2017胶黏剂与涂料复习资料

1、2017 胶黏剂与涂料复习资料第一章：概述一、常用胶粘剂1、 热固性树脂胶粘剂(1)环氧树脂胶粘剂(EPP (2)不饱和聚酯树脂(UP)胶粘剂2、热塑性成树脂胶粘剂(1) 聚醋酸乙烯胶粘剂( PVAC) (2) 聚乙烯醇胶粘剂( PVA) (3) 聚乙烯缩醛( PVFO)胶粘剂3、合成橡胶胶粘剂(1) 氯丁橡胶胶粘剂(CR) (2) 丁腈橡胶(NBR)二：定义1 .胶黏剂：胶黏剂是一类单组分或多组分的，具有优良粘接性能的，在一定条件下能使被胶接材料通过表面黏附作用紧密地胶合在一起的物质。 用作胶黏剂的物 质通常分为天然高分子和合成高分子物质俩大类。2 .胶接强度：胶接面被破坏时，单位面积破坏所

2、需的力。3 .胶粘剂通常是由粘结物质、固化剂、增塑剂、稀释剂及填充剂等原料经配制而成。4 .粘接物质：使被胶接物结合在一起时起主要作用的成分， 具有良好的粘附作用、湿润性和相容性，也称为基料或主剂。5 .不同用途的胶粘剂所用粘接物质是不同的。6 .主要有三类：天然聚合物、合成聚合物以及无机盐。7 .固化剂： 加入固化剂的目的是为了使某些线型高分子化合物与固化剂交联成网状或体型结构，使胶粘剂硬化。8 .增韧剂： 参与基料的固化反应，并进入固化后形成的大分子链结构之中， 因此，能够提高固化产物的韧性。9 .增塑剂：能够增进固化体系的塑性、提高胶粘剂弹性和耐寒性的物质。一般是高沸点液体或低熔点固体，

3、 常用的增塑剂为有机酯类， 它与基料有很好的混溶性，不参与固化反应，仅是机械混合 。10 .非活性稀释剂 ：俗称溶剂，它不参与固化反应。活性稀释剂 ： 既可以降低胶粘剂的粘度， 又参与胶粘剂的固化反应， 克服了因溶剂挥发不彻底而胶粘剂性能下降的缺点。11 .填料 ：不参与反应的惰性物质，可提高胶接强度、耐热性、尺寸稳定性、并可降低成本， 有些填料能使胶粘剂具有特殊功能， 如银粉和磁铁粉可用于配制导电胶和导磁胶。12 . 偶联剂 ：具有能分别和被黏物及黏合剂同时反应成键的两种基团，可提高胶 接强度，多为硅氧烷或聚对苯二甲酸酯化合物。13 .稳定剂 ：防止黏合剂长期受热分解或贮存时性能发生变化。1

4、4 .胶接技术的特点1 .优点1)胶接适用范围广：胶接不受被胶接材料的类型、几何形状的限制。2）胶接应力分布均匀：受力面大，很少产生传统连接常出现的应力集中现象，可以提高抗疲劳强度，机械强度高。3）胶接工艺简单，设备投资少，易实现机械化，生产效率高。4）胶接可以减轻结构件重量、节约材料。5）胶接制件：表面光滑、平整、美观，能提高空气动力学特性和美观性6）胶接：可以实现精细加工和独特组装，也可功能性胶接。7）胶接：密封性能优良，并且具有耐水、防腐和电绝缘等性能，可以防止金属的电化学腐蚀。8）胶接工艺温度低，对热敏部件损害小。9）粘接修补、密封堵漏快捷高效，如水下修补，带电操作。2 .缺点1）胶接

5、质量容易受各种因素影响，产品性能的重现性较差。2）无损检测还不成熟，胶接的可靠性还较差，常常需要进行破坏性检测实验，周期长，浪费试件、时间、资金。3）胶接物常需要表面处理，胶接工艺要求严格，例如PE等的粘合常常要进行表面处理。4）高分子胶粘剂的胶接温度范围限制大，例如普通白乳胶不能在0以下胶接，酚醛树脂要在较高温度下胶合。5）胶接的力学性能和耐老化性等的研究，与金属等材料相比还十分不成熟，暂时不能很好的解决胶接规律性差，重现性差等问题。6）胶接的固化时间较长，某些胶黏剂在粘结过程中需要加温加压，胶接耐久性对环境有依耐性，且天然胶黏剂易收到细菌、霉菌、寄生虫等的侵害。15.选择胶粘剂的基本原则了

