第7章--膠黏劑

1、7.1 概述 7.2 膠接理論 7.3 烯類高聚物膠黏劑 7.4 合成橡膠膠黏劑 7.5 熱熔膠黏劑 7.6 無機膠黏劑與天然膠黏劑,第7章 膠黏劑,應(yīng)掌握的內(nèi)容 1.膠粘劑的定義、基本條件、性能及基本過程、粘接工藝。 2.膠粘劑的組成（配方）與作用、膠接理論及應(yīng)用。 3.重要膠粘劑的性能及優(yōu)缺點。 4.環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂膠粘劑的合成原理、工藝及改性方法。 學(xué)時安排 授課4學(xué)時,第7章 膠粘劑.學(xué)習(xí)要求,7.1 概述,一、膠粘劑（黏合劑）eltadhesive：俗稱膠 a定義：靠界面間作用使各種材料牢固地粘接 在一起的物質(zhì)。 b膠粘劑的組成：,2020/10/8,第7章 膠黏劑,“粘”與“黏”

2、的寫法 “粘”兩種發(fā)音-zhan/nian,4,粘料（膠料） 亦稱基料，起粘結(jié)作用并賦予機械強度的主要成分。常用的有天然聚合物、合成聚合物和無機化合物三大類。 聚合物的分子量和分子量分布、流變性、極性、結(jié)晶性等影響膠粘劑的膠接強度。 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。 常用的無機化合物有硅酸鹽類、磷酸鹽類等。,5,固化劑（熟化劑） 亦成硬化劑。其作用是使液態(tài)基料轉(zhuǎn)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(jìn)行反應(yīng)，使低分子聚合物或單體經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)生成高

3、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。 固化方法 室溫固化：如車胎； 加熱固化 涂布溶劑揮發(fā)疊合涂膠面加熱加壓固化,6,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,填料： 是不參與反應(yīng)的惰性物質(zhì)，可提高膠接強度、耐熱 性、尺寸穩(wěn)定性并可降低成本。 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

4、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(dǎo)熱性，則可加入鋁粉、銅粉或鐵粉等。,8,增塑劑(plasticizer),作用 提高彈性和耐寒性 改善膠層剛性、抗沖擊性 用量：低于20%，與基料相容性和持久性好。 常用增塑劑：鄰苯二甲酸酯類、磷酸酯類等高沸點溶劑。,增韌劑： 能提高膠黏劑的柔韌性，降低脆性，改善抗沖擊性等。常用增韌劑：聚酰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂等。 稀釋劑： 降低膠黏劑的粘度，便于施工操作，有能參與固化反 應(yīng)的活性稀釋劑和惰性稀釋劑兩種。常用的有機溶劑有丙酮、甲苯、二甲苯等。 偶聯(lián)劑 ： 具有能分別和被粘物及粘合劑反應(yīng)成鍵的兩種

5、基團(tuán)， 提高膠接強度。多為硅氧烷或聚對苯二甲酸酯 化合物。 穩(wěn)定劑 ：為防止膠黏劑長期受熱分解或貯存時性能變化的成分。 觸變劑：利用觸變反應(yīng)，使膠液靜態(tài)時有較大的粘度，從而防 止膠液流掛的一類配合劑。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,現(xiàn)有一種膠黏劑配方如下： E-51 100份 600# 20份 KH-550 12份 Al2O3 30份 DMP-30 2,4,6-三（二甲氨基甲基苯酚） 0.1份 液體端羧基丁腈橡膠 5份 （1）分析配方中的成分及作用。 （2）由配方推測該膠下列性能： 使用溫度；粘結(jié)強度；力學(xué)性能；固化溫度。 答：（1）E-51 -粘料，即環(huán)氧618號樹脂，屬于雙酚A型環(huán)氧

6、樹脂。是膠黏劑的基體。起粘結(jié)作用并賦予機械強度的主要成分。 600# -低分子量聚酰胺，室溫固化劑，使樹脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) KH-550 -有機硅烷，偶聯(lián)劑，提高粘附力、耐久力 Al2O3 -填料，降低收縮率，提高膠黏劑的耐熱性 DMP-30 -固化劑（促進(jìn)劑），提高固化速度 液體端羧基丁腈橡膠 -增韌劑，用來改善膠黏劑的低溫韌性,2020/10/8,第7章 膠黏劑,（2）此種膠黏劑使用溫度范圍：80150。但由于加入了少量的無機填料，因而對耐熱性有一定改善。 粘結(jié)強度：高，并且加入了硅烷類偶聯(lián)劑，因而提高了粘附力。丁腈橡膠的加入，降低了膠接接頭的固化收縮率，因而內(nèi)應(yīng)力減小，對粘

7、結(jié)強度也有一定的改善。 力學(xué)性能：配方中采用了液體端羧基丁腈橡膠增韌環(huán)氧，使抗沖擊性能和耐冷熱交變性能提高，有較高的剪切強度和剝離強度。剪切強度大約為2030MPa，不均勻扯離強度大約為4050N/cm。 固化溫度：由于采用的固化劑為室溫固化劑，因而固化溫度在室溫附近，或者比室溫稍高，在較短時間內(nèi)固化。,c膠粘劑的分類,膠粘劑的分類：膠粘劑種類繁多，組分各異，有多種分類方式。 1、按物理形態(tài)分類： 水溶液型、溶液型、乳液（膠乳）型、無溶劑型、固態(tài)型、膏狀或糊狀。 2、按化學(xué)成分分類： 1）無機膠粘劑 2）有機膠粘劑 3、按來源分類 1）天然膠粘劑 2）合成膠粘劑,2020/10/8,第7章 膠

8、黏劑,d.膠粘劑的性能,2020/10/8,第7章 膠黏劑,粘接：是借助膠粘劑通過表面作用將材料連接起來的一種方法。 粘附:兩個表面依靠化學(xué)力、物理力或兩者兼而有之的力結(jié)合在一起的狀態(tài)。,粘附/ adhesion、adherence 吸附/adsorption,膠接力的來源有哪些方面？ （1）分子間作用力，包括范德華力和氫鍵力 （2）化學(xué)鍵力 （3）界面靜電作用力 （4）機械作用力 分子間作用力 是膠粘力的主要來源,2020/10/8,第7章 膠黏劑,耐溫性耐溫性是無機膠黏劑的優(yōu)良特性之一。無機高溫膠黏劑通常使用范圍在15001750，而磷酸氧化銅膠黏劑的耐溫范圍更廣，可在 1801400范圍

9、內(nèi)使用。,輕質(zhì)性 膠黏劑的密度較小，大多在0.92之間，約是金屬或 無機材料密度的20%25%，因而可以大大減輕被粘 物體連接材的重量。這在航天、航空、導(dǎo)彈上，甚至 汽車、航海上，都有減輕自重，節(jié)省能源的重要價值。,e.膠粘劑的應(yīng)用,2020/10/8,第7章 膠黏劑,膠粘劑除有傳統(tǒng)的粘接用途，還有一些新的、巧妙的應(yīng)用。,f.膠粘劑發(fā)展趨勢,1）發(fā)展無溶劑性膠粘劑 現(xiàn)行的許多膠粘劑都含有大量揮發(fā)性很強的溶劑,這些溶劑不僅危害人的身心健康,而且會破壞大氣層中的臭氧層。近年來,引起了公眾和政府的高度重視,這樣自然給膠粘劑工業(yè)帶來了一種新的發(fā)展趨勢,即向無溶劑的膠粘劑發(fā)展。 2)發(fā)展納米膠粘劑 納米

