纤维胶粘剂(2.16)自学

织物纤维用胶粘剂 胶粘剂 第二章胶粘剂 涂料与胶粘剂 第一节织物纤维的构造与性质 1 纤维的种类纤维 横截面小 长粗比大 柔曲性好 宏观上均匀的一大类材料的总称 主要用于织物 造纸以及各种复合材料中 纤维的种类如下 纤维 天然纤维和化学纤维天然纤维 无机天然纤维 石棉纤维等 和有机天然纤维有机天然纤维 纤维素纤维 棉 麻等 和蛋白质纤维 羊毛 蚕丝等 化学纤维 无机化学纤维 玻璃纤维 碳纤维 石墨纤维 金属纤维等 和有机化学纤维有机化学纤维 人造纤维 粘胶纤维 醋酸纤维等 和合成纤维 涤纶 锦纶 腈纶 丙纶 维纶 氯纶等 1 2 纤维的性质 1 石棉纤维 自然界唯一的天然无机纤维 热稳定性好 耐腐蚀强 主要与水泥符合制造建筑构件 管道等 可与塑料 橡胶制成复合材料 2 纤维素纤维 由多个失水葡萄糖组成 含大量羟基 易于产生氢键 表面能较高 与其他材料的胶粘效果较好 3 蛋白质纤维 以羊毛纤维为例 由多种氨基酸通过肽键聚合而成 含与其他材料容易形成氢键 离子键及共价键的多种基团 4 人造纤维 包括人造棉 人造毛等 价格便宜 但强度低 缩水率大 保型性差 5 玻璃纤维 目前用量最大的人造无机纤维 主要成分为硅酸盐 主要用于制造玻璃纤维织物 玻璃表面具有高表面能 故易沾染分散在大气中的大分子油脂类物质 导致表面的疏水性 降低了表面能和粘合性能 另外 玻璃纤维表面的硅氧烷基团易与环境中的水汽发生化学反应生成硅烷醇 也会影响粘合效果 6 合成纤维 由线型结构高分子合成树脂纺丝而成 由于所用树脂不同 合成纤维又分成很多种 其中 锦纶和涤纶是复合材料中用得最广的两种合成纤维 不同的合成纤维的粘接性能是不同的 这主要取决于合成纤维的结构 7 碳纤维与石墨纤维 碳纤维 是指含碳在90 以上的纤维材料 系由晴纶 沥青 人造丝或其他原料经高温炭化制得 碳纤维在惰性气体 氩 中经2000 3000度高温石墨化处理后 便制得石墨纤维 石墨纤维的膜量及韧性比碳纤维高 导电性 导热性也比前者强 二者有完全不同的X射线衍射图谱 但通常统称为碳纤维 1 3 织物种类的判断 由于织物品种繁多 不同的织物有各自的粘接性能 在粘接之前必须知道织物为何种纤维 以便选用合适的胶粘剂 鉴别方法 燃烧法 根据各种纤维在燃烧时火焰 气味的不同 可一般地鉴别纤维 1 棉 燃烧很快 火焰呈黄色 有纸烧的气味 灰细软 呈深灰色 2 毛 不易燃烧 冒烟起泡 有烧头发的气味 灰烬多 为光泽的黑色脆块 用指一压就碎 3 麻 燃烧速度快 黄色火焰 灰烬比烧棉花的色深 4 丝 燃烧较慢 烧时缩成一团 有烧头发的臭味 成为黑褐色小球 指压即碎 5 胶粘纤维 燃烧很快 火焰黄色 有烧纸的气味 灰烬极少 较软 呈浅灰色 6 涤纶 点燃先卷缩 熔融 然后才燃烧 火焰呈黄白色 明亮 冒黑烟 有噼啪声 有芳香性刺激味 灰烬为黑色硬块 用指可压碎 7 尼龙 难于燃烧 边缘带蓝的黄色火焰 熔融滴落 可拉丝 有烧角质气味 燃烧时纤维迅速卷缩 遇冷成为黑色坚韧硬球 不易压碎 8 腈纶 燃烧较慢 先软化 熔融后燃烧 有辛酸气味 