶、耐超低温胶、厌氧胶、压敏胶、光敏胶、应变胶、导电胶、导磁胶、导热胶、防腐胶、密封胶等（3）按固化方式水基蒸发型、溶剂挥发型、化学反应型、热熔型和压敏型第32页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三胶粘剂的胶接机理胶粘剂之所以能牢固的胶接两个相同或不同的材料，主要是粘合力的作用，而粘合力又是由两个必需条件所组成：即胶与被胶物之间的粘附力和胶层的内聚力。

但粘附力的大小并不由粘附力和内聚力之和所决定，而是取决于两个力中最小的一个。第33页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（1）吸附机理该理论认为胶接作用是胶粘剂与被胶接物体分子在界面层上相互吸附而产生的。这种吸附力是由分子之间的相互作用力—次价力所产生的，因此也叫物理吸附。优点：吸附理论将胶接现象与分子间作用联系起来，能解释多数胶接现象。缺陷：不能解释以下现象剥离胶粘剂薄膜时所做的功要超过分子间作用力好几十倍；粘附力决定于剥离速度；高分子基体极性过大，反而胶接强度降低；第34页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（2）扩散理论该理论认为，在高聚物之间，特别是热塑性高聚物之间自粘或互粘是由于长链分子或它们的个别链段扩散所致，正是由于这种扩散使胶粘剂和被胶物质间形成牢固结合。可解释：胶接强度与接触时间，胶接温度、压力，胶层厚度有关。胶粘剂分子量越高越不利扩散。分子链的柔韧性增加，侧基减少，有利分子扩散，胶接强度也有增加。极性/极性和非极性/非极性聚合物间都具有较高的粘附力。缺陷：仅适用于高聚物之间的胶接，特别是热塑性高聚物之间的胶接。第35页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（3）静电理论该理论将被胶接材料和固化的胶粘剂层理想化为电容器，即在胶接接头中存在双电层，胶接力主要来自界面上双电层的静电引力。能解释:粘附力决定于剥离速度的特殊现象。无法解释：静电引力小（<0.04MPa）对胶接强度的贡献可忽略不计用炭黑作填料的胶粘剂及导电胶的胶接现象由两种以上互溶高聚物构成的胶接体系的胶接现象温度、湿度及其它因素对剥离实验结果的影响第36页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（4）化学键理论实验证明许多胶粘剂与被胶物之间有化学键的形成，如黄铜与硫化橡胶粘接时，黄铜表面会生成一层硫化亚铜，从而通过硫原子与橡胶分子紧密结合在一起。一些难粘材料如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等，表面经过氧化处理后能使胶接强度大大提高，都可以用该理论进行解释。（5）机械咬合理论任何表面看起来十分光滑的物体，实际上十分粗糙且凹凸不平，胶粘剂分子能渗透到这些凹凸深处，固化后能像小钩一样把胶粘剂和被胶接物体机械的连接在一起，故称之为机械咬合理论。对于大多数的金属物体的粘接，都适合利用该理论进行解释，这是为什么很多情况下都要对胶接表面进行人工打磨的原因。第37页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三胶粘剂粘接接头的机械强度除受其分子结构影响外，粘接工艺也是重要的影响因素，其中表面处理影响最大。胶粘剂的粘接工艺胶粘剂选择粘接头设计及机械加工表面处理上胶固化修整要达到良好粘接，必须满足：