10、膠粘劑是材料領(lǐng)域的重要組成部分,發(fā)展納米膠粘劑,有可能在席卷全球的“納米經(jīng)濟”急戰(zhàn)中,搶奪一個技術(shù)制高點。納米膠粘劑將成為一顆耀眼的新的科技明星。 3)發(fā)展多功能膠粘劑 當(dāng)一種膠粘劑同時具有多種功能的時候,它的應(yīng)用價值往往陡增,所以多功能膠粘劑是膠粘劑工業(yè)的發(fā)展趨勢之一。 4)發(fā)展軍事、國防用膠粘劑 發(fā)展軍事、國防用膠粘劑是未來戰(zhàn)爭和防恐、反恐的需要,因此它必定有著長足發(fā)展。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,2020/10/8,第7章 膠黏劑,膠粘劑的發(fā)展趨勢 （1）針對膠粘劑品種的缺點，發(fā)展新品種； （2）以市場為導(dǎo)向，面對客戶不同的需求，解決相應(yīng)的用途和性能； （3）重視環(huán)境保護(hù)，研制

11、符合環(huán)保要求的無污染、無公害型膠粘劑；,研制納米級膠粘劑 開發(fā)活性生命膠粘劑 太空用膠粘劑 高強度膠粘劑 微電子膠粘劑 耐高溫膠粘劑 導(dǎo)電聚合物膠 無劑結(jié)合技術(shù) 粘接接頭的無損檢測技術(shù),全球膠粘劑行業(yè)發(fā)展趨勢,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：重點發(fā)展環(huán)保型膠粘劑 積極開發(fā)高品質(zhì)性能膠粘劑 利用電子商務(wù)在膠粘劑發(fā)展中的應(yīng)用 先進(jìn)的操作工藝和設(shè)備,膠黏劑專業(yè)術(shù)語,膠接接頭（adhesive joint）：通過膠粘劑而得到的組件。 被粘物（adherends）：接頭中除膠粘劑外的固體材料。 粘結(jié)（adhesion）：膠粘劑把被粘物所受的載荷傳遞到膠接接頭的現(xiàn)象。 粘附力（practical adhesion）：強度由

12、被粘物和膠粘劑的力學(xué)性能決定。,內(nèi)聚(cohesion)：單一物質(zhì)內(nèi)部各粒子靠主價力、次價力結(jié)合在一起的狀態(tài)。 粘附破壞(adhesion failure)：膠黏劑和被粘物界處發(fā)生的目視可見的破壞現(xiàn)象。 內(nèi)聚破壞(cohesion failure)：膠黏劑或被粘物中發(fā)生的目視可見的破壞現(xiàn)象。 固化(curing )：膠黏劑通過化學(xué)反應(yīng)(聚合、交聯(lián)等)獲得并提高膠接強度等性能的過程。 硬化(hardening)：膠黏劑通過化學(xué)反應(yīng)或物理作用(如聚合、氧化反應(yīng)、凝膠化作用、水合作用、冷卻、揮發(fā)性組分的蒸發(fā)等)，獲得并提高膠接強度、內(nèi)聚強度等性能的過程。,貯存期(storage life) ：在規(guī)定

13、條件下，膠黏劑仍能保持其操作性能和規(guī)定強度的最長存放時間。 適用期(pot life) ：配制后的膠黏劑能維持其可用性能的時間。同義詞：使用期。 固體含量(solids content)：在規(guī)定的測試條件下，測得的膠黏劑中不揮發(fā)性物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。同義詞：不揮發(fā)物含量。,22,二、 粘接工藝,1.膠粘劑的選擇,2.膠接接頭的設(shè)計,3.表面處理 4.調(diào)膠 5.涂膠 6.固化,23,被粘物,膠層,粘接接頭,24,根據(jù)被粘物的性質(zhì),1.膠粘劑的選擇,膠粘劑的四個基本條件是： _膠粘劑的濕潤性_； _膠粘劑的分子量及分子量分布_； _膠粘劑的pH值_； _膠粘劑的極性_。,2020/10/8,第7章

14、膠黏劑,26,根據(jù)粘接接頭的使用環(huán)境,粘接強度要求不高非結(jié)構(gòu)膠 粘接強度要求高的結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)膠 耐熱和抗蠕變熱固性樹脂膠 冷熱交變頻繁韌性好的樹脂橡膠復(fù)合型膠 耐疲勞橡膠膠粘劑,27,70以下耐低溫或超低溫膠粘劑，如環(huán)氧聚氨酯膠、聚氨酯膠和環(huán)氧尼龍膠等； 100以下普通環(huán)氧樹脂膠、-氰基丙烯酸酯膠和氯丁膠； 100200耐熱環(huán)氧樹脂或酚醛丁腈膠； 200300聚酰亞胺膠或聚苯并咪唑膠。,使用溫度,28,其他條件,經(jīng)濟合理 粘接工藝過程的可操作性 減少毒害，應(yīng)用熱熔膠、乳液膠、壓敏膠等,29,2. 粘接接頭的設(shè)計,粘接接頭的受力情況,接頭形式選擇原則,膠層承受剪切力和拉伸力， 避免剝離力和不均勻扯

15、離力。 增加膠接面的寬度，合理增加膠接面積 防止層間剝離。 保證膠接面應(yīng)力分布均勻，避免應(yīng)力集中。 加工容易，方便,2020/10/8,第7章 膠黏劑,膠接接頭的基本形式,（1）搭接接頭（lap joint）： 由兩個被膠接部分的疊合， 膠接在一起所形成的接頭,(2) 面接接頭（surface joint） 兩個被膠接物主表面膠接 在一起所形成的接頭,(3) 對接接頭（butt joint） 被膠接物的兩個端面與 被膠接物主表面垂直,(4) 角接接頭（angle joint） 兩被膠接物的主表面端部 形成一定角度的膠接接頭,33,常見粘接接頭設(shè)計,在膠接過程中，由于膠黏劑的流動性和較小的表面

16、張力，對被粘物表面產(chǎn)生潤濕作用，使界面分子緊密接 觸，膠黏劑分子通過自身的運動，建立起最合適的構(gòu)型， 達(dá)到吸附平衡。 隨后，膠黏劑分子對被粘物表面進(jìn)行跨 越界面的擴散作用，形成擴散界面區(qū)。 對高分子被粘物而言，這種擴散是相互進(jìn)行的；金 屬或無機物由于受結(jié)晶結(jié)構(gòu)的約束，分子較難運動，但 膠黏劑在硬化前，分子可以擴散到表面氧化層的微孔中 去，達(dá)到分子的緊密接觸，最后仍能形成以次價力為主 的或化學(xué)鍵的膠接鍵。 全過程的關(guān)鍵作用是潤濕、擴散和形成膠接鍵。,膠接的基本過程,要形成良好的膠接，首先膠黏劑要（潤濕）被膠接材料表面，然后通過（擴散）作用，形成（膠接鍵） 水滲透到膠層的本體中，并和膠粘劑發(fā)生兩種

