膠粘劑概述教案課件

1、膠粘劑概述2膠粘劑（adhesive）定義 膠粘劑，又稱粘合劑，俗稱膠。能使物體的表面與另一物體的表面結合在一起的物質。第1頁/共45頁3膠接結構的Y12運輸機第2頁/共45頁4第3頁/共45頁5機頭罩的粘接第4頁/共45頁6用環(huán)氧樹脂膠粘接的人行木橋，跨度38m第5頁/共45頁7用環(huán)氧樹脂膠粘接的混凝土預制件建造的澳大利亞悉尼歌劇院第6頁/共45頁8窗口密封膠第7頁/共45頁9優(yōu) 點可實現(xiàn)不同種類或不同形狀材料之間的連接，尤其是薄片材料；粘接為面際連接，應力分布均勻，不易產生應力破壞，延長結構壽命；密封性能良好，有很好的耐腐蝕性能；a、密封性好；b、隔開被粘物，可減少不同金屬連接的電位腐蝕。

2、第8頁/共45頁10提高生產效率，降低成本；減輕結構質量。通過交叉粘接能使各向異性材料的強度質量比及尺寸穩(wěn)定性得到改善，得到撓度小，結構小、質量輕的結構；可賦予被粘物體以特殊的性能（導電膠、導磁膠、耐高溫膠、電絕緣膠）。第9頁/共45頁11缺 點耐候性差；膠接的不均勻扯離和剝離強度低，容易在接頭邊緣首先破壞；與機械物理連接法相比，溶劑型膠粘劑的溶劑易揮發(fā)，而且某些溶劑易燃、有毒，會對環(huán)境和人體產生危害。膠接質量因受多種因素的影響，不夠穩(wěn)定，而且無損探傷尚沒有很好的方法。第10頁/共45頁12膠粘劑的污染問題常見的膠粘劑質量問題主要是溶劑揮發(fā)產生的苯類、鹵代烴和甲醛等有害物質：苯是一種致癌物質，

3、人若吸入過量，會出現(xiàn)頭暈、惡心、乏力、皮膚干燥、意識模糊等現(xiàn)象，重者可導致昏迷甚至死亡。甲苯和二甲苯：對皮膚和粘膜刺激性大，長期接觸易引起膀胱癌。甲醛揮發(fā)較慢，吸入后會引起惡心，導致支氣管炎，甚至出現(xiàn)肺水腫；鹵代烴也是致癌物質，長期吸入會損傷肝臟等器官。 第11頁/共45頁13苯 苯又稱安息油。分子式C6H6，無色至淡黃色透明液體，易揮發(fā)，有強烈芳香味，極易燃燒，蒸氣與空氣能形成爆炸性混合物，高毒，苯的蒸氣對人有強烈的毒性，吸入或經(jīng)皮膚吸收，可積累中毒，使人沉悶、抑郁、頭痛、乏力，昏睡、眩暈等。已被定為致癌物。同時對苯的長期接觸有可能出現(xiàn)再生障礙性貧血，并導致死亡。有資料介紹說，苯對人體的傷害

4、遠大于目前人類知識所掌握的范圍。國標GB18583-2001明確規(guī)定，苯不能作為膠粘劑的溶劑使用，作為雜質其最高含量不得大于5g/kg。令人痛心的是，目前市場上所銷售的膠粘劑產品，用苯或含苯溶劑為原料的還占相當大的比重，他們也標明環(huán)?；蚓G色產品，魚目混珠，坑害消費者。 第12頁/共45頁14甲苯甲苯又稱苯基甲烷，分子式C6H5-CH3無色易揮發(fā)液體，有類似苯的氣味，易燃。中等毒性，對皮膚和黏膜刺激性大，對血液毒害較小，但對神經(jīng)系統(tǒng)作用比苯強，大量吸人會出現(xiàn)疲憊，惡心，錯覺，活動失靈，全身無力，嗜睡等，長期接觸有引起膀胱癌的可能。但甲苯能被氧化成苯甲酸，與甘氨酸生成馬尿酸，能從尿中排出。國標GB

5、18583-2001對甲苯的使用只是作了量的限制，沒有規(guī)定不許作為溶劑使用，其限量為甲苯+二甲苯總量不得大于200g/kg。 第13頁/共45頁15二甲苯無色易揮發(fā)液體，易燃，有芳香氣味。分子式C6H4-（CH3）2。中等毒性，毒性比苯和甲苯小，高濃度下對黏膜和呼吸道有刺激和傷害，甚至呈現(xiàn)興奮，有麻醉作用。國標GB18583-2001二甲苯的使用和甲苯一樣只是作了量的限制，其限量為甲苯十二甲苯總量不得大于200g/kg。 第14頁/共45頁16甲醛甲醛為無色可燃氣體，分子式CH20，不是膠粘劑的溶劑，是生產某些膠粘劑的基本原料，如酚醛膠、脲醛膠、聚乙烯醇縮醛膠等。有強烈的刺激性和窒息性氣味，對