6、解粘结材料的品种和特性，根据材料性质选择合适的胶粘剂。了解胶粘剂各组分的毒性。了解粘结材料的使用要求和应用环境了解粘接工艺性，根据粘结结构的类型采用适宜的粘接工艺。了解胶粘剂的价格和来源难易粘接界面要清洗干净胶层要匀薄，晾置时间要充分，固化要完全，温度： 是固化的主要条件， 适当提高温度有利于分子间的渗透和扩散， 有助于气泡的逸出，温度越高，固化越快，但温度过高会使胶粘剂发生分解，影响粘结强度。重点 1： 相关专业术语胶粘剂通过粘附、胶合作用能使被粘物结合在一起的物质。粘附作用所谓粘附作用是指两个表面接触时依 靠物理力化学力或二者兼有之力结合在一起的现象。硬化胶粘剂通过干燥、结晶、吸附等物理变

7、化而变硬的现象。固化胶粘剂通过化学反应使树脂交联成不溶、不熔、不熔物的过程热固性胶固化后形成三向交联结构的聚合物，受热不会软化，温度过高就会分解的胶粘剂热塑性胶热塑性高分子化合物的分散体系，通过分散介质挥发而硬化完成胶接，胶层受热软化，冷却变硬，并能重复若干次的胶粘剂热熔胶一一以固体热塑性高分子化合物为粘料的胶粘剂，在融熔状态下涂布， 冷却成固态就能完成胶接。热固化胶一一需加热至一定温度才能完成胶接的胶粘剂。促进剂一一促进化学反应使胶粘剂低温、快速固化的成分热化剂一一直接参与化学反应使胶粘剂固化的成分偶联剂一一通过架桥作用，与胶粘剂及被粘物发生化学反应而提高强度的成分填料一一用于改善操作、使用

8、性能而添加的廉价固体粉末稀释料一一用来降低胶粘剂固体含量及粘度的液体添加成分增塑剂一一用于改善胶层塑性与耐冲击性能而添加的昂贵成分适用期一一配制好的胶粘剂维持其可用性及胶合强度的时间。固体含量一一在规定条件下测得的胶粘剂的非挥发分的含量。重点2胶粘剂的分类(1)按胶粘剂的固化方式分:固化方式固化方法胶粘剂品种溶剂挥发型溶剂型水淀粉、CMC (竣甲基纤维素)、PVA有机溶剂氯一烯橡胶溶剂 型、聚醋酸乙烯乳液型聚醋酸乙烯酯乳液化学反应型两液型催化剂型月尿醛树脂、三聚鼠胺 树脂加成反应型环氧树脂、间苯二酚 树脂交联反应型水性高分子异氟酸酯 系、反应型乳液一液型热固化型加热固化型酚醛树 脂、三聚鼠胺树

9、脂抢夺反应型聚氨酯树脂、“烷基鼠基丙烯酸酯其它反应型光化学反应型树脂、 厌氧性固化树脂冷却冷凝型骨胶、热熔胶(2)按胶粘剂的物理表观形态分: 水溶液：聚乙烯醇、纤维素、脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、硅酸钠 非水溶液：硝酸纤维素、醋酸纤维素、聚醋酸乙烯、氯丁橡胶、丁腈橡胶 乳液（胶乳）：聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶无溶剂型：环氧树脂、聚酯丙烯酸、a -氟基丙烯酸酯粉状：淀粉、酪素、聚乙烯醇氧化铜、 PF、 UF片、块状：鱼胶、松香、虫胶、热熔胶细绳状：环氧胶棒、热熔胶胶膜：酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛 -丁腈、环氧-丁腈、环氧-聚酰、酚醛树脂固态型 粘附型 热封型 带状

10、 膏状与腻子型（ 3 ）按胶料的主要化学成分分：硅酸盐类：硅酸盐水泥、硅酸钠（水玻璃）磷酸盐类：磷酸- 氧化铜硫酸盐类：石膏陶瓷：氧化锆、氧化铝无机淀粉类：淀粉、糊精蛋白类：大豆蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶、酪素、虫胶硫酸盐类：石膏陶瓷：氧化锆、氧化铝天然有机胶粘剂热塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、饱和聚酯等热固性：脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、三聚氰按树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异氰酸酯、呋喃树脂等有机树脂型合成有机胶粘剂氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、端羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑性橡胶橡胶型酚醛 - 聚乙烯醇缩醛、酚

11、醛- 氯丁橡胶、酚醛- 丁腈橡胶、环氧- 酚醛、环氧- 聚酰胺、环氧-丁腈橡胶、环氧- 聚氨酯复合型（ 4 ）按胶粘剂的用途分：结构胶：酚醛树脂、间苯二酚树脂、异氰酸酯树脂、酚醛- 丁腈、环氧- 酚醛、环氧-尼龙等非结构胶：聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯、橡胶类、热熔胶等特种胶：导电胶、导热胶、光敏胶、应变胶、医用胶、耐超低温胶、耐高温胶、水下胶、点焊胶等（ 5 ）按胶粘剂的耐水性分：高耐水性胶：酚醛树脂、环氧树脂、间苯二酚树脂、异氰酸酯树脂胶等中等耐水性胶：脲醛树脂等低耐水性胶：蛋白类胶等非耐水性胶：豆胶、淀粉胶、皮骨胶、聚醋酸乙烯乳液等第二章 ：木材胶接基本章主要内容1. 胶接的各种理论2.机械