胶粘剂要很好的润湿被粘物表面；

胶粘剂和被粘物之间存在较强的相互作用。第38页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三胶粘剂的选择正确选择胶黏剂，应考虑：被粘接材料的性质材料表面性状胶粘剂种类金属表面致密、坚硬、极性大强度高的热固性胶粘剂:环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、热熔胶、无机胶陶瓷、玻璃表面致密、坚硬、脆性大韧性好的室温固化热固性胶:环氧胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶木材、纸张、织物多孔易吸收应用粘度较大的环氧胶、白乳胶、脲醛胶、氯丁胶、热熔胶皮革、合成革细孔的极性易挠曲材料选用柔性或弹性胶粘剂:氯丁胶、聚氨酯胶橡胶弹性大，易挠曲环氧－酰胺胶、氯丁胶、聚氨酯胶、丁腈胶热固性塑料环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶热塑性塑料环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、氯丁胶、热熔胶PE、PP、PTFE非极性难粘接,需经表面处理提高表面自由能乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔胶或环氧胶第39页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三被粘接体应用的场合及受力情况粘接强度要求不高——非结构胶粘接强度要求高的结构件——结构胶耐热和抗蠕变——热固性树脂胶冷热交变频繁——韧性好的树脂－橡胶复合型胶耐疲劳——橡胶胶粘剂粘接过程有关特殊要求粘接效率和粘接成本粘接工艺过程的可操作性减少毒害，应用热熔胶、乳液胶、压敏胶等第40页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三胶粘剂的表面处理表面处理的目的：除去粘接表面污物和疏松层，提高被粘物表面张力，增加粘接的表面积。

溶剂脱脂：以丙酮、甲苯等清洗木材、纤维、纸张、皮革表面，以除去污物，改进胶粘剂的浸润性。

机械处理：增加被粘物表面粗糙度

化学处理：使金属表面形成致密、坚固、极性高的氧化膜，提高浸润性；使非/弱极性聚合物表面极化，产生极性基团，提高表面自由能和浸润性。

液相氧化、电晕放电、火焰处理、等离子体处理第41页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三常用胶粘剂介绍胶粘剂种类繁多，成份性能各异，成熟的配方有几百种之多。按基料种类不同常用胶粘剂：（1）环氧胶粘剂–万能胶环氧胶粘剂以环氧树脂为基体，另加固化剂、增塑剂、增韧剂、稀释剂、填充剂等组成，多用作结构胶粘剂。优点：拉伸强度、剪切强度高，耐蠕变固化收缩率低，选用适当填料可低至0.1-0.2%

耐腐蚀性好工艺性能好，通过配方调节，可实现低温低粘度固化电绝缘性能好，击穿电压高、体积电阻大等适应性强耐热性高、吸水性小，使用温度一般在-60～175℃缺点：性脆、耐冲击性能差、适用期较短第42页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（2）酚醛-丁腈胶粘剂即丁腈橡胶改性的酚醛树脂胶粘剂，结合了酚醛树脂和橡胶的优点，具有耐热性高、柔韧性好，粘合力强的特点，广泛的应用与金属、塑料和木材等多种材料。如粘接铝合金时，室温剪切强度在20MPa以上，200℃时仍能保持10MPa左右，-60℃抗剪强度在30MPa。（3）聚氨酯胶粘剂基料为聚氨酯材料，采用端基分别是分别是异氰酸基和羟基的俩各种低聚混合而成，在粘接过程中两者相互作用生成高聚物。特点是反应活性高，宜常温固化；胶膜坚韧，耐冲击、扰区性好，剥离强度高；有良好的耐超低温性、耐油和耐磨损性好。但是耐热性较差。第43页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（4）丙烯酸酯类胶粘剂用的最多是α-氰基丙烯酸酯胶粘剂，由于分子中含有氰基和羰基，在弱碱性催化剂或水分作用下极易聚合生成聚合物，因此也叫瞬/快干胶。（5）聚醋酸乙烯及其共聚物胶粘剂是热塑性胶粘剂中产量最大的品种，具有使用方便，价格低廉的特点，可分为溶液型、乳液型和共聚物型三种。溶液型：由醋酸乙烯单体在溶液中进行溶液聚合直接制得，也可将聚合度为500-1500的聚醋酸乙烯酯溶解于丙酮、醋酸乙酯、甲苯或无水乙醇中配成溶液制得。乳液型：乳液法聚合制得，在聚合乳液中加入增塑剂、填料、溶剂或增稠剂即可制得各种需求的胶粘剂。均聚醋酸乳液胶粘剂即是常用的白胶或白乳胶，价格低廉，对纤维素材料及多孔性材料有优良的粘接强度。第44页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三共聚型：指由醋酸乙烯与其它共聚单体共聚制得的乳液，通过共聚内增塑增加胶粘剂韧性，或引入交联基团来提高耐水性、耐热性，扩大应用面。

