氰基丙烯酸酯

历史、化学与应用,-氰基丙烯酸酯瞬干胶,1947年美国B.F.Goodrich公司的AlanArdis首次合成了该类化合物。,1950年美国EastmanKodak的科学家H.W.Coover在鉴定氰基丙烯酸酯单体时，不小心把Abbe折光仪的棱镜粘在一起后，才发现了它的胶粘性。,1958年美国EastmanKodak公司正式推出了第一种-胶，Eastman910，一种令人感兴趣的、神奇的、昂贵的珍品。,1975年中国科学院化学所研制成功我国第一种-胶，KH-502，80年代后在国内众多厂家生产。,历史,1980年以来美国Permabond公司、Loctite公司、日本东亚合成化学工业、住友化学工业等研制成功耐高温-胶、耐冲击-胶、无白化-胶等高性能产品，以满足工程应用的需求。,历史,1.-氰基丙烯酸酯的结构,化学,化学,化学结构特点是：有两个强烈的吸电子基团氰基和酯基连接在同一个-碳原子上，这些基团一方面降低了-碳原子的电子云密度，致使位易于受到亲核攻击，另一方面，由于位上无取代基团，也增加了它对亲核试剂的敏感性。正是这种没有阻碍的高度亲电的-碳原子使得氰基丙烯酸酯分子有着不同于其他烯类单体的特殊反应性，即能在中等亲核试剂的作用下，很快发生负离子聚合，甚至，在像水和氧这样的表面污染物存在下亦发生，而在大多数负离子聚合中，水和氧是有效的阻聚剂。,-氰基丙烯酸酯通过亲核试剂攻击碳原子，产生稳定的负碳离子使聚合开始进行，聚合过程包括引发、增长、链转移、链终止阶段。,2.固化机理,（1）链引发,化学,（2）链增长,（3）链转移与链终止,遇强酸会终止某些链，在单体缺乏的情况下，水使链终止。,-氰基丙烯酸酯固化机理图示如下：,化学,化学,事实上，在大多数物体表面上都会有OH存在，这就是其快速固化的原因。由于进行的使本体聚合，随着反应的进行体系黏度升高，聚合无法进行到100%。反映到实际应用过程中，在室温下快速固化，起着相当好的起始粘接强度，但随着老化或时间的延长，由于残余单体（作为增塑剂）的消失，接头将变脆而失去强度，这就是-胶产生种种缺点的基本原因所在，因此必须对其进行改性，提高其各方面的性能,3.影响-胶固化性能的因素,CN（1）-胶结构中CH2=C，不同的R烷基有不同的性能COOR,化学,（2）酸、碱性的影响,碱性物质加速-胶固化，酸性物质减慢-胶固化。,（3）通过改性获得高性能-胶（天山系列瞬干胶的特点）,化学,1.-胶典型的工业应用,应用,2.-胶的使用方法,应用,被粘材料表面状况对粘接性能的影响,a.表面能、润湿与粘接性的关系,（1）表面处理,形成粘接的条件：一是胶粘剂必须以流体的形式涂于被粘物表面上，而且润湿良好；二是胶粘剂必须固化。,根据表面能的高低把被粘材料分为四类：,应用,b.表面污染的影响,i)油污、锈迹影响粘接力；ii)塑料、橡胶表面脱模剂及增塑剂影响粘接力；iii)碱性表面加速固化，酸性表面减慢固化。,表面处理的重要性,a.溶剂脱脂：除去表面油污，提高粘接性。,b.机械打磨、喷砂处理：除锈，增加有效粘接面积，提高粘接性。,应用,c.化学处理：i)对于金属来说，可在表面形成一种致密、坚固、内聚强度高、极性强的金属表面氧化膜，该膜表面能高，胶粘剂可显著地改善粘接强度。ii)对于低能橡胶与塑料如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、含氟橡胶、乙丙橡胶及丁基橡胶等用化学方法处理后，可使化学上惰性表面变成带有极性基团的表面。此表面自由能高，浸润性好，有利于大幅度提高粘接强度。,d.火焰及低温等离子体处理：特别是对那些难粘材料如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶表面活化，效果显著。,应用,（2）选胶,一般根据-胶的主要性能指标：外观、粘度、粘接强度、定位时间、耐温性、贮存稳定性选择。,（3）涂胶：有手工施胶、机器施胶两种,a.手工施胶：把一滴胶滴到一个被粘表面上，然后将另一面压合，使胶铺展到整个表面即可。,应用,b.机器施胶：为了在流水线上控制粘接质量，减少手工操作时胶液的浪费，可采用电子机械或电子气动控制的涂胶器。,应用,（4）合拢养生：一旦涂胶，就必须马上合拢，并不能再移动，否则均会影响强度，一般固化压力以保持被粘物体密合为宜，加压时间以达到预固定位即可，一般是2s5min，随被粘物种类、间隙大小、涂胶量、工作温度、湿度等因素而变。,3.-胶应用注意事项,（1）-胶具有高度的活性，因此要低温贮存，最好冷藏。,（2）-胶定位时间随材料不同有很大变化，一般定位时间橡胶塑料金属木材,应用,（4）难粘材料必须进行表面处理，才能获得较好的强度。,（5）一滴-胶可粘接35cm2的面积，涂胶