17、作用，其一：_水分破壞膠粘劑分子間的氫鍵和其他次價鍵，對膠粘劑產(chǎn)生增塑作用_；其二：_膠粘劑的化學(xué)鍵被水解，引起膠粘劑的降解_。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,36,粘接強度,粘接強度使膠合制品中的膠粘劑與被粘物界面或其臨近處發(fā)生破壞所需的應(yīng)力（單位粘接面積上承受的粘接力）。,包括,膠層和被粘物的內(nèi)聚強度 膠層與被粘面間的粘附強度,影響膠接強度的因素,38,粘接破壞類型,粘附破壞膠層或被粘物界面處發(fā)生目視可見的破壞現(xiàn)象。 內(nèi)聚破壞膠粘劑或被粘物發(fā)生目視可見的破壞現(xiàn)象。,39,3. 被粘物的表面處理 除去粘接表面上的污物及疏松層，增加 粘接的表面積、提高表面粗糙度。,表面清洗（溶劑、汽油、

18、堿及清洗劑超聲波） 機械處理（砂布打磨） 化學(xué)處理（金屬化學(xué)除銹） 非極性材料表面處理（聚乙烯、聚四氟乙烯） 偶聯(lián)劑處理（玻璃表面處理）,40,4膠粘劑的調(diào)配,調(diào)配順序 一般按粘料、稀釋劑、增韌劑、填料、固化劑、促進(jìn)劑順序調(diào)配，加入填料時應(yīng)事先進(jìn)行除油和干燥。,41,刷膠（最常用） 刮膠（一般平面零件） 噴膠（薄膠層涂布） 浸膠 注膠 輥膠 熱熔槍（熱熔膠涂布） 手工敷（貼膠膜） 熱壓粘貼（提高貼膜質(zhì)量）,涂膠方法,5涂膠與晾置,42,涂膠遍數(shù) 環(huán)氧膠1遍，一般23遍，前遍溶劑基本揮發(fā)后，再涂下一遍。 涂膠量 一般膠接強度和膠層厚度成反比。 無機膠0.10.2mm，有機膠0.050.15mm。

19、膠層應(yīng)均勻,43,晾置 無溶劑膠粘劑無需晾置； 溶劑膠膠層中溶劑應(yīng)充分揮發(fā)，以免損害膠接接頭的性能，同時注意不要過度，無法粘合。,6. 固化,固化：膠黏劑通過化學(xué)反應(yīng)(聚合、交聯(lián)等)獲得并提高膠接強度等性能的過程。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,熱熔膠的固化,溶液型膠的固化,增塑糊型膠粘劑的固化,按 固 化 方 式,反應(yīng)型膠粘劑的固化,乳液型膠的固化,45,6固化,固化壓力 膠粘劑固化時，要對膠層施以一定壓力，以利于充分浸潤。 固化溫度和時間： 溫度高時、固化時間短，應(yīng)由膠粘劑的種類通過實驗確定最佳的固化條件。,把被粘物連接成整體的操作步驟可分為： 首先對被粘物的待粘表面進(jìn)行修配，使之配

20、合良好； 其次表面處理之后，可涂敷偶聯(lián)劑，或進(jìn)行膠粘劑底涂，即先涂一極薄的底膠，以保護(hù)表面； 然后涂布膠粘劑，將被粘表面合攏裝配； 最后通過物理或化學(xué)方法固化，實現(xiàn)膠接。,粘接工藝步驟,47,三、膠粘劑的性能測試,工藝性能 涂布性、流動性 使用壽命(適用期)：膠粘劑從各組分混合均勻開始， 到能維持其可用性能的時間。,48,三、膠粘劑的性能測試,物理機械性能 外觀、狀態(tài)、粘度、有效貯存期 耐介質(zhì)性能、耐老化性能 粘接強度：剪切強度、拉伸強度、剝離強度 不均勻扯離強度,7.2 膠接原理,吸附理論 靜電理論 擴散理論 機械結(jié)合理論 化學(xué)鍵理論,50,7.2.1 膠接基本過程,膠粘劑對被粘物表面的潤濕

21、 膠粘劑分子向被粘物體表面移動、擴散和滲透 膠粘劑與被粘材料形成物理、化學(xué)和機械結(jié)合的粘合力：,化學(xué)鍵力-共價鍵、配位鍵、離子鍵、金屬鍵，鍵能大、牢固。 分子間的作用力-范德華力和氫鍵力 機械作用力,7.2.2粘接原理,一、吸附理論 膠接作用是膠粘劑分子與被膠接物分子界面發(fā)生吸附作用。（物理吸附和化學(xué)吸附） 特點： 1. 范德華力和氫鍵力 2. 具有熱力學(xué)平衡 3. 根據(jù)膠接功可計算膠接強度 4. 潤濕影響膠接強度-是吸附理論的核心內(nèi)容。,吸附理論,吸附理論認(rèn)為膠接過程分兩個階段 第一階段：膠粘劑分子通過布朗運動，向膠接物體表明移動擴散，使二者的極性基團(tuán)或分子鏈段互相靠近。 （通過提高溫度、降

22、低粘度、加壓等有利于布朗運動）。 第二階段：吸附力產(chǎn)生。與膠粘劑和被粘物的極性，分子間距，吸附點數(shù)等有關(guān)。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,2020/10/8,第7章 膠黏劑,吸附理論,吸附理論的缺陷： 1. 解釋不了膠粘劑與被膠粘物之間的膠接力大于膠粘劑本身的強度。 2. 解釋不了膠接強度大小與分子間的分離速度關(guān)系。 3. 解釋不了對于高分子化合物極性過大，反而膠接強度降低。 4. 解釋不了水的影響。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,二、靜電理論,2020/10/8,第7章 膠黏劑,三、擴散理論,觀點：膠粘劑和被粘物分子通過相互擴散而形成 牢固接頭。 特點： 1.膠接強度與接觸時間，

23、膠接溫度，膠接壓力，膠層厚度有關(guān)系。 2.膠粘劑分子量越高越不利擴散。 3.分子鏈的柔韌性增加，側(cè)基減少，有利分子擴散，膠接強度也有增加。 4.極性與極性和非極性與非極性聚合物之間都具有較高的粘附力。 缺點： 不能解釋高聚物以外的膠粘現(xiàn)象。,四、機械結(jié)合理論,觀點：機械理論認(rèn)為膠粘劑滲入被粘物的凹陷處、縫隙或/和孔隙內(nèi)，固化后產(chǎn)生錨合、鉤合、楔xie合、等作用，使被粘物膠接在一起。即機械理論就是只把膠接看成是純粹的機械嵌qian定作用。 特點： 1、它對解釋木材等多孔性材料及表面粗糙的材料的膠接很有貢獻(xiàn)， 2、適度膠接溫度與壓力，是產(chǎn)生足夠膠釘?shù)臈l件。如聚乙烯塑料膠接木材單板制造膠合板。 局限

