胶合材料思考题答案

胶合材料思考题答案胶合材料思考题答案 第一章1 胶合材料的发展趋势如何 答1 对原有的胶种进行改性 2 寻求新的胶粘剂原料 发展再生资源环保型胶 3 发展固体型胶粘 剂 4 发展水基型乳液胶 5 发展反应型胶 2 胶接理论有几种 论点各是什么 答1 吸附理论 论点胶接作用是 胶黏剂分子与被胶接物分子在界面上通过物理吸附而产生的 2 机 械结合理论 论点液态胶黏剂充满被胶结物表面的空隙或凹陷处 固化后在界面去产生齿合连接 3 扩散理论 论点高聚物间的胶合 是由于胶黏剂分子与被胶接材料分子在胶接界面上相互扩散引起的 4 静电理论 论点在胶接头中存在双电层 胶接力主要双电层的 静电引力 5 化学键理论 论点胶接作用主要是化学健力作用的结 果 3 一个胶接件的胶合强度是由哪些力综合作用的结果 答1 被胶接材 料的凝聚力2 胶黏剂的内聚力3 胶粘剂与被胶接材料间的结合力4 胶接结构的破坏类型有几种 答1 被胶接物破坏2 胶层破坏3 胶接界 面破坏4 混合破坏5 胶粘剂的主要组成有哪些 答胶料 固化剂 增 塑剂和增韧剂 填料 稀释剂与溶液 偶联剂和其他助剂6 请解释 溶液型胶 乳液型胶 热熔型胶 结构型胶 热塑性胶 热固性胶 溶液型胶热塑性高聚物溶解于适当的溶剂中形成的胶粘剂 乳液型胶热塑性高聚物被乳化后分散在水中形成的胶粘剂 热熔型胶以热塑性高聚物为主要成分 不含水和溶剂 100 固体 通过加热熔融获得流动性 涂于被胶接物表面 随后冷却硬化发挥 胶结力 结构型胶指那些能承受较大压力 而且其胶接强度应大于或至少接 近被胶接材料本身的强度 是胶接部位不致于成为结构整体中薄弱 环节的胶粘剂 热塑性胶一般是线型 直链型 结构的高分子化合物 其特征是可 反复受热软化 或熔化 冷却则固化 可溶于某些溶剂中 热固性胶一般是体型结构的高聚物 在催化剂或热的作用下发生化 学反应而变成不溶不熔状态 受热不在软化 强热则分解破坏的胶 粘剂 第二章1 酚醛树脂具有哪些主要的性能 答优点1 胶合强度高2 耐水性好 耐久性好 耐热3 耐化学性好4 电绝缘5 可与多种树 脂胶混合使用缺点1 固化条件要求高2 易透胶3 胶层颜色深 毒 性大2 苯酚具有哪些与制胶有关的性质 看书 3 甲醛在什么情 况下易聚合成多聚甲醛 甲醛液中保存甲醇的目的是什么 答 1 低温情况下 长时间 高浓度 2 为了防止甲醛聚合常在甲醛水溶液中加入甲醇 甲醇含量越高 甲醛水溶液贮存期间的容许温度越低 甲醇其阻聚剂作用 4 六次甲基四胺在制胶 调胶 胶液贮存等过程中起何作用 在 制胶中起缓冲剂的作用 在胶液贮存中延长贮存期 在调胶中 延长胶的适用期5 请解释胶的贮存期 适用期 固化时间 贮存期在室温条件下 胶粘剂仍能保持其操作性能和所规定的质量 指标的存放时间 适用期 活性期 生活期 生活力 胶液加入固化剂 或其他助剂 调制后 在室温条件下能维持其可用性能的时间 固化时间胶液调成后 在一定温度下 胶液变成固体状态所需的时 间 6 热固性酚醛树脂的合成必须具备什么条件 经过哪几类化学反应 答 1 碱性条件下 F P 1 2 加成反应 缩聚反应7请分别写出热固性酚醛树脂的加成产物 答有五种加成产物8 热固性酚醛树脂的树脂化过程分成哪几个阶段 如何从它的外观加以区分 各阶段树脂具有什么特点和性能 