12、3. 物理 4.化学 5.扩 6.静电 7.胶接界面化学 8. 影响胶接强度的因素 9. 胶接结构的耐久性 10. 胶粘剂的基本条件11. 木材胶粘剂的选择2-1 胶接理论1. 机械胶接理论通过机械方式（胶钉）产生胶接力；胶钉越多，胶粘剂渗透得越深，孔隙填充得越满，胶接强度就越高。理论缺陷：对多孔性材料的胶接贡献显著，但对非孔性材料的胶接贡献不显著形成胶钉的关键：液体（流动性）；足够的固体含量局限性：不能解释许多胶接现象，如孔隙多（表面粗糙）的木材的胶接 强度比孔隙少（表面致密）的木材的胶接强度低2 吸附胶接理论固体表面由于范德华力的作用能吸附液体和气体， 这种作用即为物理吸附。 而它是胶粘剂

13、与被胶接材料间牢固结合的普遍性原因。理论缺陷：把胶接作用主要归功于分子间的作用力（弱力），不能圆满解释胶粘剂与被胶接物之间的胶接力大于胶粘剂本身的强度这一事实。在测定胶接强度时，为克服分子间的力所作的功，应当与分子间的分离速度无关。但事实上胶接力的大小与剥离速度有关，吸附理论无法解释。不能解释极性的a -氟基丙烯酸酯能胶接非极性的PS等现象；也不能解释高分子化合物极性过大，胶接强度反应降低的现象；网状结构的高聚物当分子量超过 5000 时，胶接力几乎消失等现象也不能解释。许多胶接体系无法用范氏力解释，而与酸碱配位作用有关。3 扩散理论链状分子所组成的胶粘剂， 涂刷到被胶接材料的表面， 在胶液的

14、作用下表面溶胀或溶解。 由于胶粘剂的分子链或链段的布朗运动， 使分子链或链段从一个相进到另一个相中，二者互相交织在一起，使它们之间的界面消失，变成一个过渡区（层） ， 最后在过渡区形成相互穿透的高分子网络结构， 从而得到很高的胶接强度。过渡区产生的原因： 溶解度参数相近扩散贡献： 可解释同种或结构、性能相近的高分子化合物的胶接作用。提高扩散的措施：降低分子量，提高接触时间，提高胶接温度。局限：不能解释金属和陶瓷、玻璃等无机物的胶接现象无法解释聚甲基丙烯酸甲酯（Mw=9J,溶解度参数=9.24）和聚苯乙烯（Mw=3万，溶解度参数=9.12 ）各自以7.5%的溶液共溶于甲苯中，而它们的固相却互不扩

15、散的现象。4 化学键胶接理论胶接作用主要是化学键力作用的结果；胶粘剂与被粘物分子间产生化学反应而获得高强度的主价键结合， 化学键包括离子键、 共价键和金属键， 在胶接体系中主要是前二者。化学键力比分子间力大得多。化学吸附产生的条件：1. 发生化学反应，形成化学键2.活性基团的存在3.表面处理 4. 偶联剂偶联剂： 一般含有两类反应基团的物质， 其中一类可与胶粘剂分子发生化学反应；另一类基团或其水解形成的基团，可与被粘表面的氧化物或羟基发生化学反应，从而实现胶粘剂与被胶接表面的化学键连接。表面处理：机械处理（砂光）木材表面，电晕放电，PE塑料表面PE塑料表面等离子体，金属表面，氧化阳极化酸洗5

16、静电胶接理论将被胶接材料和固化的胶粘剂层理想化为电容器，即在胶接接头中存在双电层，胶接力主要来自双电层的静电引力。静电引力的产生是相 1 电荷场相 2 电荷场相互作用的结果。贡献 : 成功地解释了粘附功与剥离速度有关的实验事实缺陷：静电引力（0.04MPa）对胶接强度的贡献可忽略不计无法解释用炭黑作填料的胶粘剂及导电胶的胶接现象无法解释由两种以上互溶高聚物构成的胶接体系的胶接现象不能解释温度、湿度及其它因素对剥离实验结果的影响6 其它胶接理论1. 极性理论粘接作用与材料、胶粘剂的极性有关极性材料要用极性胶粘剂粘接非极性材料要用非极性胶粘剂粘接2. 弱界面层理论：从粘接接头被破坏的情况来分析胶粘

17、剂与被粘表面间形成的薄弱表面层对粘接强度影响很大，必须尽可能除去3. 配位键理论：由成键的两个原子中的一个原子单独提供一个电子对而形成的共价键， 称为配价键。广义地讲，凡是电子供给体与电子接受体相互结合形成的化学键，都称配价键思考题？各种胶接理论的优点？局限性？（前面总结）7.胶接强度与哪些因素有关？ 1.分子结构配方设计2.表面处理操作 工艺3.环境介质应力状态2-2胶接界面化学1.影响胶接强度的因素1.湿润2.接触角3.被胶接体的临界表面张力和胶粘剂的表面张力的关系4.胶接张力5.胶接功6.扩散系数7.界面张力8.溶解度参数9.固化后的胶粘剂和 被胶接材的临界表面张力的关系等1.胶层厚度，