主要品种包括：醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液。（6）热熔胶粘剂以不含溶剂或水的热塑性聚合物为基材的固体胶粘剂，受热时可熔融而与被粘物粘接，冷却后固化。

包括EVA、无规丙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚酯热熔胶。具有固化快、低公害、使用方便的特点，广泛应用于书籍装订、包装等领域。第45页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三（7）厌氧胶

在氧气存在下（阻聚）以液体状态长期贮存，一旦隔绝空气很快固化而起粘接或密封作用的胶粘剂。厌氧胶是单组分液体胶粘剂，主要由单体（甲基丙烯酸酯类）、引发剂（BPO）和促进剂（N,N-二甲基苯胺）组成。主要作用：螺栓紧固防松；密封防漏；固定轴承；胶粘剂选择应考虑的因素：粘接对象；受力情况；高低温环境；潮湿环境；固化工艺。第46页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三3.3涂料涂料的含义与作用

涂料是指涂敷在物体表面，起保护、装饰作用，或赋予特殊功能的一类成膜物质。最早由植物油和天然树脂熬炼而成，因而称为“油漆”。

防腐蚀作用装饰与色标作用第47页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三组成原料主要成膜物质油料动物油：鲨鱼肝油、带鱼油、牛油等植物油：桐油、豆油、蓖麻油等树脂天然树脂：虫胶、松香、天然沥青等合成树脂：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸、环氧、聚氨酯、有机硅次要成膜物质颜料无机颜料：钛白、氧化锌、铬黄、铁黄、铬绿、炭黑等有机颜料：甲苯胺红、酞青蓝、耐晒黄等防锈颜料：红丹、锌铬黄、偏硼酸钡等体质颜料滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等辅助成膜物质助剂增塑剂、催干剂、固化剂、稳定剂、防霉剂、防污剂乳化剂、润湿剂、防结皮剂、引发剂等挥发物质溶剂（稀释剂）石油溶剂、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、松节油、环戊二烯、醋酸乙酯、丙酮、环己酮、丁醇、乙醇等涂料的组成涂料是一种多组分体系，主要由成膜物质、颜料及溶剂（或稀释剂）组成。涂料的组成与原料如表所示：第48页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三成膜物质成膜物质也称基料，是涂料最主要的组分，其性质对涂料性能（保护性能、力学性能）起主要作用，有下列要求：成膜物质应能溶解于适当溶剂，具有明显结晶的聚合物不适合，且易使漆膜丧失透明性，使聚合物软化温度提高；成膜物质必须与物体表面和颜料具有良好结合力；涂料用聚合物的平均分子量较低；成膜物质分两类：转化型或反应型成膜物质---植物油或具反应活性的低聚物、单体。涂布后在一定条件下聚合，形成坚韧膜层。非转化型或挥发型成膜物质---溶解或分散于液体介质中的线形聚合物。涂布后液体介质挥发形成膜层。第49页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三颜料主要起遮盖、赋色和装饰作用；对表面起抗腐蚀保护作用；有些还有增强、赋予特殊性能、改善流变性能、降低成本的作用。溶剂对成膜物质的溶解能力决定漆液的粘度和贮存稳定性；溶剂的挥发性极大影响涂膜的干燥速度、结构和外观；溶剂的挥发形成大气污染，需考虑其安全性和对人体毒性。溶剂第50页，讲稿共56页，2023年5月2日，星期三涂料的分类与命名（1）涂料的分类按成膜机理：转换型(反应型)、非