请根据 其特点写出初期酚醛树脂的分子结构式 答 1 树脂化 过程分为三个阶段 即初期 中期 末期 2 1 初期酚醛树脂 甲 A 外观粘液状 可制成粉末状 特点 平均聚合度4 5 平均分子量约M 500 600 分子以线型结构为 主 连接位置一定在酚羟基的邻对位 连接形式以 CH2 为主 有少量的 CH2 O CH2 树脂中有游离的羟甲基 CH2OH 可根据上述特点写出初期酚醛树脂的分子结构式 例O HC H2O HC H2O HO HOHO HC H2O HC H2OHCH2CH2CH2性能 分子量低 相对而言 具有溶解性能 可溶于碱水溶液 形成水溶性酚醛树脂 可溶于 乙醇 形成醇溶性酚醛树脂 还可溶于丙酮 酯类等有机溶剂中 加热可熔融 具有热塑性 2 中期酚醛树脂 乙 B 外观橡胶状 膏状 麦芽糖状 特点平均聚合度7 8 平均分子量M 1000 分子结构为支链型 树 脂中有游离的羟甲基 CH2OH 性能 不溶于碱水溶液 只能部分的溶于丙酮或醇类 主要是膨胀 叫溶胀或半溶 受热可软化 但不能完全熔化 叫半熔 在110 150 树脂像有弹性的高分子一样 可拉成长线 但冷却 就变成脆性的树脂 3 末期酚醛树脂 丙 C 外观坚硬的固体 特点分子为体型结构 性能 不溶不熔的坚硬固体 机械强度高 电绝缘性能好 耐 水性 耐久性好 对酸性溶液稳定 但对碱性溶液不稳定 用2 的氢氧化钠溶液即能使结构破坏 加热至280 树脂就分解 了 生成水 苯酚和碳化物 9 热塑性酚醛树脂的合成必须具备什么条件 如何将热塑性酚醛树脂 转变成热固性酚醛树脂 答条件酸性摩尔比F P 1在碱性介质下 加 入醛类物质 如六次甲基四胺 聚甲醛等 并加热 甲醛即与酚核 上未反应的邻 对位活性点反应 同时失水缩聚形成次甲基键桥 是树脂有热塑性转变为热固性树脂 进一步缩聚最终得到不溶不熔 的体型结构同化产物 10 热固性树脂 热塑性树脂 热固化树脂 冷固化树脂如何区别 它们之间存在什么关系 热固化 冷固 指条件热固性 热塑性 指性质热固性树脂可以热固化 也可冷固化 热塑性树脂只能冷固 化热固化只能选用热固性的树脂 冷固化可以选热固性树脂 也可 选热塑性树脂11 酚类与醛类的摩尔比如何影响酚醛树脂的性质和质 量 酸 碱催化剂如何影响酚醛树脂的加成产物和反应速度 答1 对树脂性质的影响P摩尔数 F摩尔数 热塑性PF P摩尔数 F摩尔数 热固性PF对树脂质量的影响甲醛的用量增多 树脂的粘度降低 固化时间缩短 游离酚 游离醛含量降低 毒性 降低 2 碱性催化剂 加成反应速度快 加成产物比较稳定 酸性催化剂缩聚反应速度快 加成产物不稳定 12 水溶性酚醛树脂和醇溶性酚醛树脂一般分别采用什么工艺类型 为什么 答水溶性酚醛树脂强碱催化 二次缩聚 终点不浓缩 醇溶性酚醛树脂弱碱催化 一次缩聚 终点浓缩加乙醇 13 根据酚醛树脂配方中原料的摩尔比计算投料量 计算题 在PPT中第二章有一道例题 大家自己去看哈 14 某厂生 产用的酚醛树脂胶存在固化速度慢的问题 请帮拟个改进的方案 1 采用二价金属离子作催化剂 合成高邻位的酚醛树脂 2 采用 高摩尔比配方 再加入一些助剂 合成快速固化的酚醛树脂胶 3 改变缩聚工艺 合成高聚合度的酚醛树脂 4 制胶时加入其它物质 如间苯二酚 单宁 