18、被胶接物的表面状态，胶黏剂的固化，分子量及分子量 分布，胶接强度，弱界面层，内应力，极性，交联度，木材比重，抽 提成分，纤维方向。弱界面层理论当被胶接的材料、胶粘剂及环境中的低分子物或杂质等，通过渗析、 吸附及聚集等过程，在部分或全部界面内产生这些低分子物的富集 区，这就是弱界面层。胶接力在外力作用下的破坏，必然发生于弱界 面层，这就是胶接破坏中的界面破坏，并使胶接强度严重下降的原因。 弱界面层的产生条件1.胶粘剂与被胶接材料间的胶接力主要来源于物理吸附作用2.低分子物在胶粘剂与被胶接材料中有渗析行为，通过渗析作用低分子物迁移界面形成富集区；3.低分子物对被胶接物的表面有比胶粘剂分子更强的吸附

19、力，使被胶接物的表面产生新的吸附平衡，并形成低分子吸附层，对胶粘剂分子起了解吸作用。胶黏剂的固化硬化： 硬化：胶粘剂通过干燥、结晶等物理过程而变硬的现象。物理过程 固化：胶粘剂通过化学反应（聚合、缩聚等）提高强度等性能的过程。化学过程 溶液胶粘剂：热塑性高聚物，溶剂的挥发，硬化乳液胶粘剂：乳液中的水分渗透或挥发，胶体凝聚、硬化；环境温度 成膜温度,形成连续的胶膜热熔胶粘剂：热塑性高聚物，加热熔融、流动，湿润被胶接物表面，冷却硬化热固性胶粘剂：体型结构的高聚物，固化凝胶化：多官能团的原料或预聚体在进行化学反应的过程中，随着分子量增大的同时还进行着分子链的支化和交联，当反应达到一定程度时，反应体系

20、开始出现 不溶、不熔凝胶的现象。凝胶时间（固化时间）：胶粘剂发生凝胶（固化）所需的时间，是胶粘剂一项重 要的工艺性能指标，它取决于胶粘剂中官能团的反应活性、官能团的官能度和浓 度。关键：形成连续胶膜一般认为获得最好的胶接强度和刚性，胶层的厚度在胶层不缺胶的情况下，应尽量地薄！薄胶层变形需要的力比厚胶层大；随着胶层厚度的增加，流变或蠕变的几率变大；胶层越厚，由膨胀差引起的界面内应力与热应力大；坚硬的胶粘剂，胶接界面在弯曲应力作用下，薄胶层的断裂强度比厚胶层的高；胶层越厚，气泡及其它缺陷的数量增加，早期破坏的几率增加。2.5 胶接破坏2.5.1 胶接破坏原理胶接破坏强度：单位胶接面积或单位长度上所

21、能承受的最大载荷。2.5.2 胶接破坏类型：被胶接物破坏，内聚物破坏，混合破坏，胶接界面破坏2.6 胶粘剂的基本条件1 .胶粘剂的湿润性2分子量与分子量分布3胶粘剂的pH值 胶粘剂的极性2.7 木材胶粘剂合理选择1 按木材胶接制品的要求选择胶接强度和耐水性1）胶接强度：使胶接件中胶粘剂与被胶接物界面或邻近处发生破坏所需要的应力。 胶接制品的使用环境和使用目的不同， 对胶粘剂的强度和胶接强度也有不同的要求。一般要求胶接强度稍高于被胶接物的强度和胶粘剂的强度。2）耐水性：胶接件经水分或湿气作用后能保持其胶接性能的能力。分室内、外、包装等。胶接耐久性：胶粘剂和胶接制品的耐久性决定了制品的使用寿命。胶

22、接制品的毒性：对室内使用的胶粘剂更为重要，应为低毒或无毒。按胶粘剂使用特性选择胶粘剂的固含量，胶粘剂的适用期，固化条件和固化时间2.8 胶粘剂组成粘料 ： 胶粘剂配方中， 使两被胶接物结合在一起时起主要作用的成分。 要求粘料具有良好的粘附作用、湿润性和相容性。固化剂和促进剂 ：使胶粘剂发生固化或促进胶粘剂固化的物质。填充剂 （填料） ： 降低胶粘剂固化过程中的体积收缩率或赋予胶粘剂某些性能的物质。它有增粘、降低收缩应力和热应力、补强及其它作用（如降游甲醛、延长适用期等）。增韧剂 ： 能够增进胶粘剂的抗冲击、 伸长率及降低开裂等缺陷的物质。 一般可与胶粘剂中的粘料起反应。 增塑剂： 能够增进固化