24、性：機械理論無法解釋非多孔性材料，如玻璃、金屬等物體的膠接現(xiàn)象，也無法解釋材料表面的化學(xué)變化對膠接作用的影響。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,五、化學(xué)鍵理論 化學(xué)鍵理論認(rèn)為粘合劑與被粘合物之間除存在范德華力外，有時還可形成化學(xué)鍵?；瘜W(xué)鍵的鍵能比分子間的作用大的多，形成較多的化學(xué)鍵對提高膠接強度和改善耐久性都具有重要意義。,幾個事實：1，硫化橡膠與黃銅表面形成硫化亞銅，產(chǎn)生化學(xué)鍵；2，聚烯烴材料難以膠合，但通過等離子處理產(chǎn)生COOH、OH等基團(tuán)，能夠與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高膠接強度；3，聚氨酯、異氰酸酯膠接木材能夠產(chǎn)生化學(xué)鍵。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,形成化學(xué)鍵膠接的幾種方

25、法。 1，膠粘劑和被膠接物之間的活性基團(tuán)在一定條件下反應(yīng)形成化學(xué)鍵。2，加入偶聯(lián)劑； 3，通過表面處理產(chǎn)生活性基團(tuán)。 化學(xué)鍵理論的局限性：不能解釋大多數(shù)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的膠接現(xiàn)象。（化學(xué)鍵的形成是有條件的，很多情況下難以形成化學(xué)鍵）。,其它膠接理論,膠接強度,膠接過程是一個復(fù)雜的過程，以上幾種膠接理論即有實驗事實作依據(jù)，又都存在有局限性 對于固體和膠粘劑產(chǎn)生膠接作用的原因，可概括為： （1）相1和相2機械結(jié)合作用。包括：膠釘理論（anchoring）；被膠接固體經(jīng)表面處理后產(chǎn)生觸須（whisker）狀凸起，相1與相2糾纏咬合（interlocking）。 （2）相1和相2的化學(xué)吸附結(jié)合作用。包括

26、：通過相互擴散，在分子之間產(chǎn)生分子間的拉引作用力（內(nèi)聚力）；相1相2密切接觸，產(chǎn)生分子間的拉引作用力；相1和相2通過化學(xué)鍵結(jié)合在一起。 膠接效果是主價力、次價力、靜電引力和機械作用力等綜合作用的結(jié)果。,總結(jié),各種膠粘劑,2020/10/8,第7章 膠黏劑,涂料與膠黏劑比較 涂料的粘附是指涂料涂裝于被涂底材表面成膜固化之后，涂膜與底材結(jié)合在一起的堅牢程度。這和膠黏劑的膠接粗看起來似乎很相近，但實際上則各有特點，現(xiàn)在將涂料與膠黏劑加以比較如下：,（1）目的 涂料的主要目的是對被涂物體表面起保護(hù)和裝飾作用。 保護(hù)包括耐磨、耐腐蝕、防潮、防氧化、防銹蝕等方 面；裝飾包括對被涂物體表面增加色彩、光澤以及

27、各種 圖案花紋。,膠黏劑的主要目的是將兩種或兩種以上同質(zhì)或異質(zhì)的 材料連接在一起，固化后具有足夠強度的物質(zhì)。除了彩色 或印花、印字膠粘帶或膠粘膜有裝飾要求或效果以外，一 般的膠黏劑沒有裝飾的要求，也沒有耐磨的要求。,（2）配方組分 涂料主成分大多是以高分子樹脂為基礎(chǔ)的成膜物質(zhì)； 其次是起裝飾效果的顏料；助劑包括固化劑、催干劑、流平劑及表面活性劑。大多數(shù)涂料是溶劑型和水基 型；但也有不需溶劑和水的固體粉末涂料。 膠黏劑的主成分大多是以高分子樹脂為基礎(chǔ)的膠接 力強大的粘合物質(zhì)。它基本不含顏料；也有溶劑或水； 助劑以固化劑、偶聯(lián)劑為主而不需要催干劑、流平劑 等，也用固體的熱熔膠。,（3）性能 涂料性

28、能主要要求粘附力好、成膜均勻并有一定的韌 性和硬度，其次還要求有流變性、貯存穩(wěn)定性、流平 性、遮蓋力、透明度、光澤、顏色、耐磨性、耐老化、 耐霉菌等性能的要求。 膠黏劑則以膠合強度、韌性、固化速度、耐熱性、耐 寒性、耐水性、耐溶劑性及可靠性等性能要求為主。,（4）表面處理 為提高涂膜的粘附力和膠黏劑的粘合力，均需要對被涂底材或被粘物表面進(jìn)行表面處理，處理方法亦大致相同。,烯類高聚物膠黏劑是以烯類高聚物作為 粘料的一大類膠黏劑。因烯類高聚物的 種類不同，該類膠黏劑有很多品種。,7.3 烯類高聚物膠黏劑,2007-4-8,69,一.基本特性 丙烯酸酯膠黏劑是以各種類型的丙烯酸酯為基料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制

29、成的膠黏劑。 可通過設(shè)計共聚組分而得到柔性和剛性等不同的膠粘劑。 特點:可室溫固化，固化速度快，膠層強度高，具有優(yōu)異的戶外耐老化性，和較好的耐水性。，應(yīng)用范圍很廣泛?？梢哉f所有金屬、非金屬都能被丙烯酸膠粘劑粘接。 丙烯酸及其酯類膠粘劑近年來發(fā)展很快。,7.3.1 丙烯酸酯膠粘劑,2007-4-8,70,二.分類 按強度分： 按劑型分： 溶劑型 ：如MA的均聚或共聚物+酮+RX 乳液型 ：如MA共聚物乳液 無溶劑型：如-氰基丙烯酸酯膠、厭氧膠、結(jié)構(gòu)膠等 按固化機理分： 反應(yīng)性丙烯酸酯膠粘劑 非反應(yīng)性丙烯酸酯膠粘劑,2007-4-8,71,三、丙烯酸酯類膠粘劑原料合成方法,1.丙烯酸酯的直接酯化法

30、,硫酸、對甲苯磺酸、 磺酸型陽離子樹脂,2.甲基丙烯酸酯的酯交換法,如：,2007-4-8,72,三、丙烯酸酯類膠粘劑原料合成方法,3.（甲基）丙烯酸酯和環(huán)氧化合物的反應(yīng),4.（甲基）丙烯酸堿金屬鹽和環(huán)氧氯丙烷的偶合反應(yīng),四、第二代（反應(yīng)性）丙烯酸酯膠黏劑 丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑,第一代丙烯酸酯膠黏劑（FGA） -20世紀(jì)70年代由杜邦公司開發(fā)成功，1975年投放市場，是相對于性能較差。 第二代丙烯酸酯膠黏劑（SGA）-區(qū)別：單體在聚合 過程中會與彈性體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 三代丙烯酸酯膠黏劑（TGA）。它與SGA的主要區(qū)別是固化方式。 SGA靠與固化劑進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)而固化； TGA靠紫外光或電子束照射引

