膠粘劑 粘結(jié)劑 分類(lèi) 粘結(jié)機(jī)理PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 膠粘劑膠粘劑 粘結(jié)劑粘結(jié)劑 分類(lèi)分類(lèi) 粘結(jié)機(jī)理粘結(jié)機(jī)理 特性：一種媒介，其功能是使兩個(gè)單獨(dú)的物 質(zhì)粘結(jié)成一個(gè)整體物質(zhì)，該整體物質(zhì)所具 備的獨(dú)特性能是單獨(dú)物質(zhì)所不具備的。 第1頁(yè)/共150頁(yè) 第2頁(yè)/共150頁(yè) 6.1.2 歷史沿革 第3頁(yè)/共150頁(yè) 2. 兩千年前的秦朝用糯米漿 與石灰作砂漿粘合長(zhǎng)城的 基石，使萬(wàn)里長(zhǎng)城成為中 華民族偉大文明的象征之一 。 第4頁(yè)/共150頁(yè) 秦俑博物館中出土的大型彩繪秦俑博物館中出土的大型彩繪銅車(chē)馬銅車(chē)馬的制造中，用了的制造中，用了 磷酸鹽磷酸鹽無(wú)機(jī)膠黏劑。無(wú)機(jī)膠黏劑。 第5頁(yè)/共150頁(yè) 第6頁(yè)/共150頁(yè) 第7頁(yè)/共150頁(yè) 內(nèi)飾裝配粘接：內(nèi)飾

2、裝配粘接： 頂棚，車(chē)門(mén)內(nèi)護(hù)板，頂棚，車(chē)門(mén)內(nèi)護(hù)板， 地毯，擋風(fēng)玻璃等。地毯，擋風(fēng)玻璃等。 第8頁(yè)/共150頁(yè) 汽車(chē)結(jié)構(gòu)件粘接：汽車(chē)結(jié)構(gòu)件粘接： 發(fā)動(dòng)機(jī)中罩與前后發(fā)動(dòng)機(jī)中罩與前后 加強(qiáng)梁，通常用加強(qiáng)梁，通常用改改 性環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑性環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑 第9頁(yè)/共150頁(yè) 粘接使用的部件由粘接使用的部件由 原來(lái)機(jī)內(nèi)裝飾、非原來(lái)機(jī)內(nèi)裝飾、非 結(jié)構(gòu)件、發(fā)展到結(jié)結(jié)構(gòu)件、發(fā)展到結(jié) 構(gòu)件、受力件，甚構(gòu)件、受力件，甚 至整個(gè)機(jī)體。至整個(gè)機(jī)體。 第10頁(yè)/共150頁(yè) 第11頁(yè)/共150頁(yè) 第12頁(yè)/共150頁(yè) 第13頁(yè)/共150頁(yè) 6.1.3 膠黏劑組成 第14頁(yè)/共150頁(yè) 第15頁(yè)/共150頁(yè) 第16頁(yè)/共150

3、頁(yè) 名稱(chēng)名稱(chēng)細(xì)度細(xì)度/目目參考用參考用 量量 適 應(yīng) 膠 對(duì)適 應(yīng) 膠 對(duì) 象 列 舉 名象 列 舉 名 稱(chēng)稱(chēng) 名稱(chēng)名稱(chēng)細(xì)度細(xì)度/目目參考用參考用 量量 適應(yīng)膠對(duì)適應(yīng)膠對(duì) 象列舉名象列舉名 稱(chēng)稱(chēng) 氧化鋁氧化鋁1 0 0 200 2575 環(huán)氧膠環(huán)氧膠 石膏粉石膏粉2 0 0 300 10100 環(huán)氧膠環(huán)氧膠 氧化鎂氧化鎂2 0 0 325 3 0 100 環(huán)氧膠、橡環(huán)氧膠、橡 膠膠膠膠 高嶺土高嶺土32550 環(huán)氧膠環(huán)氧膠 二氧化二氧化 鈦鈦 2 0 0 325 7 5 100 環(huán)氧、橡膠、環(huán)氧、橡膠、 聚酯膠聚酯膠 滑石粉滑石粉20010100 環(huán) 氧 、 橡環(huán) 氧 、 橡 膠膠膠膠 銅粉銅