23、体系塑性、 提高胶粘剂弹性和耐寒性的物质。一般不能与胶粘剂中的粘料起反应，不能与树脂混溶。偶联剂：使胶粘剂与难胶接材料的表面连接起来或提高两者间作用力的物质。稀释剂：降低胶粘剂的粘度、增加其渗透能力、改进工艺性能的物质。分活性和非活性两种。其它组分：如防老化剂、防腐剂、增粘剂、阻聚剂、阻燃剂等。第三章 氨基树脂胶黏剂第三章 脲醛树脂胶粘剂氨基树脂： 是指尿素、三聚氰胺等氨基化合物与醛类反应所生成的合成树脂的总称。主要用于胶接木质材料。特点：无色透明，耐光性好，毒性较小，可室温或加热固化，工艺性良好，价格便宜；但耐水性差，性能脆，强度较低1 概述脲醛树脂胶粘剂1.2 合成脲醛树脂的原料1.3 脲

24、醛树脂形成原理1.4 影响脲醛树脂形成和性能的因素1.5 脲醛树脂的合成1.6 脲醛树脂胶粘剂的改性三聚氰胺树脂胶粘剂（MF）1 影响三聚氰胺树脂形成和质量的因素2 三聚氰胺树脂合成工艺3 三聚氰胺 - 尿素 - 甲醛共缩聚树脂3.1 脲醛树脂胶粘剂（UF）概念脲醛树脂胶粘剂（ Urea-Formaldehyde ）是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性催化剂）作用下，缩聚而成的初期脲醛树脂；在固化剂或助剂作用下，形成不溶不熔的末期树脂。2 脲醛树脂胶粘剂的特性（ 1）由于含有大量的羟甲基和酰胺基，能溶于水，有较好的胶接性能；（ 2）可室温或加温100以上很快固化；（ 3）与PF相比，固化后胶层无颜

25、色，不污染制品；（ 4）胶接强度比动、植物胶高；（ 5）毒性较小，但固化时会放出刺激性的甲醛；（ 6）制造容易、价格便宜；（ 7）耐光性好，较耐老化；（ 8）工艺性好，使用方便；（ 9）脆性大，固化过程易产生内应力引起龟裂；（ 10）耐水性和胶接强度低于酚醛树脂胶。主要问题游离甲醛释放耐水性 老化性31. 合成脲醛树脂的原料一、尿素别名：月尿，学名碳酰胺分子式：CO（NH2）汾子量：60.06外观：无色针状结晶或白色结晶溶解性：极易溶于水，水溶液呈弱碱性；易吸湿结块。稳定性：在稀酸或稀碱中很不稳定：在稀碱中加热至50以上时放出氨；在稀酸中放出二氧化碳。甲醛分子式： CH2O 分子量： 30.0

26、3 烈特殊刺激性气味的气体毒性：有毒，致癌物质，重点控制对象。合成脲醛树脂的原料其它原料 氢氧化钠 甲酸氯化铵六次甲基四胺等脲醛树脂形成机理（一）加成反应缩聚产物的单体加成反应： 尿素与甲醛水溶液在中性或弱碱性介质中， 首先进行的羟甲基化反应（加成反应），生成一羟、二羟和三羟甲基脲同系物。反应式：（二）缩聚反应加成反应，在尿素分子中引入羟甲基，从而导致缩聚反应的发生。缩聚反应在碱性和酸性条件下都能进行， 但碱性条件下进行得很慢， 故工业上合成 UF 均在酸性条件下进行。酸性条件下的缩聚反应：在稀酸水溶液中，主要的缩聚反应是由羟甲脲间或羟甲脲与尿素间发生的反应。（ 1）一羟甲脲与尿素间的缩聚反应

27、2）二羟甲脲与尿素间的缩聚反应3）一羟甲脲间的缩聚反应4）一羟甲脲与二羟甲脲间的缩聚反应5）二羟甲脲间的缩聚反应4）一羟甲脲与二羟甲脲间的缩聚反应5）二羟甲脲间的缩聚反应2脲醛树脂经典理论小结脲醛树脂的生成分两个阶段：加成阶段和缩聚阶段。第一阶段：碱性介质中甲醛与尿素的加成阶段，它取决于尿素与甲醛的摩尔比，可生成一羟甲基脲、二羟甲基脲、三羟甲基脲（四羟甲基脲从未被分离出来） 羟甲基化合物进一步反应生成具有二亚甲基醚链节的二聚体或多聚体和 Uron 环衍生物。第二阶段：酸性介质中羟甲基脲的缩聚阶段，生成具有亚甲基链节的高分子化合物（水溶或水不溶的预聚物）。3.1.4 影响脲醛树脂质量的因素 （一

