福农大胶合材料学教学大纲

PAGE胶合材料学教学大纲（AdhesiveMaterialsScience）(学时60)一、简要说明《胶合材料学》是为“木材科学与工程”专业开设的专业基础课，共60学时，3.0学分，属必修课程，安排在第5学期修完。二、课程的性质、地位和任务《胶合材料学》是建立在高分子化学理论基础上的一门应用性的学科。它所研究和制造的胶合材料（即胶粘剂）在木材工业中是仅次于木材的重要材料，主要用于木材制品的生产。胶合材料的性能、质量与成本极大地影响了木材制品的性能、质量与用途。因此，该课程是“木材科学与工程”专业的一门重要课程。本课程的任务是通过课堂教学与实验教学，使学生了解国内外有关胶合材料的研究及发展动态；掌握木材工业常用胶粘剂的制造及使用方法；了解胶粘剂合成的基础理论，使胶粘剂的生产能建立在更合理、更合乎科学的基础上；并具有一定的科研能力，可开展有关胶粘剂的改性研究工作，为人造板及各种木制品生产奠定基础。三、教学基本要求和方法要求通过本课程的教学，使学生了解、熟悉和掌握如下知识：1．了解胶合材料的发展史、现状及发展趋势。2．了解木材胶接理论。3．熟悉各种胶合材料所使用的原材料。4．掌握各种胶合材料的合成理论。5．掌握木材工业常用的胶合材料（酚醛树脂胶、氨基树脂胶、白乳胶、蛋白胶）等的合成工艺及其使用方法。6．熟悉各种因素对胶合材料质量的影响。7．掌握或熟悉各种胶合材料的性能与改性方法。8．掌握胶合材料质量的检验方法。教学方法：课堂教学与实验教学。四、授课教材及主要参考书目授课教材《胶粘剂与涂料》（面向21世纪课程教材），顾继友主编，中国林业出版社，2006主要参考书目《木材工业实用大全（胶粘剂卷）》，夏志远，中国林业出版社，1996《木材胶粘剂化学与工艺学》，Pizzl主编，史广兰等译，中国林业出版社，1992《木材用胶粘剂》，唐星华，化学工业出版社，2002《胶接理论与胶接基础》，顾继友，科学出版社，2003《胶粘剂分析与测试技术》，张向宇，化学工业出版社，2004《胶粘剂生产技术问答》，唐星华等，化学工业出版社，2005五、学分和学时分配本课程共60学时，讲授学时50学时，实验10学时，共3.0学分。六、教学内容及学时分配（一）理论教学内容（50学时）第一章木材胶接基础（8学时）1、目的要求了解胶粘剂的历史，现状及发展趋势；了解各种胶接理论；熟悉胶接结构组成与破坏类型；熟悉影响胶接破坏的因素；掌握胶接与木材相关和与胶粘剂相关的因素；熟悉胶粘剂的组成与分类方法。2、要点第一节胶粘剂的发展史及今后的发展趋势胶粘剂的定义胶粘剂的发展史木材胶粘剂在木材工业中的重要性目前常用胶粘剂存在的问题今后胶粘剂的发展趋势第二节胶接理论吸附理论机械结合理论扩散理论静电理论化学键理论第三节胶接结构的组成与破坏胶接结构的组成胶接结构的破坏类型影响胶接结构破坏的因素胶接耐久性第四节胶接与木材相关的因素第五节胶接与胶粘剂相关的因素第六节胶粘剂的组成与分类第二章酚醛树脂类胶粘剂（10学时）1、目的要求熟悉生产酚醛树脂的原料；掌握酚醛树脂的合成原理及固化原理；熟悉影响酚醛树脂质量的因素；掌握酚醛树脂的合成工艺；掌握酚醛树脂胶的性能、用途及改性方法。