燃烧后呈黑色脆性硬球 9 维纶 燃烧时发生很大收缩 开始顶端有一点火焰 当熔化成胶状物后 火焰变大 冒黑烟 烧后剩下黑色小块 指压可碎 10 丙纶 燃烧开始时迅速卷缩 熔融滴落 火焰黄色 有烧石蜡味 趁热可拉丝 冷却为不易碾碎的硬快 11 氯纶 难燃烧 离火即熄 冒黑烟 有氯化氢的刺激味 常见织物的特点与鉴别 续表 续表 续表 1 4 纤维的基本性质1 化学性质 纤维的化学性质决定了胶粘剂对纤维的亲和力 2 物理性质 表面粗糙度 纤维横截面形状 结晶性 3 表面性质 表面极性 面沾染及异物情况 4 容积性质 第二节织物纤维粘接的基本情况 2 1 纤维的基本情况用途 织物 造纸及各种复合材料中 与纤维符合的材料有 塑料 橡胶 水泥 金属 陶瓷等 纤维复合材料性能 取决于纤维与基质的粘合效果 2 2 织物纤维粘接制品的应用 1 无纺布加工 纤维不经过交织 通过粘合或其他物理方法制成的一种布 2 植绒加工 将短的单纤维用胶垂直固定在织物 纸张 塑料等基材表面 使其具有天鹅绒 丝绒 羊绒等外观和手感称 3 织物印花 4 服装衬的制造 5 针织品后处理 用阳离子型胶粘剂处理针织品 6 羊毛织物防缩处理 可起防皱的作用 7 帐篷 篷布的粘接 起修补作用 各种无纺织物的适用胶种 主要胶粘剂有丙烯酸酯共聚物 醋酸乙烯共聚物 聚氯乙烯类乳液 合成橡胶胶乳 以及供改性掺混用的聚氨酯 三聚氰胺甲醛 酚醛 环氧等树脂 交联型丙烯酸酯共聚乳液胶粘剂 可组成千百种性能各异的品种 除具有粘度易调节 胶膜柔韧 无色 无毒 不燃烧 操作卫生安全等特性外 还具有对各种基材及绒毛良好的粘接力 绒毛直立性好 耐气候 耐干洗等综合性能 所以用量最大 应用面最广 丙烯酸酯类乳液耐水性 耐洗涤性好 包含交联型 占静电植绒用胶粘剂总量的80 85 静电植绒 在植绒加工时 特别要注意胶粘剂的浸润性和粘度 为了改善浸润性可采用加入表面活性剂的方法 粘度通常应在10 30Pa s的范围内 如果粘度过稀 可适当加入甲基纤维素 乙基纤维素 羧甲基纤维素或聚乙烯醇等增稠剂 静电植绒工艺示意图 静电植绒加工工艺示意图 经纱上浆 对胶粘剂的基本要求 1 对织成纱线的纤维 有较强的黏附力和一定的内聚力 2 在纱线表面能形成浆膜 有较好的弹性和适当的曲挠性 3 对纱线有良好的渗透性 4 性能稳定 不易变质 5 在存放和织造时 不落浆 不粘接 6 退浆容易 不影响印染加工 常用的浆料主要有淀粉浆料 变形淀粉浆料 羟甲基纤维素浆料 蛋白质浆料 聚乙烯醇浆料和丙烯酸酯共聚物浆料等 胶粘剂性能要求 1 与涂料 增稠剂等其他印花助剂有良好的相容性 2 胶粘剂印在织物纤维上后 经干燥 焙烘 能形成无色透明 粘附力强 富有弹性和韧性的皮膜 且耐光及热老化 不泛黄 3 印花后的织物图案色泽鲜艳 给色量高 耐屈挠 抗折皱 不发硬 不发粘 不吸附有色物质 且耐摩擦牢度 耐刷洗牢度 耐皂洗牢度高 这些胶粘剂 可以分为非交联型 交联型和自交联型三种类型 涂料印花及染色 2 3胶粘剂在织物纤维中的作用 1 改善纱线或织物的表面性能和质量 使其易于加工 2 