28、）尿素与甲醛的摩尔比 （二）反应介质的PH值（三）原材料质量（四）反应温度和反应时间（一）原料计算所需尿素量为已知，按下式计算其它原料量：式中： 所计算的原料量（Kg）所计算原料的分子量所计算原料的摩尔数尿素纯度（%）尿素量（Kg）60.06所计算原料的浓度（%）尿素分子量例1:某月尿醛树脂合成配方为F/U摩尔比为2/1 ,尿素加入量为100kg （尿素纯度为98%），请计算需加入多少甲醛水溶液（浓度为37%）？树脂反应程度的控制（ 1）根据树脂溶液与水相溶性的变化来确定反应终点水稀释度憎水温度浊点水稀释度概念：指在室温下，对单位体积树脂液，使其开始沉淀所加的水量，这个数值也称为沉淀点，国内称

29、为水数。憎水温度概念：树脂反应开始时，其缩聚物和水相互混溶，反应继续进行后，树脂液含水量下降，若用少量树脂液，用大量水稀释，树脂便开始分出，此时的温度即称为憎水温度。工业上因为树脂从亲水阶段变为憎水阶段，故此得名。2 浊点概念： 当反应混合物冷却时， 由于水分的析出而最初出现混浊时的温度称为浊点。（ 2）根据粘度确定反应终点（ 3）以反应时间来控制反应终点（ 4）以折光系数控制脱水终点（固体含量）脲醛树脂的改性分子内部改性共聚（合成过程）分子外部改性共混 （ 改性方法 ）加入各种改性剂（ 合成后 ）（一）降低胶接制品释放的甲醛量胶接制品所释放的甲醛来源：（1） UF树脂中的游离甲醛；（ 2）树

30、脂固化中分解的甲醛；（ 3）木材等被胶接材料所释放的甲醛。固化分解出的游离甲醛固化时甲醛释放反应：羟甲基、二亚甲基醚键降低甲醛含量的途径：（1）从树脂合成入手：采用低摩尔比U/F;加入能与尿素、甲醛共聚的苯酚或三聚鼠胺、双鼠胺等；尿素分次加入；改变反应pH值等反应条件。（2）从调胶入手：加入甲醛结合剂（捕捉剂），如尿素、三聚氰胺、间苯二酚、对甲苯磺酰胺、各种过硫化物等、含单宁的树皮粉、豆粉、面粉、聚乙酸乙烯乳液等。（ 3）从热压工艺入手：热压温度愈高，成品中的游离甲醛愈少；热压时间愈短，成品中的游离甲醛愈多；板坯含水率愈高，成品中的游离甲醛愈多。（ 4）从制品后续处理入手：如封边、贴面；氨气处

31、理、尿素溶液处理等。（二）改善脲醛树脂的耐水性UF树脂耐水性差的原因：亲水性基团（羟甲基、亚氨基等）措施：共聚：加入三聚鼠胺、苯酚、间苯二酚等共聚，产生共聚体； 共混：UF与PF或三聚鼠胺树脂或聚醋酸乙烯酯乳液等混合； 胶接前加入三聚氰胺粉末或其它化合物进行热压。（三）改善脲醛树脂的老化性原因：缩聚脱水反应：UF固化后仍继续进行；胶层存在游离羟甲基：不断地吸收 大气中的水份或放出水份，在反复干湿的情况下，即收缩-膨胀应力的作用下，引起胶层的老化；外界因子（大气中的水、热、光 等）的影响：树脂分子断裂，导致胶层老化。固化剂的浓度、加压压力、木材表面的粗糙程度等都是引起树脂老化的因素改善措施：工艺

32、方面： 被胶接木材表面平整光滑， 尽量减少凸凹不平， 以免胶液分布不均而形成过厚的胶层，在表里收缩不均匀的情况下产生开裂。对月尿醛树脂的改性：加入热塑性树脂（降低树脂交联程度，脆性下降，挠性增 加）。在树脂缩聚时加入聚乙烯醇：形成聚乙烯醇缩甲醛来改性脲醛树脂，3.2 三聚氰胺树脂胶粘剂概念： 三聚氰胺树脂是三聚氰胺甲醛树脂的简称， 它是由三聚氰胺与甲醛在催化剂作用下加成缩聚而成的高聚物。生产三聚氰胺树脂的主要原料三聚氰胺 别称：三聚氰酰胺、蜜胺；活性： 6 个官能度，氨基上的全部氢原子都显活性每个三聚氰胺分子可与6 个甲醛分子反应。三聚氰胺树脂形成基本原理三聚氰胺与甲醛缩聚形成树脂的反应原理：

33、与UF相似。（一）加成反应M与F摩尔比为1 ： 2-3:加成反应形成二羟甲基三聚鼠胺和三羟甲基三聚鼠胺M与F摩尔比为1 ： 6-12:可形成六羟甲基三聚鼠胺反应式：影响三聚氰胺树脂形成和质量的因素（一）三聚鼠胺与甲醛的摩尔比（二）反应介质 PH值（三）反应温度（四）原料质量影响（五）反应终点控制 反应终点控制影响树脂质量和稳定性，应严格加以控制。(六)改性剂第四章第四章酚醛树脂胶粘剂主要内容影响酚醛树脂形成和性能的因素酚醛树脂合成工艺酚醛树脂胶粘剂的改性几个基本概念：酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin, PF 树脂)是酚类与醛类在催化剂作用下反应而得到的合成树脂的统称