4、粉2 0 0 300 250 環(huán)氧膠環(huán)氧膠 石棉粉石棉粉1/71/2 英寸英寸 250 環(huán) 氧 、 橡環(huán) 氧 、 橡 膠膠膠膠 碳酸鈣碳酸鈣2 0 0 300 50 云母粉云母粉3 0 0 325 100 環(huán)氧、酚醛、環(huán)氧、酚醛、 聚酯膠聚酯膠 瓷粉瓷粉200300 聚 酯 、 環(huán)聚 酯 、 環(huán) 氧氧 表表7-1 膠粘劑中一些常用填料膠粘劑中一些常用填料 第17頁(yè)/共150頁(yè) 第18頁(yè)/共150頁(yè) 活 性 稀 釋 劑 名稱(chēng)結(jié)構(gòu)式分子量沸點(diǎn)/oC用量/%(相 對(duì)膠料質(zhì)量) 環(huán)氧丙烷58.0835520 環(huán)氧氯丙烷92.53117520 環(huán)氧丙烷丁基醚130520 苯基環(huán)氧乙烷120.14191.

5、11015 環(huán)氧丙烷苯基醚1512451015 二縮水甘油醚1301030 乙二醇二縮水甘 油醚 174520 二環(huán)氧丁二烯86 康醇縮水甘油醚 525 第19頁(yè)/共150頁(yè) 非 活 性 稀 釋 劑 名稱(chēng)結(jié)構(gòu)式分子 量 沸 點(diǎn) /oC 用量/%(相對(duì) 膠料質(zhì)量) 丙酮 58.0856.57.7 甲乙酮 72.1079.64.6 環(huán)己酮 98.14115.6 甲苯 92.13110.8 二甲苯 106.16 正丁醇C4H9OH 74.121170.5 丁 基 溶 纖 劑 HOCH2CH2O C4H9118.19171.20.1 甲 基 溶 纖 劑醋酸酯 CH3COOCH2CH2OCH3118.1

6、6144.50.3 醋 酸 乙 基 溶纖劑 CH3COOCH2CH2OC2H5132.16156.40.2 丁 基 溶 纖 劑醋酸酯 CH3COOCH2CH2OC4H916056.5200mNm2為高能表面，金屬、金屬氧化物和無(wú)機(jī)化合 物的表面，都是高能表面. 表面能膠黏劑的LV ，容易鋪展?jié)櫇瘢坏湍?表面的c 一般膠黏劑的LV ，所以不易鋪展?jié)櫇瘛?第47頁(yè)/共150頁(yè) 第48頁(yè)/共150頁(yè) 第49頁(yè)/共150頁(yè) 第50頁(yè)/共150頁(yè) 第51頁(yè)/共150頁(yè) 第52頁(yè)/共150頁(yè) 第53頁(yè)/共150頁(yè) 第54頁(yè)/共150頁(yè) 膠黏劑的作用粘度 表面能 第55頁(yè)/共150頁(yè) 第56頁(yè)/共150頁(yè)

7、第57頁(yè)/共150頁(yè) （1）分子量 （2）溶劑 （3）溫度 第58頁(yè)/共150頁(yè) a MK 第59頁(yè)/共150頁(yè) 聚氯乙烯（PVC)：環(huán)己酮、四氫呋喃、過(guò)氯乙烯、硝基乙烷、甲乙酮、 氯苯、吡啶、丙酮和苯的混合物 聚苯乙烯（PS)：乙酸甲酯、乙酸乙酯、三氯乙烯、四氯乙烯、甲乙酮、 二氯甲烷、二氯乙烷、二硫化碳、苯、甲苯、二甲苯 聚甲基丙烯酸甲酯：甲酸、二氯乙烷、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四 氯乙烷 一般來(lái)說(shuō)，同一高分子在良溶劑中的黏度，要比在不良溶劑中的高一些。 部分塑料的對(duì)應(yīng)溶劑 第60頁(yè)/共150頁(yè) 第61頁(yè)/共150頁(yè) 第62頁(yè)/共150頁(yè) （3）溫度 v隨著溫度的升高粘度下降。 v熱熔膠