将颜料粘附于纤维织物表面 给予其鲜艳和耐久的牢度 3 涂覆于织物表面 赋予其防水透湿 阻燃防火 卫生保健等多功能性 4 将不同种类的纤维或织物粘接在一起 制成非织造布或各种复合材料 2 4织物用胶粘剂的发展趋势 1 丙烯酸酯乳液胶粘剂 2 开发综合性能优异的胶种 3 有机硅 有机氟聚合物 4 低醛或无醛涂层整理胶 5 开发低温交联产品 6 合成新型聚合物乳液 7 复合织物用胶 第三节影响织物纤维粘接的各种因素 影响纤维复合材料粘接性能的主要因素是它的表面性能 主要如下 3 1 表面化学性质 1 表面极性 表面极性越强的纤维材料 与胶粘剂形成氢键的能力越强 2 表面反应性 含活性基团的纤维表面反应性较强 粘合效果较好 3 表面沾染及异物情况 被粘物表面异物是一种经常导致粘合不良的因素 但在某些特殊的情况下会促进粘合 最常见的沾染物是纤维制造过程中加入的抗静电剂和润滑剂 在大多数情况下 会降低粘合效果 3 2 表面物理性质 1 表面粗糙度 对粘合的影响视所涉及到的材料而异 如胶粘剂能充分浸润纤维表面 则表面粗糙有助于粘合 2 纤维的横截面形状 截面为多边形的纤维的周长随边数增大而增大 纤维表面积随之增大 从改善粘合角度考虑 纤维横截面形状以多边形为好 3 纤维股线的影响 连续长纤维股线的粘合效果不如短纤维股线 4 胶粘剂的粘度 粘度小 流动性好 有利于浸润 5 温度 胶粘剂的性能与温度密切相关 随着温度的升高粘接强度降低 在低温时胶层发生胶裂 不同的胶粘剂有不同的耐温性 选用时应根据产品说明书和有关资料合理选择 6 湿度 湿气和水分对粘接界面的稳定很不利 7 户外 户外使用的粘接件所遇的条件比较复杂 气温周期变化 风吹雨淋 日晒冰冻 热 光 氧 臭氧 紫外线等综合作用 会加速胶层的老化 使用寿命减短 特别是湿热 盐雾环境更为恶劣 8 胶层厚度 胶层厚 则层内形成气泡及其他缺陷的几率增大 胶层太薄也会引起缺陷为导致粘接强度下降 4 1 织物用胶粘剂的种类按使用目的分类 1 经纱上浆胶 淀粉 糊精 海藻酸钠 聚乙烯醇 聚丙烯酸酯 动物胶 植物胶等 2 涂料印花和染色胶 烯类聚合物 不同烯类聚合物的混合物 及不同烯类单体的共聚物 应用最多的是丙烯酸酯类乳液聚合物 3 无纺织物胶 氨基树脂 淀粉等水溶性胶 多种热塑性聚合物溶于一定溶剂中形成的有机溶剂胶 热溶胶及多种共聚物乳液胶 第四节纤维用胶粘剂的配方与生产 4 静电植绒胶 包括烯类单体的均聚和共聚乳液 橡胶乳液及三聚氰胺甲醛树脂 酚醛树脂等 5 涂层整理胶 热固性树脂预聚体胶 热塑性树脂溶液胶及有机硅 聚丙烯酸酯乳液等乳液胶 6 织物粘贴 主要有聚乙烯 醋酸乙烯 聚氨酯 聚酰胺 聚酯等类 按主要组成分类 1 合成树脂胶 乙烯类树脂 聚丙烯酸酯类 有机硅树脂 酚醛树脂 环氧树脂 三聚氰胺树脂 聚氨酯 聚酰胺 聚酯等 2 橡胶胶粘剂 氯丁橡胶 丁氰橡胶 改性天然橡胶 羧基橡胶 3 合成胶乳 乙烯 醋酸乙烯乳夜 氯丁胶乳 丁苯胶乳 丙烯酸酯乳液 4 天然胶粘剂 淀粉胶 糊精胶 甲壳素胶 天然胶乳等 按存在方式分类 溶液胶 乳液胶 水