2、要点第一节酚醛树脂胶粘剂简介酚醛树脂与酚醛树脂胶酚醛树脂的分类酚醛树脂胶的性能酚醛树脂胶的用途第二节酚醛树脂的原料第三节酚醛树脂的合成原理热固性酚醛树脂合成原理热塑性酚醛树脂合成原理第四节酚醛树脂胶的固化热固性酚醛树脂胶的固化热塑性酚醛树脂胶的固化第五节影响酚醛树脂质量的因素酚类分子结构的影响酚与醛摩尔比的影响催化剂的影响反应温度和反应时间的影响第六节酚醛树脂的合成工艺原料用量的计算合成工艺类型的选择酚醛树脂的合成工艺酚醛树脂质量指标制胶中可能发生的问题酚醛树脂胶的调制与使用第七节酚醛树脂胶的改性第三章氨基树脂类胶粘剂（8学时）1、目的要求熟悉生产氨基树脂的原料；掌握氨基树脂的合成原理与固化原理；熟悉影响脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂质量的因素；掌握脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂的合成工艺；掌握脲醛树脂胶、三聚氰胺甲醛树脂胶的性能、用途及改性方法。2、要点第一节脲醛树脂胶粘剂脲醛树脂胶概述脲醛树脂的原料脲醛树脂的合成原理影响脲醛树脂质量的因素脲醛树脂的合成工艺脲醛树脂胶的调制和使用脲醛树脂胶的改性第二节三聚氰胺树脂胶粘剂三聚氰胺甲醛树脂胶概述三聚氰胺甲醛树脂的原料三聚氰胺甲醛树脂的合成原理影响三聚氰胺甲醛树脂质量的因素三聚氰胺甲醛树脂的合成工艺三聚氰胺甲醛树脂的改性三聚氰胺甲醛树脂的应用第四章烯类高聚物胶粘剂（6学时）1、目的要求熟悉合成聚醋酸乙烯酯乳液的原料；掌握聚醋酸乙烯酯乳液的合成原理；熟悉影响聚醋酸乙烯酯乳液质量的因素；掌握聚醋酸乙烯酯乳液的合成工艺；掌握聚醋酸乙烯酯乳液胶的应用与改性；了解醋酸乙烯共聚乳液胶和丙烯酸酯类胶。2、要点第一节聚醋酸乙烯酯乳液胶聚醋酸乙烯酯乳液胶概述聚醋酸乙烯酯乳液的原料聚醋酸乙烯酯乳液的合成原理影响聚醋酸乙烯酯乳液质量的因素聚醋酸乙烯酯乳液的合成工艺聚醋酸乙烯酯乳液胶的应用和改性第二节醋酸乙烯共聚乳液胶简介第三节丙烯酸酯类胶粘剂简介第五章热熔性树脂胶（4学时）1、目的要求熟悉热熔胶的主要组分；熟悉热熔胶的主要性能；掌握几种常用热熔胶的应用；了解几种新型热熔胶。2、要点第一节热熔胶概述热熔胶的定义热熔胶的分类热熔胶的性质热熔胶的用途第二节热熔胶的主要组分第三节热熔胶的主要性能指标第四节热熔胶的应用乙烯—醋酸乙烯共聚树脂热熔胶乙烯—丙烯酸乙酯共聚树脂热熔胶聚酰胺树脂热熔胶聚酯树脂热熔胶新型热熔胶第五节热熔胶的制备工艺第六章橡胶型胶粘剂（2学时）1、目的要求了解橡胶型胶粘剂的特性与用途；熟悉常用橡胶型胶粘剂的组成与配制工艺。2、要点第一节橡胶型胶粘剂概述橡胶型胶粘剂的性能橡胶型胶粘剂的分类第二节氯丁橡胶胶粘剂第三节丁腈橡胶胶粘剂第七章聚氨酯树脂胶粘剂（2学时）1、目的要求熟悉合成聚氨酯树脂胶的原料；掌握异氰酸酯及其化学反应；掌握聚氨酯树脂的合成原理和固化原理；了解预聚体型聚氨酯树脂的合成工艺。2、要点第一节聚氨酯树脂胶概述聚氨酯树脂胶的性能聚氨酯树脂胶的分类第二节聚氨酯树脂胶的原料第三节异氰酸酯基的化学反应第四节聚氨酯树脂的合成原理第五节聚氨酯树脂胶的固化第六节预聚体型聚氨酯树脂的合成工艺第八章环氧树脂胶粘剂（2学时）1、目的要求掌握环氧树脂的合成原理；掌握环氧树脂胶的固化原理；熟悉环氧树脂胶的组成与应用。