8、的熔融粘度受溫度的影響更為明顯。 第63頁(yè)/共150頁(yè) 第64頁(yè)/共150頁(yè) 第65頁(yè)/共150頁(yè) 第66頁(yè)/共150頁(yè) 第67頁(yè)/共150頁(yè) 第68頁(yè)/共150頁(yè) 第69頁(yè)/共150頁(yè) 第70頁(yè)/共150頁(yè) 7.2.3 粘 接 工 藝 一 膠黏劑的選擇 選擇膠黏劑的基本原則如下： 1根據(jù)被粘物的表面性狀來(lái)選擇膠黏劑 2根據(jù)膠接接頭的使用場(chǎng)合來(lái)選擇膠黏劑 3根據(jù)膠接的成本來(lái)合理選擇膠黏劑 第71頁(yè)/共150頁(yè) 二 粘接工藝步驟 首先對(duì)被粘零件的待粘表面進(jìn)行修配，使之配合良好 ； 其次根據(jù)材質(zhì)及強(qiáng)度的要求，對(duì)被粘表面進(jìn)行不同的 表面處理； 然后涂布膠黏劑，將被粘表面合攏裝配； 最后通過(guò)物理或化學(xué)

9、方法固化，實(shí)現(xiàn)膠接連接 。 第72頁(yè)/共150頁(yè) 1表面處理 表面處理的方法主要有： 溶劑及超聲波清洗法； 機(jī)械處理法； 化學(xué)處理法； 放電法（對(duì)高分子材料） 表面處理的基本原則如下： 設(shè)法提高表面能； 增加粘接的表面積； 除去粘接表面上的污物及疏松層 第73頁(yè)/共150頁(yè) 2 膠黏劑的涂布 刷涂法、輥涂法和噴涂法 3 膠黏劑的固化 物理固化 例如溶劑揮發(fā)、乳液凝聚、熔融體冷卻 化學(xué)固化 使膠黏劑分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)的固體而固化 室溫固化和加熱固化 輻射固化 第74頁(yè)/共150頁(yè) 第75頁(yè)/共150頁(yè) 第76頁(yè)/共150頁(yè) 第77頁(yè)/共150頁(yè) 第78頁(yè)/共150頁(yè) 第79頁(yè)/共150頁(yè) 第80

10、頁(yè)/共150頁(yè) 第81頁(yè)/共150頁(yè) 第82頁(yè)/共150頁(yè) 第83頁(yè)/共150頁(yè) 3 擴(kuò)散理論 第84頁(yè)/共150頁(yè) 第85頁(yè)/共150頁(yè) 第86頁(yè)/共150頁(yè) 4 化學(xué)鍵理論 第87頁(yè)/共150頁(yè) 第88頁(yè)/共150頁(yè) 第89頁(yè)/共150頁(yè) 第90頁(yè)/共150頁(yè) 總結(jié)性評(píng)價(jià) 自1920年以來(lái)，人們已經(jīng)提出了多種膠接理論。每種 理論都有大量實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，只是研究的角度、實(shí)驗(yàn)方法 、實(shí)驗(yàn)條件各有不同，但目標(biāo)都是為追求形成膠接現(xiàn)象 的本質(zhì)。另外，還有弱邊界層理論、流變理論也在研究 中，各種理論研究繼續(xù)向縱深發(fā)展。 膠接理論至今還未發(fā)展成統(tǒng)一的理論，對(duì)各派理論可 采取綜合理解，兼收并蓄，靈活運(yùn)用的原則

11、，充分調(diào) 動(dòng)提高膠接強(qiáng)度的一切有利因素，避免降低分子作用 力的不利因素。 由于每一種理論都有一定的依據(jù)，可以認(rèn)為膠接是多 種因素構(gòu)成的，并具有協(xié)同關(guān)系。 第91頁(yè)/共150頁(yè) 第92頁(yè)/共150頁(yè) 第93頁(yè)/共150頁(yè) 第94頁(yè)/共150頁(yè) 第95頁(yè)/共150頁(yè) 第96頁(yè)/共150頁(yè) 第97頁(yè)/共150頁(yè) 第98頁(yè)/共150頁(yè) 第99頁(yè)/共150頁(yè) 膠粘劑特性用途 聚醋酸乙烯酯無(wú)色、快速粘接，初期粘度高，但 不耐堿和熱，有蠕變性 木料、紙制品、無(wú)紡 布、發(fā)泡塑料 乙烯醋酸乙烯酯 樹(shù)脂 快速粘接，蠕變性低，用途廣，但 低溫下不能快速粘接 薄冊(cè)貼邊、包裝封口 、聚氯乙烯板 聚乙烯醇廉價(jià)、干燥好、撓