使酚醛树脂胶快速固化 5 外加固化促进 剂 缩短热压时间或降低热压温度 第三章1 脲醛树脂胶和三聚氰胺甲醛树脂胶各具有那些主要的性能 脲醛树脂胶优点 胶合强度高 有一定的耐水性 临界温度70 80 属中等耐水性胶 耐热 耐腐 耐化学药品性好 成本低 工艺简单 使用方便 颜色浅 缺点 胶层脆 易老化 游离醛含量高 三聚氰胺甲醛树脂胶优点胶合强度高 固化速度快 硬度高 耐磨 性好 耐热 耐水 耐化学药品性好 电绝缘性好 透明性好 光 泽度高 缺点胶层脆 耐冲击性差 贮存期短 成本高 2 尿素在高温 水 稀酸 稀碱中会发生什么变化 答尿素在熔点 温度以下相当稳定 在略微超过它的熔点之上加热时则分解成氨和 氰酸 尿素易溶于水 晶体尿素的吸湿性很强 吸湿后结块 尿素 在水 稀酸 稀碱中不稳定 在稀碱中加热50摄氏度以上时放出氨 在稀酸液中放出二氧化碳3 不同的pH值条件对尿素与甲醛形成羟 甲基脲有什么影响 答在中性或弱碱性 pH 7 9 条件下 形成的 羟甲脲最稳定 否则进一步缩聚的反应基团就没有了 在弱酸性 pH 4 6 条件下 羟甲脲不稳定 一形成并进行缩聚 反应 形成亚甲基连接的初期聚合物 在强碱性 pH 11 13 条件下 羟甲脲易发生水解 形成羟甲脲 的速率下降 在强酸性 pH 3 条件下 羟甲脲 次甲脲4 羟甲基脲形成树脂的缩 聚形式主要有几种 试写出其反应过程的片段 答 羟甲脲 尿素 羟甲脲 羟甲脲 单体 多聚体 多聚体 多 聚体 a b c d 5 初期脲醛树脂具有什么特点和性能 请根据其 特点写出其分子结构式 答特点 平均聚合度n 7 8 分子以线型结构为主 连接位置在N 原子上 连接方式以 CH2 为主 有游离的羟甲基 CH2OH 性能具有可溶可熔性 分子结构式CH2OHNHCH2CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHNH2NHNHOCH2CH2CH2 H 2OH2OH2OH2O 尿素或一羟甲脲 CH2OH CH2N 一羟甲脲或二羟甲脲 CH2OH CH2O CH2 CH2OHNHCH2OHNHNHNHCCH2NHNCCCCOOOOONH NHNHNHCH2CH2CH2CONHNHCH2CONHH2NNH2COH2OCO2CO2NH3H2OH2SO4 NH 4 2SO4Na2CO3NH3 22 NaOH 250 6 甲醛与尿素的摩尔比对树脂的 使用特性有什么影响 答U F 1 N设N 游离醛 CH2OH 初 粘性 适用期 固化时间 H2O 粘度 固含量 贮存 期 稳定性越好 胶层耐水性 含 CH2OH多 7 催化剂对 脲醛树脂的反应速度 加成产物和树脂结构有什么影响 答弱碱性加 成反应速度快 初产物较稳定 终产物结构以 CH2 0 CH2 连接 为主 弱酸性缩聚反应速度快 初产物不稳定 终产物结构以 CH2 连接 为主 8 在脲醛树脂生产中 缩聚次数指什么 多次缩聚具有什么优点 答在UF树脂生产中 缩聚次数指尿素的投料次数 多次缩聚的优点 提高甲醛与第一次尿素的摩尔比 有利于形成二 羟甲脲 降低游离醛含量 控制放热反应 使反应较平稳 充分 分子较均匀 9 在低摩尔比脲醛树脂生产工艺中 反应介质pH值的控制 常采用什么方法 此题答案仅供参考 答弱碱性 pH 7 9 