6、人的眼、鼻有刺激作用，有毒，吸入甲醛蒸氣會引起惡心、鼻炎、支氣管炎和結膜炎等。甲醛易溶于水，通常是約40%水溶液，稱甲醛水，俗稱福爾馬林，是致癌嫌疑物質。 第15頁/共45頁17三氯甲烷又稱氯仿，分子式CHC13，無色透明易揮發(fā)液體，有特殊香甜氣味，具有麻醉性，大量吸入高濃度蒸氣可導致呼吸系統(tǒng)和心肝腎的損傷，甚至突然死亡，慢性中毒表現(xiàn)為嘔吐、消化不良、虛弱，嚴重者患憂郁癥和精神病。在日光、空氣和濕氣中可反應生成劇毒的光氣又稱碳酰氯COC12，被列為致癌物。 第16頁/共45頁181，2二氯乙烷分子式C2H4C12，無色透明油狀液體，有類似氯仿的氣味，味甜。高毒，對皮膚和黏膜有刺激作用，可引起角

7、膜渾濁和肺水腫，抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可致人昏迷，刺激腸道引起肝腎病變，美國環(huán)保局已將其列為致癌物。 第17頁/共45頁19三氯乙烯分子式C2HC13，無色透明液體，有類似氯仿氣味，中等毒性，有麻醉性和刺激性，加熱或高溫時與氧反應可生成劇毒光氣。被列為二類致癌物質。 第18頁/共45頁20四氯化碳又稱四氯甲烷，分子式CCl4，無色易揮發(fā)液體，具有特殊芳香氣味，毒性極大，對心、肝、腎的毒性強，急性中毒可引起咳嗽、頭痛、嘔吐、而后呈現(xiàn)麻醉作用，昏睡，最后肺出血而死。慢性中毒能引起眼睛損害，黃疸、肝臟腫大等癥狀。 第19頁/共45頁21氯化溶劑氯化溶劑除了嚴重危害健康，還會破壞大氣臭氧層。國外已從199

8、6年禁止使用氯化溶劑。盡管國標GB18583-2001暫時沒有限制氯化溶劑的使用，但對生產廠來說，應該考慮該原材料的毒性問題，不可置消費者的身體健康于不顧。 第20頁/共45頁22一、膠粘劑的發(fā)展（沿革）合成膠粘劑的出現(xiàn)：1912年美國的L.H.貝克蘭首先將酚醛樹脂作為膠粘劑用于木材的粘接；20年代末至30年代初，脲醛樹脂作為膠粘劑也用于木材工業(yè)；從此，膠粘劑開始了以合成樹脂膠粘劑為主的發(fā)展道路。第21頁/共45頁23a、4050年代，不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂和聚氨酯膠粘劑問世，合成橡膠和熱塑性樹脂在粘接領域中得到了廣泛的應用；b、此后，又開發(fā)了合成橡膠改性的合成樹脂膠粘劑，即橡膠樹脂膠粘劑，并成

9、功的用于粘接飛機機身部件。于是膠粘劑進入了粘接金屬結構部件的發(fā)展階段；c、以后，合成膠粘劑又增加了新品種，如50年代末，單液型，在常溫下能快速（幾十秒）固化的氰基丙烯酸酯膠粘劑實現(xiàn)工業(yè)化生產；60年代開發(fā)了貯存穩(wěn)定，使用方便的厭氧膠粘劑第22頁/共45頁2480年代以來，世界膠粘劑年產量約800萬噸，合成膠粘劑占總量的70%80%。第23頁/共45頁25二、膠粘劑的組成1、粘料（膠料）亦稱基料，起粘接作用的主要成分。常用的有天然聚合物、合成聚合物和無機化合物三大類。其中常用的合成聚合物有：合成樹脂如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯、硅樹脂等；合成橡膠如氯丁橡膠、丁腈橡膠和聚硫橡膠等。常用的

10、無機化合物有硅酸鹽類、磷酸鹽類等。第24頁/共45頁262、固化劑（熟化劑）亦成硬化劑。其作用是使液態(tài)基料轉變成固體，從而使粘接具有一定的機械強度和穩(wěn)定性。固化過程：它直接或者通過催化劑與主體粘合物進行反應，使低分子聚合物或單體經(jīng)過化學反應生成高分子化合物，或使線型高分子化合物交聯(lián)成體型高分子化合物。第25頁/共45頁27固化劑的選擇固化劑的種類和用量對膠粘劑的性能及工藝有直接影響。固化劑隨基料品種不同而異。例如脲醛膠粘劑的固化劑選用氯化銨，酚醛膠粘劑選用烏洛托品（六亞甲基四胺）或苯磺酸，環(huán)氧樹脂膠粘劑選用胺、酸酐或咪唑類。六亞甲基四胺第26頁/共45頁28固化方法室溫固化：如車胎；加熱固化涂

