反应型和热熔型胶粘剂习题及答案

千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑聚丙烯酸酯类树脂胶粘剂1.丙烯酸酯类胶粘剂有哪些种类？分离有何特点？答：（1）按其组成来分丙烯酸酯胶粘剂、甲基丙烯酸酯胶粘剂、α-氰基丙烯酸酯胶粘剂。（2）按胶层形成特点分：非反应性丙烯酸酯胶粘剂：主要是以热塑性聚丙烯酸酯或丙烯酸酯与其它单体的共聚物为主体。胶接时靠溶剂或凝聚相的挥发及溶剂在被粘物中的蔓延和渗透而使胶层固化的——硬化，可用作压敏型胶、热熔型胶和接触型乳液胶等。反应性丙烯酸酯胶粘剂：以各种丙烯酸酯单体或分子末端具有丙烯酰基的聚合物作为主体的胶粘剂。胶接时靠化学反应而使胶层固化——固化，可用作瞬干胶、厌氧胶、光敏胶和结构胶。α-氰基丙烯酸酯胶粘剂俗称瞬干胶，其固化时光如何调节？使用和储存时有哪些需要注重的事项？答：α-氰基丙烯酯的碳碳双键上连有氰基与酯基两个带π键的吸电子基团，对碳阴离子有很强的稳定作用，因而水或弱碱的作用下，会疾驰发生聚合而固化。（物件表面或来自空气中的水份，更确切是水份所形成之氢氧离子，会使单体疾驰地举行阴离子聚合反应。）氰基丙烯酸酯在不同被粘体基材上的固化速度不一，这与基材的表面光洁度、极性或溶解度参数以及酸碱性（对单体聚合的催化作用）有关。被粘体的酸、碱性对固化速度影响较大。因为氰基丙烯酸酯的负离子固化是碱性催化的结果，酸性物质可起缓慢或阻聚作用，所以酸、碱性物质的存在可调节固化速度。为加速该胶粘剂的固化速度，当于酸性表面物体上应用时，可采用底涂剂（碱性）。现有1～3秒即基本固化的氰基丙烯酸酯商品。必须注重，固化速度过快，会导致胶层发脆。超速固化型瞬干胶仅在异常场合下被应用。α-氰基丙烯酸酯胶粘剂应用时须注重如下几个问题：1.不相宜大面积的粘接，用于迅速固定效果最好；2。属低粘度胶液，不能用于胶粘多孔材料；3.粘接金属、玻璃的耐水性不好，而粘接塑料、橡胶，或塑料、橡胶与金属粘接则有较好的耐水性；4.固化后的胶层为线型结构，能够溶于丙酮、甲苯、甲乙酮等溶剂，可用此主意清除成胶或拆开粘件；5.有一定的刺激性，环境要注重通风；6.对于肌肉和组织有良好粘合性，但对粘膜有一定的刺激性，但要防止接触皮肤，切勿溅入眼中。因为湿气会使氰基丙烯酸酯聚合，胶持久裸露在空气会导致它之后不能再用，因此储存是，需要把胶存放在一个不漏气的瓶子，并在瓶内放入硅胶凝体。3.α-氰基丙烯酸酯胶粘剂都有哪些产品？分离用于哪些领域？答：α-氰基丙烯酸酯胶粘剂主要有α-氰基丙烯酸高烷基酯类、α-氰基丙烯酸烷氧基酯类、触变性瞬干胶、触变性瞬干胶、医用瞬干胶、耐热性氰基丙烯酸酯等。(1)α-氰基丙烯酸高烷基酯类：随着碳原子数的增强，胶接强度下降，其单体的挥发性逐渐减小，白化现象也有所抑制，刺激性味也大幅度减少。（基丙烯酸烷氧基酯的较高蒸汽压，使单体具有丙烯酸型臭味；它可从未固化的胶层中气化，冷凝于胶缝表面附近呈白色雾状，污染被粘体，人们称此为“白化现象”。）(2)α-氰基丙烯酸烷氧基酯类：这类单体基本上无臭，蒸气压低得多，白化现象大幅度下降或甚至消除。在金属或橡胶上固化很快，在塑料上稍慢。已开辟出固化速度更快的改性品种，成本也有所降低（3）触变性瞬干胶：向α-氰基丙烯酸酯中参加聚甲基丙烯酸甲酯、有机硅或其它憎水剂处理过的气相二氧化硅，在球磨机中均一凝聚（预先加有对苯二酚、二氧化硫和癸二酸二辛酯），可制得无色透明、具有触变性的瞬干胶。该胶不仅可于垂直表面使用，且因减少了胶的飞溅和流动，免于污染被粘体和溅伤皮肤，增强使用安全性，其耐冲击强度和耐热性也得到改善。今用于印刷电路板、汽车工业等部件装配。（4）医用瞬干胶：氰基丙烯酸丁酯和辛酯等对人体无害，可用于皮肤、脏器、神经、肌肉、血管和粘膜等软组织的胶接，起到止血、吻合和栓塞作用。酯基的碳原子数多，韧性增大，聚合时聚合热显然下降，有利于眼、肝部位的应用。缺点是在体内降解速度级慢，用在两组织间妨碍组织愈合。医用瞬干胶大部分是α-氰基丙烯酸正丁酯、正辛酯。遇血液组织液后10～15秒固化（α-氰基丙烯酸正丁酯）。（5）耐热性氰基丙烯酸酯：如氰基丙烯酸烯丙基酯，侧链烯丙基在177℃下可举行第二阶段自由基交联反应。二次交联后的氰基丙烯酸酯胶层可耐120-150℃高温，短时光可耐200℃。将多官能羧酸的酸酐、硼化物参加氰基丙烯酸酯中，也有可能改善胶层的耐热、耐冲击等性能。