用氢氧化钠调 加成阶段 弱酸性 pH 4 5 5 5 先用甲酸在 用氢氧化钠调 缩聚阶段 中性或弱碱性 pH 7 8 用氢氧化钠调 终点 贮存 10 用氯化铵作脲醛树脂胶的固化剂 应如何调配 答 氯化铵的用量为UF 固体 重的0 2 1 5 固体 0 40 夏天0 30 0 35 11 降低脲醛树脂胶中的游离醛含量可从哪几个方面进行考虑 答1 降低摩尔比2 调胶时加入能与甲醛反应的物质 3 改进制胶工艺 采用多次缩聚法 脱水前加尿素 最后调pH 值时用氨水 延长第二阶段缩合时间 最后加入能与甲醛反应 的物质 12 根据脲醛树脂的配方计算原料的用量 G M N p M P Q G 甲醛用量 kg M 甲醛分子量 N 甲醛与尿素的摩尔比 p 尿素纯度 P 尿素量 kg Q 甲醛的浓度 M 尿素分子量13 三聚氰胺甲醛树脂的生产工艺具有什么特点 答 摩 尔比M F 1 2 3 pH值的控制第一阶段调至弱碱性 pH 8 9 第二阶 段 pH值会自动下降 终点调节pH 9 0 反应温度T60 T 85 反应终点的测定a 混浊度 增水温度 浑浊度越高 说明分子量 越大 b 水数 稀释度 分子量 溶解性 加水的倍数就少 水数 分子量 反应终点后不脱水 加乙醇或对甲苯磺酰胺1 4 三聚氰胺甲醛树脂为什么要进行改性 改性的基本途径是什么 答因为纯三聚氰胺甲醛树脂存在贮存期短 产品脆性大的缺点 改 性的主要途径加酸 酯化 加醇 醚化 1 用对甲苯磺酰胺改性 制备时2 用乙醇改性 制备时ROH CH2OH常用固化剂三乙醇胺 邻苯二甲酸酯 为MF重的 0 1 0 2 3 用聚酯树脂改性 使用时4 用聚乙烯醇 PVA 改性第四章1 乳液胶 PVAc 具有 聚 乙酸乙烯酯哪些性能 答优点1 无毒 无腐蚀性 无火灾和爆炸的 危险 2 干状胶合强度高 且胶层具有韧性 3 粘度大 不易透 胶 4 常温下固化速度快 5 贮存期长 6 胶层白色 不易污染 被胶合材料的表面 7 具有一定的水溶性 缺点1 不耐水 2 不耐热 3 易蠕变 4 耐寒性差 5 成本较 高 2 生产PVAc需要哪些原料 各种原料的作用是什么 答 一 单体 二 水作用作为分散介质 三 引发剂作用引发反应 使单体具有一定的活性 四 乳化剂作用使只微溶于水的单体能均匀地分散在水中 五 保护胶体作用在聚合物颗粒表面形成保护层 防止其合并与凝 聚 使乳液稳定 六 调节剂1 表面张力调节剂作用降低乙酸乙烯酯或其聚合物颗粒 在水中的表面张力 使乳液稳定H2OCH2R O醚化2 聚合度调节剂作用 控制聚合程度 调节聚合物的分子量3 pH值调节剂作用稳定pH值 控制聚合速度 七 增塑剂作用提高聚乙酸乙烯酯乳液的柔软性 粘接性 特别是 降低玻璃化温度 提高成膜性 八 冻融稳定剂作用使乳液冻结消融稳定 九 防腐剂作用防止乳液发霉 十 消泡剂作用使聚乙酸乙烯酯乳液在使用中不易产生气泡3 请简 述PVAc的合成原理 答用引发剂引发聚合反应 因此遵循自由基加聚反应的一般规律 即经过链引发 链增长和链终止这三个阶段 一 链引发引发剂 初级自由基初级自由基 单体 单体自由基 二 链增长 自由基传递 单体自由基 单体 链自由基 三 链终止1 双基结合 偶合 终止链自由基 链自由基 高聚物2 双基歧化终止链自由基 链自由基 高聚物3 