34、。而木材工业中所用的酚醛树脂常指由苯酚和甲醛缩合反应生成的树脂。分热固性和热塑性两种(摩尔比、pH)。甲阶酚醛树脂(resol )一种可熔、易溶的线型结构酚类树脂，分子量较低，含有一定量的活性羟甲基，进一步反应树脂变得不熔。PF树脂胶粘剂均为此阶段的树脂。乙阶酚醛树脂是指甲阶酚醛树脂经加热或长期贮存，树脂分子量较高(1000左右)，聚合度6-7,可部分溶于丙酮、乙醇等溶剂，具溶胀性，加热可软化冷却后变脆。一部分线性结构，一部分网状结构丙阶酚醛树脂是乙阶酚醛树脂继续反应缩聚而得到的最终产物，不溶、不熔的体型结构，机械强度、耐水性、耐久性均很好。不溶不熔的。合成酚醛树脂的原料酚类：苯酚及其衍生物(

35、1)苯酚又称石碳酸，1(2)甲酚分子式CH3c6H4。H子量108.1 ,它是邻甲酚、对甲酚和问甲酚三种同分异构体的混合物。甲酚合成酚醛树脂的价值在于间甲酚含量，因为只有间甲酚可与甲醛合成热固性树脂，间甲酚含量应为 40-60%邻甲酚对甲酚问甲酚常温固化酚醛树脂重要原料(3)间苯二酚(4)二甲酚3个活性点：网状热固性树脂 3,5 二甲酚2个活性点：线型热塑性树脂 2,5 二甲酚2,3 二甲酚3,4 二甲酚1个活性点：不能参与反应形成树脂 2,6 二甲酚2,4 二甲酚醛类(1)甲醛(2)乙醛：活性低，很少用来制造树脂。(3)糠醛无色，具特殊气味液体，熔点 -36.5 ，沸点162。除醛基外，还有

36、双键存在，故反应能力很大。其与苯酚缩合的树脂，具有较高的耐热性，且可作为酚醛塑料粉的增塑剂。（一）形成酚醛树脂的总反应过程热固性酚醛树脂一般是在碱性条件下缩聚而成，总反应过程可为下列两步：1. 苯酚与甲醛间的加成反应此反应是形成酚醛树脂高聚物的基础， 它形成各种羟甲基酚 （一羟甲基酚和多羟甲基酚的混合物）。苯酚与甲醛间的加成反应反应式：比较各种羟甲基酚异构体可知， 在缩聚反应中对羟甲基酚的反应活性比邻羟甲基酚大得多， 因此， 缩聚反应主要在对位上的羟甲基进行， 使热固性的酚醛树脂中留下来的是邻位上的羟甲基。（二）高邻位热固性酚醛树脂概念： 苯酚与甲醛在酸性或碱性条件下形成的线型酚醛树脂的酚环，

37、 主要是通过酚羟甲基的对位连接起来的，如果用某些特殊的金属盐作催化剂，且反应的PH=4-7， 形成酚醛树脂的酚环则主要通过酚羟基的邻位连接起来， 这种树脂就称为高邻位酚醛树脂。催化剂： 它是形成高邻位酚醛树脂的关键， 主要是二价金属离子， 最有效的是锰、镉、其次是镁和铅，过渡金属如铜、锰等的氢氧化物也有效。机理：主要是通过催化剂的作用，苯酚与甲醛形成“螯合形络合物“，导致在酚羟基邻位上发生缩聚反应，缩聚体中的亚甲基键的连接是在邻位上的。优点： 它比一般热固性甲阶酚醛树脂固化速度快， 储存稳定性好， 可单独作为胶黏剂使用，也可与其他树脂混合使用。5 影响酚醛树脂形成和性能的因素（一）原料（二）苯

38、酚与甲醛的摩尔比（三）催化剂PF合成中的“中性点”：用甲醛水溶液（浓度 37-40%）与等体积的苯酚相混合, 溶液的PH值为3.0-3.1 ,将此混合溶液加热到沸腾，在数天至数周内并未观察 到任何反应发生，所以将PH=3.0-3.1 称为酚醛树脂合成中的“中性点”。在上述混合溶液中加入酸使PH<3或加入碱使PH>3.1则反应立即发生。（四）反应温度和反应时间低温下反应缓慢，高温下反应迅速。提高反应温度可使聚合所需时间缩短。合成树脂的聚合度、平均分子量及其分布、羟甲基含量及官能度，是摩尔比、PH值、催化剂类型及用量、酚类的官能度、反应温度及反应时间等主要因素共同作用的结果，而各因素之

