湘潭大学高分子材料课件-结构与性能-胶黏剂讨论

湘潭大学高分子材料课件-结构与性能--胶黏剂讨论by什么是胶黏剂粘合剂胶黏剂是一种物质，用于粘合两种或多种材料，形成牢固的连接。固化胶黏剂通常通过化学反应或物理变化而固化，形成坚固的连接。应用广泛胶黏剂应用于各种行业，包括建筑、汽车、航空航天和电子。胶黏剂的主要组成聚合物胶黏剂的核心，提供粘接性能。固化剂控制胶黏剂固化过程，决定最终性能。填料增强机械性能，降低成本。助剂改善加工性能，提高稳定性。聚合物的结构与性能聚合物是构成胶黏剂的重要组成部分，其结构和性能对胶黏剂的性能起着至关重要的作用。聚合物的结构包括分子量、分子链结构、官能团等。这些结构特征决定了聚合物的物理性质和化学性质，如粘度、强度、弹性、耐热性、耐溶剂性等。例如，高分子量的聚合物通常具有较高的粘度和强度，而低分子量的聚合物则具有较低的粘度和强度。此外，聚合物的分子链结构也会影响其性能，例如线性聚合物具有良好的柔韧性，而交联聚合物则具有较高的强度和硬度。胶黏剂中聚合物的作用粘合力聚合物是胶黏剂的主要成分，其分子结构决定了胶黏剂的粘合力。聚合物分子链之间的相互作用，如范德华力、氢键和偶极力，以及聚合物与基材之间的相互作用，共同构成了粘合力。柔韧性聚合物赋予胶黏剂一定的柔韧性，能够承受一定的拉伸和弯曲应力，防止胶黏接头因外力而破裂。耐热性聚合物还能影响胶黏剂的耐热性，选择合适的聚合物可以提高胶黏剂在高温环境下的使用寿命。胶黏剂中固化剂的作用固化剂能够控制胶黏剂的固化速度和时间，确保胶黏剂在合适的条件下固化。固化剂能够增强胶黏剂的强度和耐热性，使胶黏剂具有更好的性能。固化剂能够促进胶黏剂的交联反应，形成更坚固的结构，提高胶黏剂的粘接强度和耐化学性。胶黏剂中填料的作用降低成本填料可以降低胶黏剂的成本，特别是当使用价格昂贵的树脂时。改善性能填料可以改善胶黏剂的机械性能，如强度、硬度和耐磨性。提高加工性能填料可以改善胶黏剂的加工性能，如流动性、粘度和固化速度。胶黏剂中助剂的作用提高固化速度，缩短工艺周期改善粘度和流变性，增强涂布性能提高耐热性，耐水性，耐化学品性能热固性胶黏剂不可逆固化热固性胶黏剂在固化后形成不可逆的交联网络，无法重新熔融或溶解。高强度由于形成的交联网络，热固性胶黏剂通常具有高强度、高耐热性和高耐化学性。广泛应用热固性胶黏剂广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。热熔性胶黏剂操作简单热熔胶粘剂在使用时只需加热即可，操作简单方便。快速固化热熔胶粘剂固化速度快，能够快速粘合，提高工作效率。环保安全热熔胶粘剂通常不含溶剂，环保且安全。压敏性胶黏剂特点无需加热或溶剂即可粘接。只需轻微的压力，就能产生足够强的粘合力。应用广泛应用于标签、胶带、保护膜、医疗用品等领域。水性胶黏剂环保水性胶黏剂以水为溶剂，挥发性有机化合物(VOC)排放低，环保性高。安全水性胶黏剂不含易燃易爆的溶剂，操作安全。用途广水性胶黏剂可用于木材、纸张、纺织品等多种基材，应用范围广。溶剂型胶黏剂溶剂挥发溶剂型胶黏剂主要通过溶剂挥发来固化。固化速度快固化速度较快，常温下即可固化。应用广泛广泛应用于木工、家具、鞋业等领域。反应型胶黏剂化学反应反应型胶黏剂在固化过程中会发生化学反应，形成牢固的粘接。高强度由于化学反应的固化，反应型胶黏剂通常具有较高的强度和耐热性。应用广泛反应型胶黏剂广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。胶黏剂与基材的相互作用1物理吸附胶黏剂与基材之间通过范德华力、氢键等弱相互作用力进行结合，形成物理吸附。2化学键合胶黏剂与基材之间通过化学反应形成化学键，例如共价键或离子键。3扩散胶黏剂分子渗透到基材表面，形成相互交织的结构。4机械咬合胶黏剂填充到基材表面凹凸不平的部位，形成机械咬合。胶黏剂的表面性能表面张力胶黏剂的表面张力影响其润湿性和与基材的粘附力。表面能表面能反映了胶黏剂表面分子之间的相互作用力。表面粗糙度胶黏剂的表面粗糙度影响其与基材的接触面积和粘附强度。