链自由基与初级自由 基结合终止链自由基 初级自由基 高聚物4 PVAc分子量的大小与 哪些因素有关 要获得较大分子量的聚乙酸乙烯酯乳液需采取什么 样的合成工艺 答案不全 答 1 乳化剂的影响 2 引发剂用量的影响 3 搅拌强度的影响 4 反应温度的影响 5 其他影响 如单体或引发剂的滴加条件 乳胶粒中单体浓度 氧 引发剂用量多 反应效率高 分子量小乳化剂用量多 聚合速度快 分子量大 稳定性好温度高 聚合度低 分子量小单体浓度 聚合速度 分子量 5 请简述国内常用的生产PVAc的工艺 答 1 先加水 乳化剂 表面张力调节剂 打底单体 5 15 部分引发剂 30 再滴加单体 定时加入余下的引发剂 2 反应温度反应前期70 80 反应后期90 95 6 PVAc的 胶层是怎么形成的 它对使用场所有什么要求 答聚乙酸乙烯酯乳液 胶层的形成原理 PVAc中的水 PVAc颗粒被水包着 蒸发或向被胶合材 料渗透 PVAc颗粒裸露 乳胶粒粘性流动 融合粘连 成膜 即固 化原理 使用场所的温度应高于PVAc的最低成膜温度7 提高PVAc耐 水性和耐热性的主要途径是什么 试举例 答基本途径是使它向热固性树脂的方向发展 内加交联剂常用丙烯 酸类 不饱和羧酸酯类等 外加交联剂常用酚醛树脂 脲醛树脂 三聚氰胺甲醛树脂 硅胶 异氰酸酯等 第五章1 常用的环氧树脂是由什么原料生产的 树脂分子具有什么 特点 答1 环氧氯丙烷 ECH CH2CHCH2Cl2 二酚基丙烷 双 酚A CH3HO分子特点每个分子的两端都有环氧基 一般聚合度n 0 19平均分子量M 340 7000当n 0时 M 340用 作胶粘剂的环氧树脂 一般n 22 目前常用什么方法生产环氧树脂 答两步加碱法原料溶解 加第一份碱液 减压回收过量的环氧氯 丙烷 加苯溶解 加第二份碱液 脱苯 环氧树脂3 如何根据环氧 树脂的牌号 计算其环氧当量和分子量 或根据环氧树脂的分子量 写出其牌号 答 环氧值与环氧当量环氧当量含有一克当量环氧基 的环氧树脂的克数环氧当量 环氧树脂分子量 环氧基数环氧值每10 0克树脂中所含环氧基的当量数 当量 100g 环氧值 当量 100g 100 环氧当量 环氧基数 环氧树脂分子量 100分子量 环氧基数 环氧值 100 环氧当量 环氧基数 100 环氧值 环氧基数环氧树脂的牌号是根据环氧值而定的例E 20E表示环 氧树脂 全称epoxy OOHCH3HOOHCR后面数字表示环氧值的100倍 1 牌号E 51 1 其平均环氧值为0 51 环氧当量 100 环氧值 100 0 51 196 2 其平均分子量M 环氧当量 环氧数 196 2 3922 若环氧树脂 分子量为340 则有环氧当量 M 环氧数 340 2 170环氧值 100 环氧 当量 100 170 0 59则其牌号为E 594 环氧树脂和脲醛树脂作为胶粘剂使用前都必须加入固化剂 它 们所加的固化剂在种类和作用上有何不同 答1 环氧树脂固化剂作 用使热塑性的环氧树脂从线型结构转变成体型结构 从而达到固化 的目的 要求能和环氧树脂中的环氧基或羟基作用 使环氧树脂固化的物质 常用固化剂的种类胺类 酸酐类 合成树脂类 2 脲醛树脂固化剂作用把UF树脂的pH值调至弱酸性 pH 4 2 4 8 加速固化 种类 单一固化剂一般