（6）高粘度氰基丙烯酸酯：氰基丙烯酸酯的粘度低是其优点，但不能胶接多孔性材料。将7%乙酰化羟丙基纤维素与93%α-氰基丙烯酸乙酯在40～60℃搅拌混合2-4小时，可举行增稠改性，制成的胶粘剂粘度为37Pa·s。4.制备丙烯酸酯乳液型压敏胶时，常常在乳液聚合阶段引入丙烯酸等不饱和单体，请问其作用是什么？答：制备丙烯酸酯乳液型压敏胶时，常常在乳液聚合阶段引入丙烯酸等不饱和单体，其作用是：可显著地提高胶粘剂的耐油性，耐溶剂性及粘接强度，并可改善乳液的冻融稳定性及对颜填料的润湿性，并可赋予聚合物乳液以减增稠特性。5.什么叫压敏胶？为什么丙烯酸酯类压敏胶的初粘性不如橡胶型压敏胶？如何提高其初粘性？答：1)压敏胶是一类具有对压力有敏感性的胶粘剂。普通压敏胶的剥离力<内聚力<粘基力。这样的压敏胶粘剂在使用过程中才不会有脱胶等现象的发生。剥离力：胶粘带与被粘表面加压粘贴后所表现的剥离力内聚力：压敏胶分子之间的作使劲粘基力：胶粘剂与基材之间的附着力2)初粘性和胶粘剂的表面张力、粘度和内聚力有关。通常胶粘剂的表面张力小，有利于润湿被粘物表面，初粘性好；胶粘剂的粘度高，且柔软，则初粘性好；另外胶粘剂的内聚力高，通常初粘性不好，但剥离强度（粘基力）高。丙烯酸酯类压敏胶的润湿性和内聚力都不利于其获得高初粘性。3)可以通过增强压敏胶的含胶量、增强软单体的比例或添加增粘树脂来改善其初粘性。6.什么叫厌氧胶？讲述其固化机理和储存方式。答：1）厌氧胶是利用氧对自由基阻聚原理制成的单组份密封粘和剂，既可用于粘接又可用于密封。它能够在氧气存在下时以液体状态持久储藏，当涂胶面与空气隔绝并在催化的情况下便能在室温迅速聚合而固化成为不溶不熔的固体。2）固化机理：厌氧胶黏剂是一种引发(金属可以起促进聚合的作用使粘接结实)和阻聚(大量氧抑制引发剂产生游离基)共存的平衡体系。厌氧胶中的引发剂、促进剂和助促进剂形成氧化一还原体系引发单体聚合，使厌氧胶即便在室温下也能迅速固化。不同引发体系的作用机理差别也较大，但都是自由基聚合反应。3）厌氧胶不能用金属、玻璃等不透气的容器盛装，而需用透气性（低密度聚乙烯）的容器中，并且最多只能装2/3瓶；厌氧胶应储藏在阴凉、干燥的地方，不能暴晒。异氰酸酯有哪些重要的化学反应？其反应特点是什么？双组份聚氨酯胶的配方组分及各组分的主要作用。单组份聚氨酯胶的固化原理有哪些？异氰酸酯胶粘剂在木材工业应用的意义？聚氨酯胶粘剂聚氨酯胶粘剂：普通来讲，以多异氰酸酯和聚氨基甲酸酯（简称聚氨酯）为主体材料的胶粘剂统称为聚氨酯胶粘剂。总结异氰酸酯的重要化学反应。异氰酸酯基（-NCO）的高度不饱和的结构，决定了它有较高的反应活性。按照Baken等人的异氰酸酯基团的电子共振理论，可以得出因为-NCO的共振奋用，使其电荷分布不匀称，产生了亲核中央和亲电中央。其电子共振结构表示如下：

