胶粘剂与涂料.ppt

1、粘合剂和涂料，a，2，你用过粘合剂吗？在什么情况下使用粘合剂？你知道多少粘合剂？他们的主要成分是什么？一，三，导言本导言的要点：1 .粘合剂的定义；2.胶粘剂的特性和粘接技术；3.在林产品加工中的应用；4.发展方向：1。粘合剂的定义：粘合剂是一种在一定条件下通过粘合将被粘物粘合在一起的物质，也称为粘合剂和粘合剂，通常称为胶水(但不是胶水)。几种常见术语：粘附：两个表面通过化学力、物理力或两者结合在一起的状态。胶合、胶合、粘合和粘接：用粘合剂将被粘物连接在一起的过程。胶粘剂粘接技术：通过选择合适的胶粘剂、选择合适的接头形式和采用合理的粘接技术来达到粘接目的的一种方法。粘度：流体层之间的剪切应力与

2、层之间的剪切速率之比。粘度是流体流动阻力的量度。单位：海洋保护区。粘合强度：当粘合表面损坏时，单位面积损坏所需的力。单位：MPa，kg/cm2。第二，胶粘剂和粘接技术的特点及其在国民经济中的地位和作用。1.与传统的铆接、螺纹连接和焊接连接技术相比，胶粘剂和粘接技术的特点有很多。1)粘接应用范围广。粘合不受粘合材料的类型和几何形状的限制。厚、薄、硬、软、大、小，材料不同。2)胶接的应力分布均匀，传统胶接中经常出现的应力集中现象很少出现，可以提高疲劳强度。一般情况下，胶接的疲劳强度重复失效次数为4106次，铆接的疲劳强度重复失效次数仅为2105次。薄板粘接的抗振性比铆接或螺纹连接高50%左右。3)

3、粘接工艺简单，设备投资少，易于实现机械化，生产效率高。4)粘接可以减轻结构构件的重量，节约材料。飞机重量可降低20%以上，成本可降低30%以上。粘合剂的用量是现代汽车水平的重要标志。5)胶粘剂承载能力大，机械强度高。6)粘接件表面光滑、平整、美观，可改善空气动力特性和美观。7)粘接具有优异的密封性能、耐水性、耐腐蚀性和电绝缘性。可以防止金属的电化学腐蚀。8)粘接可以实现精细加工和独特组装，也可以是功能性粘接。例如集成电路和人体组织粘合。9)粘接过程温度低，对热敏部件损伤小。10)粘合剂修补、密封和堵塞快速有效。水下维修，现场操作。总之，胶粘剂以其方便、快捷、经济、节能而闻名。它已逐步从木材加工

4、业扩展到航空、航天、航海、原子能、交通、机械制造、建筑、纺织、电子、化工、医疗、文化体育等领域和人们生活的各个方面。当然，胶粘剂和粘接技术并不完善，也存在一些缺点。1)粘接质量易受各种因素影响，产品性能再现性差。2)无损检测不成熟，粘接可靠性差。破坏性实验经常需要，这种实验周期长，浪费样本、时间和金钱。3)胶粘剂通常需要进行表面处理，粘接过程非常严格。聚乙烯等的涂胶往往需要表面处理，普通白乳胶在0以下不能涂胶；酚醛树脂应该在较高的温度下胶合。4)与金属和其他材料相比，粘接的力学性能和耐老化性能的研究还很不成熟。规律性和再现性差。5)聚合物粘合剂粘合的温度范围有限。 6)贮存期短。总之，粘接强度

5、一般不够高，耐热性差，耐久性差，重复性差；无损检测还不成熟；在许多方面，粘接不能完全取代传统的连接方式，如焊接、铆接等。但是结合是一个古老而又年轻的过程(1)、(2)粘合剂在国民经济主要部门中的作用(1)粘合剂在航空工业中的使用提高了飞机的强度、结构、抗疲劳性、使用寿命和生产效率。2)航天工业的粘合剂也在人造卫星、宇宙飞船和运载火箭方面显示出它们的才能。粘合剂的使用使航天器的结构更轻、更合理，推力也大大提高。3)汽车工业的发展趋势应该是轻量化，以节约能源和提高速度。4)在国外电子工业中，10-20%的粘合剂用于电子工业。胶粘剂在林产品中的应用木材工业中，超过70%的木材产品使用胶粘剂。木材加工