31、發(fā)自由基聚合而固化。,反應(yīng)性丙烯酸酯膠黏劑的組成,分為底涂型及雙主劑型兩大類。 底涂型有主劑及底劑兩個組分。 主劑包含聚合物（彈性體）、丙烯酸酯單體（低聚 物）、氧化劑、穩(wěn)定劑等； 底劑中包含促進(jìn)劑（還原劑）、助促進(jìn)劑、溶劑等。,雙主劑型不用底劑，兩個組分均為主劑，其中一 個主劑中含有氧化劑，另一個主劑中含有促進(jìn)劑及助 促進(jìn)劑。使用的氧化還原體系必須匹配且具有高效， 這樣才能室溫快速固化，并達(dá)到固化完全。,2. 氰基丙烯酸酯膠黏劑,1947年，B. F. Goodrich公司首次合成了氰基丙烯 酸酯，但并不知道它具有膠接性。直到1950年， Eastman Kodak在鑒定其單體時，不小心把阿

32、爾貝折 光儀的棱鏡粘在一起，才發(fā)現(xiàn)它是一種瞬間強力膠黏 劑。,2007-4-8,77,7.3.2 氰基丙烯酸酯膠粘劑,一.氰基丙烯酸酯膠粘劑的性能和特點 1.基本性能 由于強吸電子的氰基和酯基存在，單體很容易在水或弱堿性催化作用下進(jìn)行陰離子型聚合，快速固化。 透明單組分低粘度膠，可在200-1000Pas 范圍內(nèi)變動。 溫室下5-180S固化。固化迅速，被稱為“ 瞬干強力膠”。使用方便，應(yīng)用極其廣泛。 無固化劑，無溶劑，固化收縮率低，環(huán)境污染小。 被粘物表面不需要特殊處理 固化后膠層透明無色，外觀平整，特別適合工藝品、 貴金屬、 精密儀器的膠接。 耐侯性耐寒性耐藥品性能良好、抗拉強度高（與環(huán)氧

33、相近）。 毒性小，在醫(yī)學(xué)上可用于皮膚、血管、骨組織粘合。,2007-4-8,78,2.特點 單劑型、低粘度、固化快、高強度； 透明好、毒性小、易使用、用途廣；,不足點： 耐水性差，濕度大易白化；膠層脆，抗沖性差，剝離強度低。 耐熱性，耐久性不理想（未經(jīng)改性僅在70-80度以下使用）。 固化快，使用期短，難用于大面積膠接，故產(chǎn)量小，多用于臨時性粘接。 價格高，貯存期短，一般為半年左右。,2007-4-8,79,單體主要成分： ： 氰基丙烯酸酯（甲酯或乙酯）, -R 結(jié)構(gòu)對性能的影響：-R越長，膠層韌性越好，耐濕性越好，但粘接強度變差，工業(yè)上現(xiàn)多用甲、乙酯。,二、氰基丙烯酸酯膠黏劑的組成與固化,1

34、、膠粘劑的組成,2007-4-8,80,穩(wěn)定劑：常用的是SO2、對甲苯磺酸等可防止陰離子聚合。 阻聚劑：對苯二酚（防止自由基聚合） 增稠劑：PMMA粉、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯等。 增塑劑：改善固化后膠層脆性，提高膠層的沖擊 強度。二丁酯、二辛、磷酸、三甲酚酯,助劑（改善膠粘劑的貯存性和使用性）,2007-4-8,81,陰離子聚合機理（本體聚合）。 實際上，所有材料表面都吸附有濕氣，氰基丙烯酸酯膠粘劑與吸附水接觸，使碳陰離子快速產(chǎn)生，并迅速聚合固化。,2.固化原理,工業(yè)上采用的方法是將氰乙酸酯與甲醛在 堿性介質(zhì)中進(jìn)行加成縮合得到的低聚物裂解成 為單體，所得單體經(jīng)精制后，加入各種輔助成 分就得

35、到-氰基丙烯酸酯膠黏劑。,三、 氰基丙烯酸酯膠黏劑的制備,2007-4-8,83,三、氰基丙烯酸酯膠粘劑的制備,100,SOCl2,2007-4-8,84,四、氰基丙烯酸酯膠黏劑的改性,1.改善耐熱性 氰基丙烯酸酯固化后是熱塑性結(jié)構(gòu)，并含有較多的殘留單體，玻璃化溫度不高，一般只能耐熱80左右，常需改性。 常用的方法有： 1）加入交聯(lián)劑：雙氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸烯丙酯、氰基戊二烯酸酯。 2）加入耐熱粘合促進(jìn)劑：弱酸性物質(zhì)如：羧酸、酸酐、酚類化合物等。,2007-4-8,85,四、氰基丙烯酸酯膠黏劑的改性,2.改善耐水性 加入交聯(lián)劑 加入共聚單體 加入表面硅烷偶聯(lián)劑如：KH-507 3.改善耐沖

36、擊性 加入增塑劑：內(nèi)增塑，引入塑性單體；外增 塑，加入增塑劑。 加入彈性體：如聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠。,2007-4-8,86,四、氰基丙烯酸酯膠黏劑的改性,4.降低刺激性和白化性 使用氰基丙烯酸丁酯； 使用新型單體:烷氧基氰基丙烯酸酯 （無臭、幾乎無白化）。 5.改善粘度 6.改善固化性： 使用堿性底膠、加入皇冠醚、硅烷冠醚等。 7.改善儲存穩(wěn)定性： 膦嗪類化合物與對苯二酚混合，室溫儲存期達(dá)到6個月，性能不變。,2007-4-8,87,五、氰基丙烯酸酯膠粘劑配方實例,502膠配方: 組分： 質(zhì)量份 氰乙酸乙酯 126 二氯乙烷 80-100 甲醛 82 六氫吡啶 0.4-0.5 二丁酯 4

37、0 對甲苯磺酸 1.0 五氧化二磷 5.0+2.0 對苯二酚 2.0+0.5,7.3.3. 丙烯酸酯壓敏膠黏劑,壓敏膠黏劑(PSA) ：施于被黏物即產(chǎn)生一層持久 性黏膜的膠黏劑，簡稱壓敏膠。壓敏膠可以長期不 固化而保持其永黏性。,壓敏膠一般有橡膠型和合成樹脂型兩類，丙烯酸 酯壓敏膠屬于合成樹脂型。 丙烯酸酯類壓敏膠黏劑是目前僅次于橡膠類， 用得最多的壓敏膠粘劑，它是丙烯酸酯單體和其它 乙烯類單體的共聚物。,丙烯酸酯壓敏膠的組成,用于制備壓敏膠的單體分為三類： （1）主單體：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯等。 酯基上的分子鏈越長，共聚物越柔軟。 （2）共聚單體：乙酸乙烯酯、丙烯腈等