1）氮碳氧原子的电负性顺序是O＞N＞C，所以氮原子和氧原子的电子云密度较大，表现为强的负电性，容易与亲电试剂举行反应。与此相反，因为两端强电负性原子的作用，使得碳原子的电子云密度降低，表现出较强的正电性，成为亲电中央。因此，二异氰酸酯异常容易和含有活泼氢原子的化合物举行反应。含活泼氢原子的化合物：醇、水，胺，羧酸2）NCO封闭反应NCO封闭反应是聚氨酯助剂方面的主要反应之一，主要应用在封闭型异氰酸酯固化剂和一些双组份类聚氨酯产品中，常用的封闭剂有苯酚、甲醇、乙醇、丙酮肟、己内酰胺、亚硫酸氢钠等。详细的相关封闭解封过程如下：3.异氰酸酯胶粘剂的固化机理。（见2中1）与活泼氢的反应）4.聚氨酯胶粘剂的结构对性能的影响。答：（1）聚酯型PU具有较高的强度、硬度、粘附力、抗热氧化性；（2）聚醚型PU具有较好的柔顺性，优越的低温性能，较好的耐水性；（3）对称性的二异氰酸酯（MDI）制备的PU具有较高的模量和撕裂强度；（4）芬芳族异氰酸酯制备的PU强度较大，抗热氧化性能好；（5）二元胺扩链的PU具有较高的机械强度、模量、粘附性和耐热性，且较好的低温性能。5.论述反应型聚氨酯胶粘剂制备过程中所用到的各种原料、助剂及其各自作用？答：原料:①异氰酸酯，②MDI，③PAPI，④1，6-己二异氰酸酯（HDI），⑤异弗尔酮二异氰酸酯（IPDI），⑥苯二亚甲基二异氰酸酯（XDI），⑦萘-1，5-二异氰酸酯（NDI），⑧甲基环己基二异氰酸酯（HTDI），⑨二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI），⑩四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI）。助剂：

①溶剂：调节聚氨酯胶粘剂的粘度，便于工艺操作，使用氨酯级溶剂

②催化剂：有机锡类（催化NCO/OH反应比催化NCO/H2O反应强），叔胺类催化剂（催化NCO/H2O反应有效）。催化剂可以降低反应活化能、加快反应速度、缩短反应时光和控制副反应。