12、性好紙制品、布料、纖維 板 聚乙烯醇縮醛無(wú)色、透明、有彈性、耐久、耐剝 離度低 金屬、安全玻璃 丙烯酸樹(shù)脂無(wú)色、撓性好、耐久、但略有臭味 、耐熱性低 金屬、無(wú)紡布、聚氯 乙烯板 聚氯乙烯快速粘接，但溶劑有著火危險(xiǎn)硬質(zhì)聚氯乙烯板和管 聚氨酯剝離強(qiáng)度高，但不耐熱和水金屬、蜂窩結(jié)構(gòu)件 -氰基丙烯酸酯室溫快速粘接、用途廣，但不耐久 、粘接面積不易大 機(jī)電部件 厭氧性丙烯酸雙脂隔絕空氣下快速粘接、耐水、耐油 ，但剝離強(qiáng)度低。 螺栓緊固、密封 表表1：常用熱塑性樹(shù)脂膠粘劑：常用熱塑性樹(shù)脂膠粘劑 第100頁(yè)/共150頁(yè) 熱塑性樹(shù)脂膠粘劑的玻璃化溫度是影響其性熱塑性樹(shù)脂膠粘劑的玻璃化溫度是影響其性 能的指標(biāo)之

13、一。玻璃化溫度高于室溫的樹(shù)脂，能的指標(biāo)之一。玻璃化溫度高于室溫的樹(shù)脂， 作為膠粘劑使用時(shí)，粘接力低，形成的膠接作為膠粘劑使用時(shí)，粘接力低，形成的膠接 層發(fā)硬發(fā)脆；玻璃化溫度大大低于室溫的樹(shù)層發(fā)硬發(fā)脆；玻璃化溫度大大低于室溫的樹(shù) 脂，粘接層在室溫下柔軟，撓曲性成膜性好，脂，粘接層在室溫下柔軟，撓曲性成膜性好， 粘接力高。粘接力高。 第101頁(yè)/共150頁(yè) 第102頁(yè)/共150頁(yè) 1、聚醋酸乙烯乳液膠粘劑：、聚醋酸乙烯乳液膠粘劑： 是合成樹(shù)脂乳液膠粘劑中生產(chǎn)最早、產(chǎn)量最大的是合成樹(shù)脂乳液膠粘劑中生產(chǎn)最早、產(chǎn)量最大的 品種。大部分聚醋酸乙烯膠粘劑是以乳液的形式品種。大部分聚醋酸乙烯膠粘劑是以乳液的形

14、式 使用。優(yōu)點(diǎn)：乳液聚合物分子量可以很高，機(jī)械使用。優(yōu)點(diǎn)：乳液聚合物分子量可以很高，機(jī)械 強(qiáng)度好；與同濃度的溶劑膠粘劑比，粘度低，使強(qiáng)度好；與同濃度的溶劑膠粘劑比，粘度低，使 用方便；以水為介質(zhì)，成本低，無(wú)毒，不燃。用方便；以水為介質(zhì)，成本低，無(wú)毒，不燃。 第103頁(yè)/共150頁(yè) 第104頁(yè)/共150頁(yè) 注意事項(xiàng)：乳化劑、膠體保護(hù)劑的類(lèi)型、用量；引注意事項(xiàng)：乳化劑、膠體保護(hù)劑的類(lèi)型、用量；引 發(fā)劑品種、用量、加入方式；聚合溫度；發(fā)劑品種、用量、加入方式；聚合溫度；pH值；值； 單體加入方式；對(duì)乳液的性質(zhì)如粘度顆粒度、穩(wěn)定單體加入方式；對(duì)乳液的性質(zhì)如粘度顆粒度、穩(wěn)定 性等均勻影響。性等均勻影響。

15、 在聚醋酸乙烯酯乳液中加入不同的增塑劑、填料、在聚醋酸乙烯酯乳液中加入不同的增塑劑、填料、 增粘劑等添加物，即可調(diào)制成適合不同用途的膠粘增粘劑等添加物，即可調(diào)制成適合不同用途的膠粘 劑。劑。 配方舉例：配方舉例： 性能指標(biāo)：固含量：性能指標(biāo)：固含量：4550，pH值值46，顆粒度，顆粒度 0.55.0m，粘度，粘度12Pa.s。 聚醋酸乙烯酯乳液100份填料3050份 DBP（鄰苯二甲酸二 丁脂，增塑劑） 810份溶劑5份 第105頁(yè)/共150頁(yè) 第106頁(yè)/共150頁(yè) 2、醋酸乙烯共聚物膠粘劑、醋酸乙烯共聚物膠粘劑 聚醋酸乙烯是一種剛性材料，增加其柔韌性可以通聚醋酸乙烯是一種剛性材料，增加其