38、。 （3）功能單體：甲基丙烯酸、丙烯酰胺、馬來酸酐等。 這些單體的不同組合，所制成的壓敏膠Tg高低不同，性能各異。,組分 含量/質(zhì)量份 丙烯酸-2-乙基己酯 116.5 丙烯酸丁酯 112.5 乙酸乙烯酯 12.5 甲基丙烯酸縮水甘油醚 1.25 丙烯酸 7.5 通過溶液聚合而成，經(jīng)過涂布、烘干、成卷制成膠 帶。因為膠中含有交聯(lián)單體，膠接力、耐久性都較好。,配方,7.3.4 丙烯酸酯厭氧膠黏劑,1955年美國GE公司發(fā)現(xiàn)了丙烯酸雙酯的厭氧性， 六十年代中期由Loctite公司制成厭氧膠黏劑出售。 厭氧膠黏劑是一類性能獨特的丙烯酸酯類膠黏劑。它是一種單組分、無溶劑、室溫固化液體膠黏劑， 是一種引

39、發(fā)(金屬可以起促進(jìn)聚合的作用使粘接牢固)和 阻聚(大量氧抑制引發(fā)劑產(chǎn)生游離基)共存的平衡體系-自由基聚合固化。,丙烯酸酯厭氧膠黏劑的組成,厭氧型丙烯酸酯膠黏劑是以甲基丙烯酸雙酯為 主體配以改性樹脂、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑等組 成，還可根據(jù)需要添加其它助劑，如染料和顏料、增 稠劑、觸變劑等。 單體是厭氧型丙烯酸酯膠黏劑的主要成分，約占 總配比量的90%以上。各種分子量的多縮乙二醇甲基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂甲基丙烯酸酯、多元醇甲基丙烯酸酯及小分子量的聚氨酯丙烯酸酯。,（2）引發(fā)劑(5%)：多用有機過氧化物 如異丙苯過氧化氫、過氧化苯甲酰、叔丁基過氧 化氫等。 （3）促進(jìn)劑(0.55%)：含氮化合物（N

40、，N-二甲基苯胺)，含硫化合物(如四甲基硫脲），肼類化合物 助促進(jìn)劑：亞胺和羧酸類 應(yīng)用最多、效果最好的是鄰苯磺酰亞胺(即糖精)。 （4）穩(wěn)定劑(0.01%)：氧、醌、酚、草酸等。 （5）增稠劑：聚丙烯酸酯、纖維素衍生物等。 作為商品最早被開發(fā)使用的是四甘醇二甲基丙烯酸酯。,影響厭氧膠黏劑性能的主要因素,由于厭氧膠為單組分，膠液中既有氧化劑，又有還原 劑，穩(wěn)定性更難處理，氧化還原體系必須更加精密。 (1) 過氧化物引發(fā)劑與促進(jìn)劑的配合； (2)單體與齊聚體的配合； (3)穩(wěn)定劑的種類。,為了提高貯存穩(wěn)定性，工業(yè)生產(chǎn)中一般采用乙二胺 四乙酸二鈉鹽處理丙烯酸單體和齊聚體。這樣處理過 的單體金屬離子

41、含量大大降低，可以減少阻聚劑的添 加量，可獲得既快速固化又高度穩(wěn)定的厭氧膠黏劑。,2007-4-8,96,典型配方及配方分析： 組分 質(zhì)量份 作用 三縮四乙二醇二甲基丙烯酸酯：60； 單體，雙酯 環(huán)氧丙烯酸雙酯： 40； 改性樹脂 丙烯酸 2 配合劑，加速固化 過氧化異丙苯： 5 引發(fā)劑 三乙胺： 2 促進(jìn)劑，加速固化 糖精： 0.3 助促進(jìn)劑，加速固化 苯醌： 0.01 穩(wěn)定劑，改善儲存期 氣相白炭黑： 0.5 觸變劑，改善流淌性 按比例分配合后調(diào)勻即可使用。,2020/10/8,97,橡膠類膠粘劑是以橡膠為基料配制而成的膠粘劑。 按橡膠基料的組成，可分為天然橡膠膠粘劑和合成橡膠膠粘劑兩大類

42、。 橡膠是一種彈性體，不但在常溫下具有顯著的高彈性，而且能在很大溫度范圍內(nèi)具有這種性質(zhì)，變形性可達(dá)數(shù)倍。 利用橡膠這一性質(zhì)配制的膠粘劑，柔韌性優(yōu)良，具有優(yōu)異的耐蠕變、耐撓曲及耐沖擊震動等特性，適用于不同線膨脹系數(shù)材料之間及動態(tài)狀態(tài)使用的部件或制品的膠接。,7. 4 合成橡膠膠黏劑,2020/10/8,98,合成橡膠膠粘劑是以合成橡膠為基料配制的膠粘劑。 常用的合成橡膠膠粘劑的品種主要有氯丁橡膠、 丁腈橡膠、丁苯橡膠、硅橡膠等。 氯丁橡膠膠粘劑是合成橡膠膠粘劑種產(chǎn)量最大、用 途最廣的一個品種。,2020/10/8,99,氯丁橡膠膠粘劑的主要成分是氯丁橡膠，是氯丁二烯的聚合物，其結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，分子

43、上又有極性較大的氯原子，故結(jié)晶性強，在室溫下就有較好的膠接性能和內(nèi)聚力。非常適宜作膠粘劑。 1.氯丁橡膠膠粘劑的類型 氯丁橡膠膠粘劑可分為溶液型、乳液型和無溶劑液體型三種。目前仍以溶液型用量最大。,2020/10/8,100,2.氯丁橡膠膠粘劑的主要成分及作用,一般的氯丁橡膠膠粘劑是由氯丁橡膠、硫化劑、樹脂、防老劑、溶劑、填充劑、促進(jìn)劑等組成。 氯丁橡膠-由氯丁二烯經(jīng)乳液聚合而制得。 氯丁橡膠按聚合條件又可分成硫磺調(diào)節(jié)通用型 （G型）、非硫調(diào)節(jié)通用型（W型）以及膠接專用型 三大類 硫化劑是促使橡膠（生膠）發(fā)生硫化反應(yīng)（即交聯(lián)反應(yīng)）的物質(zhì)。 最常用的硫化劑是氧化鋅和氧化鎂。,2020/10/8,

44、101,防老劑：為防止橡膠分解，改善耐老化性能，一般加入2%左右的防老劑。 其中以防老劑甲和防老劑丁用得較多，但易變色。 溶劑使膠液具有合適的工作粘度和固體含量。 溶劑的種類和用量關(guān)系到氯丁橡膠膠粘劑的溶解性、穩(wěn)定性、滲透性、初粘性、膠接強度以及燃燒性和毒性等。溶于芳香族溶劑（如苯、甲苯、二甲苯等）、氯化物溶劑 樹脂可提高橡膠膠粘劑的膠接性，有利于膠接表面光滑的材料。應(yīng)用最廣泛的是對叔丁基酚醛樹脂（牌號為2401） 填料：用于改善操作性能，降低成本和減少體積收縮率。 常用的填料有碳黑、白碳黑、重質(zhì)碳酸鈣、陶土、 滑石粉等，其中用重質(zhì)碳酸鈣的膠剝離強度較高。,2020/10/8,102,3.氯丁