③扩链剂和交联剂：含羟基或氨基的低分子量多官能团化合物与异氰酸酯共同使用时起扩链剂和交联剂的作用。

④稳定剂：抗氧剂、光稳定剂、水解稳定剂等改善胶粘剂的老化问题。

⑤填料和触变剂：填料改善胶粘剂的物理性能；触变剂在施胶过程中能控制胶液的流动性。

⑥偶联剂：改善聚氨酯胶粘剂对基材的粘结性。

⑦增粘剂：提高胶粘剂的初粘性和粘度。

⑧增塑剂：改善胶层硬度；应在不损失粘接强度的条件下增强柔韧性和伸长率。

⑨杀虫剂：防止微生物入侵；

⑩着色剂：将无机或有机颜料与多元醇混在一起制成糊状物，加到多元醇配方中，使胶粘剂着色。7.单组份聚氨酯胶的固化原理有哪些？答：单组份聚氨酯胶有湿固化型、封闭型、引入光或射线固化单体型、热熔型胶、压敏胶等。1）湿固化型：预聚体以—NCO为端基，遇空气中的潮气即和H2O反应生成含有—NH2的高聚物，并进一步与—NCO反应生成含有脲基的高聚物。2)封闭型：异氰酸酯是异氰酸酯与苯酚或其他羟基化合物反应生成一种具有氨酯结构，暂时封闭了活泼的异氰基的胶粘剂。封闭型异氰酸加成物在一定温度以上，反应逆向举行，恢复活性，粘接面接触加压即可固化。3）聚氨酯树脂结构中引入丙烯酸酯类单体，用发射线举行固化的聚氨酯胶粘剂，此类胶粘剂固化时光快，节约能量，提高粘接生产效率。4）热熔型聚氨酯胶粘剂，包括胶膜、胶带、粉末等，使用方便、无公害，冷却降低温度固化。5）压敏型聚氨酯胶粘剂，在压力作用下粘结。热熔型胶粘剂热熔胶粘剂：是一种无溶剂的热塑性胶，通过加热熔化，把熔融的热熔胶涂布在被粘物上冷却即固化，从而把被粘物胶合在一起。（或是一种无溶剂的热塑性胶，是通过加热熔融，冷却固化来实现胶接的）2.用于配制热熔胶粘剂的聚合物主要有哪些？各有何主要优缺点？答：用于配制热熔胶粘剂的聚合物主要有：聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）、乙烯及其共聚物、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、苯乙烯及其嵌段共聚物（SBS和SIS）。应用最多的是以乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂（EVA）、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。EVA的优点：凝结力大，熔融时表面张力小，对几乎所有材料都有热粘接力，具有良好的柔软性、加热流动性和耐寒性，耐药品性、热稳定性和电器性均优；加工性能良好。其缺点是高温性能不够好，强度低，不耐脂肪油等。乙烯—丙烯酸乙酯共聚物（EEA）的结构与EVA类似，但使用温度范围较宽：耐热性比EVA优良，热分解温度高30～40℃；低温特性比EVA更优良，玻璃化改变温度低10～15℃，低温暖性和耐应力开裂性强；极性比EVA低，对极性材料和非极性材料都有很好的胶接性，异常对聚烯烃这类非极性材料能发挥其独特的作用。聚乙烯（PE）：用于于热熔胶的聚乙烯由乙烯与少量α-烯烃或其他单体聚合而成。向聚乙烯中参加必须的增黏剂或微晶蜡、抗氧化剂等即成热熔胶。其粘接性能良好，价格低，易粘接多孔性表面等，但其机械强度较低。聚酯：作为热熔胶基体的聚酯普通是线形饱和聚酯，由二元羧酸和二元醇或醇酸缩聚而成。热塑性聚酯的熔点和玻璃化温度较高，所制得的热熔胶耐热性好；但粘接温度也较高，影响粘接工艺。与其他类型的热熔胶不同，聚酯型热熔胶是以共聚物单独使用，普通无需参加其他组分。聚酰胺（PA）：用作热熔胶的聚酰胺是由二元羧酸与二元胺缩聚、氨基酸缩聚或其他内酰胺开环缩聚而成。其优点是软化点范围窄，温度稍低于熔点就赶紧固化，耐油性和耐药性好。又因为分子中含有氨基、羟基和酰氨基等极性基团，因此对许多极性材料有较好的胶接性能。异常是在纺织品、电器和制鞋行业。3.热熔胶的主要成分及其作用是什么？答：热熔胶是由基料（主体聚合物）、增粘树脂（增粘剂）、蜡类、抗氧剂、填料和增塑剂等混合配置而成的。（1）基料（主体聚合物）：聚合物基体对热熔胶性能起关键作用，赋予其须要的胶接强度和内聚强度。并决定胶的结晶、粘度、拉伸强度、伸长率、柔韧性等性能。（2）增粘剂：增粘剂的主要作用是降低热熔胶的熔融粘度，提高其对被胶接面的湿润性和初粘性，以达到提高粘接强度，改善操作性能及降低成本的目的。此外，还可以调节胶的耐热温度及晾置时光。蜡类（粘度降低剂）：蜡类的主要作用是降低热熔胶的熔点和熔融粘度，改善胶液的流动性和湿润性，提高粘接强度，降低成本。（4）抗氧剂：抗氧剂的作用是防止热熔胶在长时光处于高的熔融温度下发生氧