16、柔韌性可以通 過(guò)外加增塑劑（存在增塑劑逐漸析出，膠接力減弱過(guò)外加增塑劑（存在增塑劑逐漸析出，膠接力減弱 的老化問(wèn)題），也可以通過(guò)與適當(dāng)?shù)膯误w共聚合而的老化問(wèn)題），也可以通過(guò)與適當(dāng)?shù)膯误w共聚合而 得到（屬于分子內(nèi)部增韌，性能持久不滲出）。得到（屬于分子內(nèi)部增韌，性能持久不滲出）。 常用的共聚單體：乙烯、氯乙烯、丙烯酸酯、順丁常用的共聚單體：乙烯、氯乙烯、丙烯酸酯、順丁 烯二酸酯等。烯二酸酯等。 第107頁(yè)/共150頁(yè) 第108頁(yè)/共150頁(yè) 第109頁(yè)/共150頁(yè) 第110頁(yè)/共150頁(yè) 第111頁(yè)/共150頁(yè) 單體即為膠的基體組分，粘度小，活性大，配制成 膠粘劑必須加入酸性物質(zhì)作為穩(wěn)定劑、酚類(lèi)

17、物質(zhì)作 為阻聚劑、加入高分子化合物作為增稠劑（甲基丙 烯酸甲酯等）。 第112頁(yè)/共150頁(yè) 第113頁(yè)/共150頁(yè) 第114頁(yè)/共150頁(yè) 第115頁(yè)/共150頁(yè) 第116頁(yè)/共150頁(yè) 第117頁(yè)/共150頁(yè) 第118頁(yè)/共150頁(yè) 第119頁(yè)/共150頁(yè) 第120頁(yè)/共150頁(yè) 第121頁(yè)/共150頁(yè) 膠粘劑特性用途 酚醛樹(shù)脂耐熱、室外耐久，有色、有脆性。 固化時(shí)需高溫加熱 膠合板、層壓板、砂 紙、砂布 間苯二酚-甲 醛樹(shù)脂 室溫固化、室外耐久，有色，價(jià)格 高 層壓材料 脲醛樹(shù)脂價(jià)格低廉，易污染、易老化膠合板、木材 三聚氰胺-甲 醛樹(shù)脂 無(wú)色、耐水、加熱粘接快速，貯存 期短 膠合板、織物

18、、紙制 品 環(huán)氧樹(shù)脂室溫固化，收縮率低，但剝離強(qiáng)度 較低 金屬、塑料、橡膠、 水泥、木材 不飽和聚酯室溫固化、收縮率低，但接觸空氣 難固化 水泥結(jié)構(gòu)件、玻璃鋼 聚氨酯室溫固化，耐低溫，但受濕氣影響 大 金屬、塑料、橡膠 芳雜環(huán)聚合物耐250500高溫，但固化工藝苛刻高溫金屬結(jié)構(gòu) 分為常溫和加熱固化兩種，都需較長(zhǎng)時(shí)間。用作膠粘劑的分為常溫和加熱固化兩種，都需較長(zhǎng)時(shí)間。用作膠粘劑的 組分多數(shù)為預(yù)聚物或低分子量化合物，粘接部分需要壓緊。組分多數(shù)為預(yù)聚物或低分子量化合物，粘接部分需要壓緊。 第122頁(yè)/共150頁(yè) 第123頁(yè)/共150頁(yè) 種類(lèi)種類(lèi)線(xiàn)型酚線(xiàn)型酚 醛樹(shù)脂醛樹(shù)脂 熱固性酚熱固性酚 醛樹(shù)脂醛樹(shù)脂 種類(lèi)種類(lèi) 線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂線(xiàn)型酚醛樹(shù)脂熱固性酚醛熱固性酚醛 樹(shù)脂樹(shù)脂 催化劑催化劑酸酸 堿堿 樹(shù)脂結(jié)構(gòu)樹(shù)脂結(jié)構(gòu)基本上線(xiàn)型基本上線(xiàn)型高度枝化高度枝化 （甲醛（甲醛/苯酚苯酚 摩爾比）摩爾比） 1 固化方法固化方法加固化劑、加熱加固化劑、加熱只需加熱只需加熱 兩類(lèi)酚醛樹(shù)脂的比較兩類(lèi)酚醛樹(shù)脂的比較 第124頁(yè)/共150頁(yè) 第125頁(yè)/共