45、橡膠膠粘劑的制備,氯丁橡膠膠粘劑可以用混煉法和浸泡法來制備。 （1）混煉法：將氯丁橡膠在煉膠機上進(jìn)行塑煉，塑煉后的橡膠需加入各種配合劑進(jìn)行混煉。加料次序為氯丁橡膠、促進(jìn)劑、防老劑、氧化鋅、氧化鎂、和填料等。混煉溫度不宜超過60，混煉時間在保證各種配合劑充分混合均勻的條件下應(yīng)盡量縮短。 將混煉好的膠破碎成小塊放入帶有攪拌的溶解池內(nèi)，攪拌至溶解，需對氯丁橡膠膠粘劑進(jìn)行改性時，只需將樹脂與氧化鎂的預(yù)反應(yīng)樹脂加入攪拌均勻即可。即制得溶劑型氯丁橡膠膠粘劑。,2020/10/8,103,（2）浸泡法 先將氯丁橡膠與混合溶劑放入密閉容器內(nèi)浸泡，一般 泡23天，使氯丁橡膠能很好溶脹，然后移至反應(yīng)釜 內(nèi)加熱至5

46、0左右，攪拌至溶解，加入各種配合劑， 再充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯伞?這兩種方法就其膠接強度來說，混煉法優(yōu)于浸泡法； 貯存性能混煉法優(yōu)于浸泡法。 混煉法需有開放式或密閉式煉膠機，混煉工藝相對來 說比較麻煩，而浸泡法則簡單。,2020/10/8,104,熱熔膠黏劑是一種在熱熔狀態(tài)進(jìn)行涂布，借 冷卻硬化實現(xiàn)膠接的高分子膠黏劑。按國標(biāo)的規(guī) 定，熱熔膠的定義“在熔化狀態(tài)進(jìn)行涂布，冷卻 成固態(tài)就完成粘接的一種熱塑性膠黏劑”。 不含溶劑，百分之百固含量，主要由熱塑性 高分子聚合物所組成。,7.5 熱熔膠黏劑,2020/10/8,105,熱熔膠主要特點 ： 膠接迅速。 不含溶劑。 可以反復(fù)熔化膠接。 可以膠接多種材料

47、。 熱熔膠的缺點是熱穩(wěn)定性差、膠接強度偏低。,2020/10/8,106,熱熔膠是由聚合物基體、增黏樹脂（增黏劑）、蠟類和抗氧劑等混合配置而成的。 1、聚合物基體,熱熔膠的組成及其作用,聚合物基體對熱熔膠性能起關(guān)鍵作用，賦予其必要的 膠接強度和內(nèi)聚強度。并決定膠的結(jié)晶、黏度、拉伸強 度、伸長率、柔韌性等性能。 用作熱熔膠的聚合物基體應(yīng)具有以下性能： 受熱時易熔化； 具有較好的熱穩(wěn)定性，在熔融溫度下不發(fā)生氧化分解，并有一定的耐久性；,2020/10/8,107, 耐熱、耐寒，具有一定的柔韌性； 與配合的各組分有一定的相容性； 對被粘物適應(yīng)性強，有較高的粘接強度； 在一定溫度下黏度的可調(diào)性； 色澤

48、盡量淺。,反映聚合物基體的主要參數(shù)是它的分子量、分子量分布。 反映在膠黏劑上主要影響膠接強度、熔體指數(shù)、軟化點、黏度、柔性、固化速度、熱穩(wěn)定性等性能上。 降低高聚物基體的分子量和增大其分子量分布可以 降低膠的軟化點和黏度，使膠容易熔融、粘合迅速、加 工容易、提高生產(chǎn)效率，但可能會降低膠的膠接強度、 拉伸強度、熱穩(wěn)定性、剝離強度等。,2、增粘劑 作用：降低熱熔膠的熔融粘度，提高其對被膠接物的潤濕性和初粘性，以及調(diào)整膠的耐熱溫度及晾置時間。 基本要求：與基本聚合物具良好的相容性，對被膠接物具良好的粘附性，在熔融溫度下具良好的熱穩(wěn)定性。 用量：基本聚合物重量的20-150%。 種類 （1）松香及其衍

49、生物 （2）萜烯樹脂及其改性樹脂 （3）石油樹脂，常用C5和C9的石油樹脂。 （4）熱塑性酚醛樹脂、低分子量聚苯乙烯等。,3、蠟類 作用：降低熱熔膠的熔點和熔融粘度，改善膠液流動性和潤濕性，提高膠接強度、防止熱熔膠結(jié)塊和降低成本。 種類： 烷烴石蠟：熔點50-70，分子量280-560； 微晶石蠟：熔點65-105 ，分子量450-700，價格較高，提高熱熔膠的柔韌性、膠接強度、熱穩(wěn)定性和耐寒性等優(yōu)于烷烴石蠟，但防結(jié)塊能力低于烷烴石蠟； 合成蠟：熔點100-120 ，分子量1000至一萬，相容性好，良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和電性能，效果最好。 用量：基本聚合物重量的30%。,4、填料 作用：

50、降低熱熔膠的收縮性，防止對多孔性被膠接材料的過度滲透，提高熱熔膠的耐熱性和熱容量，延長可操作時間，降低成本。 種類：常用的有碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、粘土、滑石粉、碳黑等。,2020/10/8,111,一、熔融粘度（或熔融指數(shù)）,熔融指數(shù)（MI）：是指熱塑性高聚物在規(guī)定的溫度、 壓力條件下，熔體在10min內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的質(zhì)量值。 單位g/10min。 體現(xiàn)熱熔膠流動性能大小的性能指標(biāo)。,7.5.1 熱熔膠的技術(shù)指標(biāo),2020/10/8,112,二、軟化點 是指以一定形式施以一定負(fù)荷，并按規(guī)定升溫速率加熱到試樣變形達(dá)到規(guī)定值的溫度。 是熱熔膠開始流動的溫度，可作為衡量膠的耐熱性、熔化難易和晾置

51、時間的大致指標(biāo)。,2020/10/8,113,三、晾置時間 （露置時間）,晾置時間：是指熱熔膠從涂布到冷卻失去潤濕能力前 的時間，即可操作時間。 固化時間：是指熱熔膠涂布后從兩個粘接面壓合到粘 接牢固的時間。,2020/10/8,114,180,20,b,a,c,d,涂布,壓合開始,壓合終了,膠溫變化線,時間,圖7-5-1 熱熔膠的固化過程,溫度（）,a：露置時間 b：從實際涂布到壓合的一段時間 c：固化時間 d：實際壓合時間,2020/10/8,115,7.5.2 乙烯醋酸乙烯型熱熔膠粘劑,乙烯醋酸乙烯共聚物 -EVA (ethylenevinyl acetate copolymer) EV

52、A熱熔膠是目前用量最大的熱熔膠品種； 概念：是由乙烯和乙酸乙烯酯經(jīng)共聚反應(yīng)得到的乙烯-乙酸乙烯酯樹脂為基本聚合物，加入其他助劑而制得的一種熱熔膠粘劑。 EVA樹脂是一種無臭、無味、無毒，白色或淺黃色粉 狀或粒狀低熔點聚合物，由于它的結(jié)晶度低，彈性大，呈 橡膠狀，同時又含有足夠的起著物理交聯(lián)作用的聚乙烯結(jié) 晶，因此具有熱塑性彈性體的特點。 EVA的性能與醋酸乙烯(VA)含量和EVA分子量有關(guān)。,制造方法：高壓本體聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法。一般EVA熱熔膠是利用本體聚合法生產(chǎn)，再制成粒狀、條狀等以供使用。 性質(zhì) 優(yōu)點：對多種材料有良好的粘附性；膠層強度、柔韌性、耐寒性好；熱熔流動性好；EVA