2、要点第一节环氧树脂胶概述第二节环氧树脂的原料第三节环氧树脂的合成原理第四节环氧值与环氧当量第五节环氧树脂的合成工艺第六节环氧树脂胶的固化原理第七节环氧树脂胶的组成与应用第九章不饱和聚酯树脂胶粘剂（2学时）1、目的要求熟悉不饱和聚酯树脂胶的原料；掌握不饱和聚酯树脂胶的合成原理与固化原理；熟悉不饱和聚酯树脂胶的合成工艺与应用。2、要点第一节不饱和聚酯树脂胶概述第二节不饱和聚酯树脂的原料第三节不饱和聚酯树脂的合成原理第四节不饱和聚酯树脂胶的固化机理第五节不饱和聚酯树脂的合成工艺第六节不饱和聚酯树脂胶的应用第十章天然胶粘剂（6学时）1、目的要求了解木材常用天然胶的性能；熟悉天然胶的制备；掌握天然胶的应用。2、要点第一节木素胶粘剂简介第二节单宁胶粘剂简介第三节蛋白质胶粘剂蛋白质的性质蛋白质胶粘剂的组成常用蛋白胶粘剂第四节无机胶粘剂简介（二）实验教学内容（10学时）合成树脂胶的制备与性能检测（综合性）1．实验目的通过本次实验，使学生掌握合成树脂胶（主要是具有代表性的酚醛树脂胶）生产中原料投料量的计算方法与合成工艺，熟悉实验室里合成树脂制备所需的仪器设备，并掌握安装方法。用自己合成的树脂胶检测其密度、粘度、凝胶时间、分子量和分子量分布等指标，掌握合成树脂胶一些性能的测定方法。2．实验方法根据给定的酚醛树脂胶配方，按照摩尔比计算各种原料的用量，再根据工艺要求合成酚醛树脂胶。用密度计测定酚醛树脂胶的密度，用粘度4号杯测定酚醛树脂胶的粘度。称取一定量的酚醛树脂，将其置于150℃温度下，测定其凝胶时间。3．实验仪器反应釜、铝锅、铜锅、恒温水浴锅、电炉、控温仪、电动搅拌器、玻璃搅拌棒、冷凝器、烧杯、1000ml三口烧瓶、500mL量筒、试管、试管夹、秒表、温度计、密度计、粘度4号杯、电子天平、高端流变仪。4．实验操作步骤(1)酚醛树脂胶的合成（4学时）①在教师指导下安装、调试实验装置。②按照配方将熔化的苯酚加入三口烧瓶，开动搅拌器，依次加入氢氧化纳溶液和第一次甲醛溶液（为总量的80%）。③开始加热升温，在40-50分钟内，使温度均匀地升至90±2℃④降温至80℃，加入第二次甲醛溶液（为总量的20%），加完后使反应温度升至90±2⑤保温毕开始测粘度[注],当粘度达到要求后降温至40℃[注]树脂粘度用规格为（Φ10×L100）mm的格氏管测定,将少许树脂注入格氏管中,试管口上端留约2毫米空隙,将试管倒置,测得气泡由下向上流动的秒数为4—8秒(30℃(2)酚醛树脂胶密度和粘度的测定（3学时）A．密度的测定①将酚醛树脂胶倒入烧杯，置于恒温水浴中，使试样温度为20℃±②将恒温试样倒入500ml量筒中，不得使试样产生气泡和泡沫。③拿住密度计上端，将其慢慢地放入试样中，注意不要接触筒壁。当密度计在试样中处于静止状态时，记下液面与密度计交接处的数据，精确到0.01g/cm3。④平行测定三次，测定结果之差不超过0.02g/cm3。三次测定值的算术平均值为试样的密度。B．粘度的测定①将酚醛树脂胶倒入烧杯，置于恒温水浴中，使试样温度为23±0.5℃。②用手指堵住粘度杯的流出孔，将恒温试样倒满粘度杯。③在粘度杯下置一空烧杯，松开手指，使试样流出，记录粘度杯中试样从流出到流完的时间，作为该树脂的粘度，单位为秒。④平行测定二次，取其平均值。二次测定值之差不应大于平均值的5﹪。C．根据所测的粘度和密度，按经验公式将粘度（秒数）换算成标准粘度单位附：经验公式（粘度4号杯的秒数换算成标准粘度单位）式中：——标准粘度；S——粘度4号杯的秒数；ρ——密度(3)酚醛树脂凝胶时间的测定（3学时）①称取2g±0.1