6、业是胶粘剂用量最大的部门。据报道，前苏联约80%的粘合剂用于木材加工工业，日本为76%，美国为60%，中国为30-50%。1、提高木材利用率。2.低质材、小径材、残材、加工剩余物和农副产品的有效利用；3.改善木质材料的性能。5)建筑业建筑业是粘合剂和密封剂的最大应用市场之一。6)制鞋业全球鞋类年产量为100亿双，其中中国最大，为30亿双。70-80%是胶鞋。7)包装行业；4.胶粘剂的发展历史和前景：1.人类几千年前就开始使用粘合剂，主要是天然无机粘合剂和动植物粘合剂。只有合成胶粘剂的出现使得胶粘剂得到了突飞猛进的发展，也使得胶粘剂成为一门科学，发展最快的新兴边缘学科。合成树脂胶粘剂的发展大致可

7、分为三个阶段：诞生期：20世纪初至30年代，成长期：30年代至60年代，成熟期：60年代以后。我国胶粘剂品种从1983年的600种急剧增加到3500种，2003年产量达到430万吨。(？)2003年中国人造板产量为4553万M3，胶水消耗量约为4553万M3 0.1吨/m3=455.3万吨。如果转换成液态胶，大约是900万吨！二、胶粘剂的发展方向和前景1)遵循4E原则，21世纪的发展强调绿色环保和可持续发展，开发胶粘剂和密封剂新品种不仅要强调使用价值，还要考虑环保价值。国际工业的发展要求是生态环境、节能和经济的同步发展，简称3E要求。对胶粘剂提出了4E要求：低成本(经济)、节能(节能)、高性能

8、(卓越)和无污染(环境)。出于环保的要求，胶粘剂的发展方向有了新的特点，主要包括水基、固体基、无溶剂、低毒、高固含量等。2)采用新技术、共混复合技术、纳米技术、生物工程技术、辐射固化技术和可降解技术。纳米二氧化硅已在国外用于胶粘剂；康涅狄格大学模仿贝壳粘合剂，开发了一种粘合剂，可以在几分钟(几秒钟)内固化，形成高强度，并可用于治疗骨折或肌肉创伤。3)重视市场开发和基础研究4)加强国内外合作与交流。第一章粘接理论基础本章重点：1 .粘合理论的定义；2.胶粘剂在国民经济建设中的地位(特别是木材加工业)；3.几种键合理论的要点和局限性；4.接触角的概念和意义、胶粘剂在被粘物表面的润湿性以及接触角与粘

9、接质量的关系。粘合是一个复杂的物理和化学过程。它包括胶粘剂与被粘物的接触、胶粘剂的液化流动、被粘物的润湿、扩散、渗透和固化等。粘接涉及许多学科，如高分子化学、高分子物理、界面化学、材料力学、热力学、流变学等。因此，它是一门跨学科的科学技术。粘合理论是在20世纪40年代提出的。粘接技术在航空航天等尖端科技领域的应用可达1.4 7兆帕；2.分子间力。7102 7103兆帕；3.化学键力。7103 7104兆帕.在不同的情况下，效果是不同的。事实上，粘结强度只是理论值的一小部分。第一章是粘接的理论基础，第一节是解释粘接力形成机理和粘接现象的理论。粘接理论对粘接技术和胶粘剂的研发具有重要的指导作用。1

10、.机械理论是由Mcbain和Hopkis提出的。要点：根据力学理论，粘合剂渗透到被粘物的凹陷、缝隙和/或孔隙中，固化后产生锚固、钩挂、楔入等作用，从而将被粘物粘合在一起。简而言之，机械理论只把粘合视为纯粹的机械嵌入。机械作用通常包括：嵌入、钩住(分子水平)、锚定、钉住、根部固定等。机械理论是最早的粘合理论。它对解释木材等多孔材料与粗糙表面材料的粘接有很大贡献，并在粘接实践中得到了验证。例如，为了获得高粘合强度，塑料、金属、玻璃等。在粘合前通过打磨和喷砂进行粗糙化。适度的粘合温度和压力是生产足够多胶水钉的条件。根据润湿和分子间力的概念，有些材料很难得到良好的结合，但力学理论可以解释为什么它们最终

11、能得到良好的结合。例如，聚乙烯塑料被用来粘合木单板来制造胶合板。局限性：机械理论不能解释无孔材料如玻璃、金属等的粘结现象。而不能解释化学变化对成键效应的影响。、2。吸附理论的要点：吸附理论认为粘附分子通过布朗运动移动到被粘物的表面，使得极性分子基团和链段彼此靠近。当分子间的距离小于0.5 1纳米时，会产生分子间的力，即范德华力，从而产生粘着力。它是在20世纪40年代提出的。大多数学者都承认这一点。根据吸附理论，粘接是由粘接分子和被粘接分子在界面上的吸附引起的。结合是由物理吸附和化学吸附引起的。物理吸附是粘合的普遍原因。吸附理论已经被许多事实所证明。例如，当玻璃和金属用改性胶乳粘合时，粘合强度随