53、樹脂與各種配合組分混溶性好；價格較低廉。 缺點：耐熱、耐油性差，強度較低，多數(shù)應(yīng)用于強度要求不高的場合。 大量應(yīng)用于紙盒、書籍無線裝訂、木材積層板制作和木工封邊、無紡布制作等。,2020/10/8,117,7.5.3 聚酰胺 (polyamide，PA)熱熔膠,是由羧酸與胺類生成的分子主鏈上含有酰氨基 (CONH)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的線形熱塑性聚合物。 酰胺基團(tuán)上的氫原子可與被粘物(皮革或纖維織物)上 的氧原子形成氫鍵，因而具有較高的粘接強度。 用作熱熔膠的聚酰胺是由二元羧酸與二元胺縮聚、 氨基酸縮聚或其他內(nèi)酰胺開環(huán)縮聚而成。,2020/10/8,118,聚酰胺熱熔膠的突出優(yōu)點是軟化點范圍窄，溫度稍

54、低于熔點就立刻固化，耐油性和耐藥性好。又由于分子中含有 氨基、羥基和酰氨基等極性基團(tuán)，因此對許多極性材料有較好的膠接性能。 特別是在紡織品、電器和制鞋行業(yè)。,2020/10/8,119,7.5.4 聚氨酯 (polyurethane，PU),分子主鏈上含有許多重復(fù)的氨基甲酸酯基團(tuán) (OOCNH)的聚合物稱為聚氨基甲酸酯，簡稱為聚氨 酯。聚氨酯有聚酯型和聚醚型兩類 聚氨酯為白色無規(guī)則球狀或柱狀顆粒，相對密度1.10 l.25。聚醚型相對密度比聚酯型小。聚醚型玻璃化溫度為 100.6l06.l，聚酯型玻璃化溫度為108.9 122.8， 聚醚型耐低溫性優(yōu)于聚酯型。,2020/10/8,120,聚氨

55、酯最突出的特點是聚氨酯熱熔膠受熱后會失去分子中由于氫鍵作用而產(chǎn)生的物理交聯(lián)，變成熔融的黏稠液，冷卻后又恢復(fù)原來的物性。因此，聚氨酯熱熔膠具有優(yōu)異的彈性和強度，粘接強度高，耐溶劑、耐磨，適用于各種材料的粘接，特別適合于粘接鞋類和織物，但成本比其他幾類熱熔膠高。 在實際應(yīng)用中，常用聚酯多元醇與二異氰酸酯進(jìn)行 聚合。因為由聚酯多元醇制得熱熔膠性能比聚醚多元醇 制得的聚氨酯性能要好得多。,聚氨酯乳液膠粘劑：,合成自乳化聚氨酯乳液膠粘劑的生產(chǎn)工藝流程：,7.6 天然和無機膠黏劑,天然膠黏劑的特點： （1）原料易得；（2）價格低廉；（3）生產(chǎn)工藝簡單；（4）使用方便；（5）大多為低毒或無毒； （6）能夠降

56、解，不產(chǎn)生公害。 無機膠黏劑的特點： （1）耐高溫，可承受1000或更高溫度；（2）抗老化性好；（3）收縮率??；（4）脆性大，彈性模量比有機膠黏劑高一個數(shù)量級；（5）抗水、耐酸堿性差。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,7.6 天然膠粘劑和無機膠粘劑,一、天然膠粘劑 A 天然膠粘劑是指由天然有機物制成的膠粘劑 優(yōu)點：原料易得，使用方便 缺點：粘接力和耐水性等方面均不如合成膠粘劑 B 分類 按原料來源分：礦物膠、動物膠、植物膠 按組成分：淀粉、動植物蛋白、纖維素、天然樹脂,2020/10/8,第7章 膠黏劑,2020/10/8,124,淀粉是一種可再生性天然高分子化合物, 具有良好的粘合性和成

57、膜性能。淀粉分子包括支鏈淀粉和直鏈淀粉2種成分。 淀粉膠粘劑的制作方法有多種，主要有糊化法、氧化法、酯化、醚化法及與其他高分子單體接枝共聚法。 由于原淀粉相對分子質(zhì)量較大，聚合度較高，流動性及滲透性較差，用作膠粘劑時必須對淀粉的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行解體、降解。 降解方法主要有熱降解、生物降解、酸降解和氧化降 解等，由于前三種方法存在溫度高、時間長、降解率低和降解程度難以控制等問題，所以常用氧化降解。,1、 淀粉膠粘劑,淀粉：是有許多葡萄糖結(jié)構(gòu)單元（C6H10O5）互相連接而成的多糖類聚合物，為粒狀。 來源：植物中的種子、果實、葉、塊莖、球莖中都會有大量的淀粉。 淀粉分離：溶解于冷水中先膨脹或溶脹，

58、再干燥成粒狀分離。 淀粉直接糊化粘接性能很低，直接用途就有限，所以在工業(yè)中廣泛使用淀粉基膠粘劑一般通過淀粉的降解轉(zhuǎn)化或化學(xué)改性制得。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,例1： 淀粉膠粘劑,常用轉(zhuǎn)化用配合劑有增塑劑、液化劑/溶膠化劑、填料、硼砂、保鮮劑等。 A增塑劑：甘油，二醇類，大豆油，葡萄糖，果汁。 用途：控制膠合成的脆性或調(diào)節(jié)干燥速度。 B液化劑：氯化鈣，尿素，硝酸鈉，乙酰胺等。 用途：降低粘度，或控制膠粘時間與干燥速度的助劑，用量5-20% C 填料：粘土，磷酸鈣，二氧化鈦等 用途：控制與多孔性莖材相關(guān)連的滲透性，也可控制淀粉類膠粘劑的固化。用量5-50% D 保鮮劑：甲醛，硫酸銅，硫酸鋅，苯甲酸鹽等。 用途：殺菌、防霉作用。但要注意毒性，用量0.2-1%,2020/10/8,第7章 膠黏劑,E 硼砂：（四硼酸鈉） 用途：增粘，提高膠的內(nèi)聚力和穩(wěn)定性 原因：硼砂分子同淀粉的羥基相互作用或同游離水分子締合作用的結(jié)果。當(dāng)加20%硼砂固化強度增大，使操作速度快。 當(dāng)加入苛性堿直到所有四硼酸鈉被轉(zhuǎn)化成偏硼酸鈉時，其粘結(jié)強度可進(jìn)一步提高。如堿加過量，反而使粘度下降。,2020/10/8,第7章 膠黏劑,2、 骨膠膠粘劑,骨膠：動物蛋白膠,（皮膠、魚膠）。 制取工藝 A：將動物骨骼在石灰水中浸泡，然后水洗，中和，最后加熱蒸煮，獲得浸出物，其直接脫水，干燥即