粘度与流变性粘度流体抵抗剪切变形的能力流变性流体在不同应力或应变条件下的流动行为胶黏剂的固化过程1交联形成三维网络结构2物理变化如溶剂挥发、冷却3化学反应如聚合、交联胶黏接头的强度胶黏接头的强度是一个重要的性能指标，它反映了胶黏剂将两个基材粘接在一起的能力。胶黏接头的持久性1000小时5年10年胶黏接头的持久性是指胶黏接头在各种环境条件下保持其性能的能力，例如温度、湿度、化学物质和机械应力等。胶黏接头的持久性通常用其使用寿命来衡量，例如1000小时、5年或10年等。胶黏接头的持久性取决于多种因素，包括胶黏剂的类型、基材的性质、胶黏工艺以及环境条件等。胶黏剂的失效机理粘接强度下降由于环境因素或机械应力导致的胶层内部或胶接界面处产生的裂纹、空隙或剥离。化学降解胶黏剂与环境中的水分、氧气或其他化学物质发生反应，导致其化学结构发生改变，从而降低其粘接强度。热降解高温环境会加速胶黏剂的降解，导致其粘接强度下降。例如，长期处于高温或阳光照射下。胶黏剂性能的测试方法拉伸强度测试测量胶黏接头在拉伸负荷下的抗拉强度，评估胶黏剂的抗拉强度。剪切强度测试评估胶黏剂在剪切负荷下的抗剪强度，模拟实际应用中的剪切力。剥离强度测试测量胶黏剂从基材上剥离所需的力，反映胶黏剂的粘附力。冲击强度测试评估胶黏接头抵抗冲击力的能力，模拟冲击载荷下胶黏剂的性能。热固性胶黏剂的应用航空航天用于制造飞机机身、机翼和尾翼，以及航天器的结构部件，要求具有高强度、耐高温和耐腐蚀性能。汽车制造用于汽车车身、底盘和内饰的粘接，要求具有高强度、耐冲击和耐候性。电子电气用于制造电子元件、电路板和手机等电子设备的粘接，要求具有高强度、耐高温和绝缘性能。建筑工程用于建筑结构的粘接，要求具有高强度、耐水性和耐久性。热熔性胶黏剂的应用包装行业热熔胶在包装行业中应用广泛，用于封箱、封袋、标签粘贴等。鞋业热熔胶用于鞋子的粘合，如鞋底与鞋面的粘合，鞋帮与鞋垫的粘合。家具行业热熔胶用于家具的组装，如木板的粘合，饰面的粘贴。压敏性胶黏剂的应用标签和贴纸广泛应用于食品、药品、日用品等领域。封口胶带用于包装、封箱、固定等。医用敷料用于伤口护理、固定绷带等。水性胶黏剂的应用纸制品水性胶黏剂在纸张、纸板、纸箱等纸制品领域得到广泛应用，例如粘合纸箱、纸袋、标签等。家具水性胶黏剂可用于木材、人造板材的粘合，例如制作木家具、木地板等。涂料水性胶黏剂可作为涂料中的粘合剂，用于墙面、家具等表面的涂层。溶剂型胶黏剂的应用广泛应用于溶剂型胶黏剂广泛应用于各种领域，如木工、家具、鞋类、皮革、包装等。优点溶剂型胶黏剂具有良好的粘接强度、快速干燥、操作简单等优点，在一些需要快速固化和高粘接强度的场合具有优势。缺点溶剂型胶黏剂存在一定的安全隐患，挥发性有机化合物会对环境造成污染，且对人体健康也有不利影响。反应型胶黏剂的应用航空航天用于飞机、火箭和卫星等结构的粘接和修复，以确保其高强度和耐久性。风能产业用于风力涡轮叶片等大型结构的粘接和修复，以提高效率和降低维护成本。汽车制造用于汽车零部件的粘接，例如车身、车门、保险杠等，以提高轻量化和安全性。新型高性能胶黏剂随着科学技术的发展和社会经济的进步，对胶黏剂提出了更高的要求，例如耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐老化、耐疲劳、耐冲击、高强度、高模量、高韧性、高粘接强度、环境友好型等。近年来，新型高性能胶黏剂的研发取得了重大进展，如。耐高温胶黏剂，如聚酰亚胺胶黏剂、硅酮胶黏剂、环氧树脂胶黏剂等。耐低温胶黏剂，如聚氨酯胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂等。耐腐蚀胶黏剂，如酚醛树脂胶黏剂、呋喃树脂胶黏剂等。高强度胶黏剂，如环氧树脂胶黏剂、聚酯树脂胶黏剂等。高模量胶黏剂，如环氧树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂等。绿色环保型胶黏剂随着人们对环境保护的意识不断提高，绿色环保型胶黏剂的研发和应用越来越受到重视。这类胶黏剂主要采用生物基材料、可再生资源和无毒无害的化学物质制备，具有低VOCs、可生物降解