39、间又相互制约。当其它因素固定不变时， 反应温度与反应时间之间的关系成反比， 即反应温度高，反应时间短。一般在反应初期升温速度不宜太快， 且在初期反应形成羟甲基酚 （一羟甲基酚、二羟甲基酚）和低级缩聚物的过程中伴随有大量的放热反应。缩聚反应一般是在沸腾情况下进行，此条件下可得到性能较好的树脂。一般来说， 升温速度还与催化剂的催化作用强弱有关， 采用快速升温时， 使用较缓和的催化剂为宜。木材工业中应用的PF主要是热固性甲阶酚醛树脂，按用途可分为：水溶性 PF和醇溶性PF。原料用量的计算合成酚醛树脂的原料用量， 是依据已确定的酚与甲醛或酚与其它原料的摩尔比来计算的， 摩尔比是以酚的摩尔数为基准确定的

40、， 即采用 1 摩尔的酚对其他原料的摩尔数来计算。以苯酚为例：（补充书P106）式中： 所计算的原料量（ Kg）所计算原料的分子量所计算原料的摩尔数 苯酚重量（ Kg）苯酚纯度（%）所计算原料的浓度（%）94 苯酚分子量（三）高邻位酚醛树脂的合成工艺合成工艺：将P： F摩尔比为1 ： 2的熔融苯酚和甲醛加入反应釜后，加入氢氧化 锌（用量为0.98g/mol苯酚），调整反应液PH值至5.0 ,加热至回流，并在回 流温度下反应 6h。 然后在强度搅拌下升温直到125时，开始真空脱水， 除去苯酚，趁热倒出。如若要去掉氧化锌，可在回流6h 后用乙醇冲洗，然后再除掉乙醇。研究表明，1摩尔苯酚加0.98g

41、氧化锌最佳，苯酚与甲醛的摩尔比以1 :2.0-2.6 为最好。优点：高邻位酚醛树脂可单独作为胶黏剂5.6 酚醛树脂的改性 酚醛树脂的缺点：（ 1）成本高（ 2）胶层颜色较深（ 3）胶层内应力大，易产生老化龟裂（ 4）甲阶酚醛树脂初粘性低、渗透力强而易透胶（ 5）耐碱性差（ 6）对异种材料的胶接性能不理想（ 7）在胶接木质材料时，固化时间长、毒性大等（三）苯酚- 三聚氰胺共缩合树脂胶粘剂改进了酚醛树脂固化所需温度高、时间长的缺点。制造方法：可采用苯酚、三聚氰胺与甲醛同时加入反应，或顺序加入后再反应；也可采用将分别制造的酚醛树脂与三聚氰胺树脂共混的方法。重点：（四）降低酚醛树脂的固化温度和固化时间

42、（ 1）添加固化促进剂或高反应性的物质：如添加碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸丙烯酸酯类的碳酸盐与碳酸酯、间苯二酚、异氰酸酯等。（ 2）改变树脂的化学构造，赋予其高反应性：如高邻位PF 的合成。（ 3）与快速固化性树脂复合：如苯酚- 三聚氰胺共缩合树脂、苯酚- 尿素共缩合树脂、木素、单宁 -酚醛树脂共缩合树脂等。（ 4）提高树脂的聚合度。1第九章 环氧树脂胶粘剂环氧树脂：1 .概念：凡含有二个以上环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。通用环氧树脂：或称标准环氧树脂，简称环氧树脂，它是由环氧氯丙烷与二酚基丙烷（双酚A）缩聚而成的双酚A型环氧树脂。产量最大、应用最广。若无特别说明，都为双酚 A 型

43、环氧树脂。2 .环氧树脂的五个特性：具有一般高分子化合物的通性，平均分子量： 3007000,未固化前：线性结构 的热塑性树脂-胶粘剂-加入固化剂-体形结构的热固性树脂，性能优良，能胶接大多数物体，有“万能胶”之称。特性：1 .胶接力强、机械强度高的性能2 .收缩性小3 .稳定性好4 .优良的耐化学腐蚀（尤其是耐碱性腐蚀）5 .耐热、耐酸、耐有机溶剂和良好的电绝缘性6 .胺类固化剂的固化原理胺类固化剂包括脂肪族胺类、 芳香族胺类和改性胺类， 是环氧树脂最常用的一类固化剂。（ 1）伯胺与环氧基反应生成仲胺并产生一个羟基。（补反应式）（ 2）仲胺与另外的环氧基反应生成叔胺并产生另一个羟基（ 3）新生成的羟基与环氧基反应参与交联结构的形成。（ 4）促进剂与抑制剂含有羟基的醇、酚和水等能对固化反应起促进作用；含有羰基、硝基、氰基等基团的试剂对固化反应起抑制作用。第十二章 制胶车间工艺设计基本知识1 .输送物料管道涂装的颜色（补充表格P229）2 .制胶车间主要设备及技术参数制胶车间的主要设备为反应釜、 冷凝器及真空泵， 各种原料的高位贮罐和重量计量罐（或槽），还需要一些辅助设备，如输液泵、贮水罐、真