11、布溶劑揮發(fā)疊合涂膠面加熱加壓固化第27頁/共45頁293、填料填料一般在膠粘劑中不發(fā)生化學反應，加入一定量的填料，能使膠粘劑的稠度增加，可提高膠粘劑的粘接強度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，并可降低成本。第28頁/共45頁30填料的種類和作用為提高膠粘劑的耐沖擊強度，可采用石棉纖維、玻璃纖維、鋁粉及云母等作填料；為提高硬度和抗壓性，可用石英粉、瓷粉、鐵粉等；為提高耐熱性可加入石棉；為提高抗磨性，可加入石墨粉或二硫化鉬；為提高凝聚力可加入氧化鋁粉、鈦白粉；為增加導熱性，則可加入鋁粉、銅粉或鐵粉等。第29頁/共45頁314、增塑劑增塑劑是能夠增進固化體系塑性的物質。它能使膠粘劑的剛性下降，提高彈性和改進耐寒

12、性。增塑劑通常是高沸點液體，一般不與高聚物發(fā)生反應。第30頁/共45頁32按化學結構可以分為以下幾類：鄰苯二甲酸酯類：最主要的增塑劑，性能全面，用途廣泛；脂肪族二元酸酯類：主要用作耐寒的輔助增塑劑；磷酸酯類：耐寒性差，毒性大，但有阻燃作用；聚酯類：耐久性、耐熱性良好，但相容性較差；偏苯三酸酯類：耐熱性、耐久性優(yōu)良，相容性也好。第31頁/共45頁335、增韌劑能提高膠粘劑的柔韌性，提高膠層的抗沖擊強度和伸長率，改善膠粘劑的抗剪強度、剝離強度、低溫性能等。第32頁/共45頁346、稀釋劑用于降低膠粘劑粘度、便于施工操作的物質，可分為活性與非活性兩類，常用的有機溶劑有丙酮、甲苯、二甲苯等。 作用：便

13、于施工；增加潤濕能力和分子活動能力從而提高粘接力；提高膠層流動性，避免膠層厚薄不勻。第33頁/共45頁35三、分類1、按基料分類 有機膠粘劑 無機膠粘劑第34頁/共45頁36無機膠粘劑：硅酸鹽，磷酸鹽，氧化鉛，硫磺，氧化銅磷酸等。第35頁/共45頁372、按物理形態(tài)分類有膠液（包括溶液，乳液，無溶劑液體），膠糊，膠粉，膠棒，膠膜等。3、按用途分有金屬、塑料、織物、紙品、醫(yī)療、制鞋、木工、建筑、汽車、飛機、電子元件等用膠。還有特種功能膠，如導電膠、導磁膠、耐高溫膠等。第36頁/共45頁38四、膠粘劑的應用1、汽車工業(yè)的應用現(xiàn)代汽車工業(yè)的技術進步要求結構材料輕量化、駕駛安全化、節(jié)能環(huán)?；⒚烙^舒適

14、化等，因此一定采用鋁合金、玻璃鋼、蜂窩夾層結構，塑料、橡膠等新型材料，必然要大量以粘接代替焊接，膠粘劑用量明顯增加。第37頁/共45頁392、航空航天的應用航空工業(yè)是最早使用膠粘劑的行業(yè)，飛機制造業(yè)是結構膠粘劑的主要用戶。宇航工業(yè)和空間技術等都大量采用蜂窩結構、高強度高模量復合材料、玻璃鋼、泡沫材料、密封材料等，這些材料的制造和連接都離不開膠粘劑和密封材料。第38頁/共45頁403、電子、電器工業(yè)的應用集成電路、計算機等電子元器件、零部件和整機生產與組裝中，都要使用膠粘劑和密封膠，如光刻膠、導電膠、導磁膠等。各種家用電器設備，都大量用膠粘劑和密封膠，如洗衣機、冰箱（柜）、空調、電飯煲、吸塵器等。第39頁/共45頁414、機械工業(yè)的應用代替焊、鉚、螺栓連接等，可以節(jié)約原材料減輕質量，減少應力集中，縮短工期，簡化工藝，從而提高效率，降低成本；能耗小，無需特殊設備，節(jié)省能源；鑄件砂眼，零件缺陷能修復后再用，可以減少廢品；治理三廢（水、油、氣）導電連接，滿足特殊要求。第40頁/共45頁425、建筑工業(yè)的應用各種裝修材料的粘貼與固定都要大量的膠粘劑和密封劑。膠粘劑用于修補混凝土結構件缺陷、裂縫，操作簡便，不僅能保證使用性能，而且外觀平整。第41頁/共45頁4