12、着共聚物中- COOH含量的增加而增加；环氧树脂粘接铝合金，粘接强度随-OH用量的增加而增加。吸附理论的特点1。分子间作用力无处不在。不同的材料可以用相同的粘合剂粘合，这表明吸附是广泛的。吸附理论是建立在热力学平衡的基础上的，从热力学平衡可以推导出成键功。然后可以比较理论强度。(事实上，实际强度比理论强度低1到几个数量级；3.润湿是影响粘结强度的一个重要因素，是吸附理论的核心内容。一般来说，附着力的产生可以分为两个阶段：1 .粘性分子通过布朗运动移动到物体表面，因此分子片段或极性基团彼此靠近(布朗运动通过增加温度、降低粘度和加压来促进)。2.吸引吸引力。它与粘合剂和被粘物的极性、分子间距和吸附

13、点有关。吸附理论的局限性：1 .它不能解释粘接的内聚破坏；2.无法解释测量的粘合强度与剥离速度相关的现象；3.无法解释非极性物质的结合。4.用硅烷偶联剂处理粘接物体表面后，环氧树脂的润湿性变差，但粘接强度增加。扩散理论要点：扩散理论认为粘合剂分子和被粘物分子相互扩散，大分子在界面处相互缠绕或溶解，导致界面消失，产生过渡带，固化后形成牢固的结合。扩散理论，也称为分子渗透理论，适用于解释相同种类或具有相似结构和性能的聚合物材料之间的结合。例如磷的自粘附有几条规则：1。粘接强度随着时间、温度、压力和粘接层厚度的增加而增加；2.高分子量、缠结和卷曲不利于润湿和扩散；3.分子链柔软，交联度小，有利于扩散

14、，提高结合强度。扩散理论的局限性：它不能解释聚合物胶粘剂与金属、玻璃、陶瓷等无机物之间的粘接过程；有些胶粘剂的溶解度参数与被粘接物体的溶解度参数相似，这种现象无法解释，但很难得到良好的粘接。静电理论静电理论的要点：也称为双电层理论，它认为在粘合剂和被粘物之间的界面上形成双电层，由于静电的相互吸引而产生粘合力。静电理论的局限性：它不能解释具有相同或相似性质的聚合物之间的键合；不能解释导电胶和以炭黑为填料的胶粘剂的粘接过程；静电理论不能解释温度等因素对剥离实验结果的影响；实际上，静电力通常小于0.04兆帕，静电力对粘合强度的贡献可以忽略不计。一些事实：1。实际功为10-310J/cm2，而理论值为

15、10-5 10-4 J/cm2。2.剥离功(附着力)与剥离速度有关(快速剥离时电荷逃逸少，剥离功大)，与理论分析不一致。3.在干燥黑暗的房间里剥膜时，会有撕裂声，并伴有闪光。4.非极性聚合物不能被吸附理论和其他理论满意地解释，并且形成了几种化学键合的方法。1.粘合剂和被粘物体之间的活性基团在一定条件下反应形成化学键。2、加入偶联剂；3.活性基团通过表面处理产生。化学键理论的局限性：它不能解释大多数没有化学反应的成键现象。化学键的形成是有条件的，在许多情况下很难形成化学键。5.化学键理论：化学键理论的要点：认为键是粘合剂分子与被粘物表面发生化学反应形成化学键的结果。化学键能量比分子间作用力高12

16、个数量级。如果能形成化学键，就能获得高强度和抗老化的结合。这对木材的粘接等具有重要的指导意义。一些事实：1。硫化亚铜在硫化橡胶和黄铜的表面形成化学键；2.聚烯烃材料难以粘接，但等离子体处理产生- COOH和-oh等基团，可与环氧树脂发生化学反应，提高粘接强度；3.用聚氨酯和异氰酸酯粘合的木材可以产生化学键。在第二节中，结合界面的化学，结合的形成，一个是润湿，另一个是粘附，这两者是不可缺少的。1.润湿润湿是液体在固体表面的铺展现象。接触角是液固接触后固体、液体和气体之间的界面形成的角度，即由固体、液体和气体三相点构成的液滴曲面的切线与液体接触侧的固体平面之间的角度，通常表示为。S1、L、S、L(LV)代表液体表面张力，S (SV)代表固体表面能，S1代表固液界面张力。从图中可以看出，固体表面能促进液滴扩散，而液体表面张力促进液滴收缩。当达到平衡时，存在 SL L COS = S杨方程。越小，扩散越大，润湿性越好。=0表示完全润湿，90表示难以润湿。=180 o意味着它根本不能被弄湿。S1、L、S、2。固体表面能的测定方法-临界表面张力( C)，0 10 15 20 25，液体表面张力(10-5 N/cm)，cos，1，第3节：粘合剂流变性和粘合剂失效，粘度或活性时间(加入固化剂)，粘合强度，1。粘合剂粘度对粘合强度