第六章 黏合剂.ppt

1、21336010:16，6.1概述，6.1.1概念：粘合剂是指按规定程序粘合纸张、布、真皮、木材、金属、玻璃、橡胶、塑料等材料的物质。胶粘剂具有应用范围广、使用简便、经济效果高的特点，随着科学技术的发展，胶粘剂越来越取代机械联系，为各行业提供了简化工艺、节约能源、降低成本、提高经济效益的有效方法。第6章粘合剂，21:1033:16，应用示例：21:103:16，2133:103:16，2133:103:16，213:103:162)固化剂也称为固化剂，低分子聚合物或单体化合物通过化学反应生成聚合物化合物，或将线性聚合物化合物与体型高分子化合物交叉，对粘合具有一定的机械强度和稳定性。3)填充物是

2、为了提高粘合剂的部分性能，例如，提高杨氏模量、冲击韧性和耐热性、降低线膨胀系数和收缩率、降低成本。4)强化剂强化剂是提高胶粘剂灵活性，改善粘合层抗冲击性的物质。一般是单一功能团或多功能块状的物质，可以与粘合剂作用，成为固化体系的一部分。21:10336016，5)稀释剂稀释剂是一种容易流动的物质，可以降低粘合剂的粘度，为粘合剂提供良好的渗透力，提高粘合剂的工艺性能。6)偶联剂是一种能对粘合材料表面产生化学反应，与粘合剂反应，提高粘合接头界面结合力的粘合剂。7)触变剂触变剂是利用触变效果使粘合剂静态时粘度高，防止粘合剂流动的复合物。8)增塑剂具有提高粘合剂弹性、改善抗冻性的功能性物质。21:10

3、336016，6.1.3胶的分类，胶的种类也多种多样，组也多种多样，分类方法也多种多样。1、按物理形态分类：1)水溶液型2)乳液(水系统)型3)溶剂型，4)固体型，5)膏剂或膏剂2，按化学成分分类：1)无机胶粘剂2)有机粘合剂3，按固化方式分类1)2)合成粘合剂合成树脂、合成橡胶型、橡胶树脂型合成树脂型：热塑性：纤维素酯、烯烃聚合物(聚乙烯酯、聚乙烯醇、过氯乙烯、聚氯乙烯等)、聚酯、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、a5，根据力：1)结构胶2)非结构胶，21336010:16，6.1.4胶粘剂的性能，耐温性，低污染性，粘合性无破坏，硬质性，21:1033336，2133366近年来，引起了公众和政府的

4、高度重视，自然发展成了胶粘剂工业的新发展趋势，即无溶剂粘合剂。2)纳米胶粘剂纳米胶粘剂的开发是材料领域的重要组成部分，纳米胶粘剂的开发有可能从风靡全球的“纳米经济”馈电中夺取技术制高点。纳米胶将成为耀眼的新技术明星。3)多功能胶粘剂的研制。在胶粘剂同时具有多种功能的情况下，其应用价值往往会急剧提高，因此多功能胶粘剂是胶粘剂工业的发展趋势之一。4)军事、国防用胶粘剂开发军事、国防用胶粘剂是未来战争、反恐、反恐的需要，必将取得长足的发展。21:10336016，6.2粘合原理，粘合是徐璐其他两个物体接触时产生的相互作用。6.2.1胶接介面1)胶接作用是在胶分子和胶接分子界面上吸附作用。(包括物理吸

5、附和化学吸附)特征：(1)范德华力和氢键力(2)热力学平衡(3)可以根据粘合功能计算粘合强度；(4)润湿作用影响粘合强度2)粘合介面粘合界面由粘合表面及其吸附层和粘合表面附近的基底和粘合剂组成。21:103:16，粘接界面在(1)界面的粘合剂/基体和粘合剂表面和吸附层之间没有明显的边界(2)界面的结构、特性和粘合剂/基体及粘合表面的结构、特性不同。这些性质包括强度、系数。(3)界面的结构和性质随物理、机械和环境作用而变化，随时间而变化。21336010336016，影响介面结合的主要因素：(1)粘合剂表面的化学状态和吸附量；(2)粘合剂表面的遮光结构；(3)粘合剂/基底分子的链结构、粘度和粘弹

6、性；(4)粘合剂/基底(5)粘合方法=0液体可以在表面上自发展开，21:103:16，Wenzel关系，在表达式中：R -粗糙度系数A -实际表面积A- 90度，难以潮湿的表面因凹凸而更难润湿。21336010:16，6.2.3润湿的动力学问题，(Rideal-Washburn):style:粘度，表面张力为半径R，长度为L的流体通过毛细管所需的时间为T:(2(3)清洁处理、表面处理；(4)添加特定的表面活性物质。21:10336016，6.2.5粘合机，粘合作用是粘合剂分子和粘合物分子界面的吸附作用。(物理吸附和化学吸附)特征：(1)范德华力和氢键力(2)热力学平衡(3)可以根据粘合功能计算

7、粘合强度(4)润湿影响粘合强度1)吸附理论吸附理论认为粘合过程分为两个阶段。第一阶段：粘合剂分子通过布朗运动出现在粘合物体上，第二阶段：产生吸附力。角色能量e为，测试中：分子偶极矩；I分子电离能；r分子间距离极化率；k-boltz man常数；t热力学温度，21:10:16，21:103:16，吸附理论的缺陷：(1)粘合剂和粘合剂之间的粘合剂继电器不能说明粘合剂本身的强度大于。(2)不能说明粘合强度的大小和分子之间的分离速度关系。(3)不能说明高分子化合物的极性过大，反而不能说明粘合强度降低。(4)无法解释水的影响。(。21:10336016，2)静电理论认为，粘合连接有双层，继电器来自双层静

8、电引力。粘合力等于电容器瞬间放电的能量，计算如下：形式中：WA粘合力；q电荷表面密度；h放电距离；介质的介电常数，21:10:16，21:103:16，3)扩散理论观点：粘合剂和粘性分子通过相互扩散形成刚性连接。特征：(1)粘合强度与接触时间、粘合温度、粘合压力、粘合层厚度有关。(2)胶粘剂的分子量越高，对扩散不利。(3)分子链的灵活性增加，侧基减少，玻璃分子扩散，粘合强度增加。(4)极性、极性、非极性和非极性聚合物之间都有很高的粘合性。缺点：不能说明高聚物以外的粘接现象。21336010336016，4)机械耦合理论观点：牙齿理论认为，胶渗透到粘着物表面的缝隙中，固化后，像很多小钩子和秋头一

9、样，胶和粘着物在纯机械咬和镶嵌、牙齿微机械结合在多孔表面更加明显。特征：机械连接力与摩擦力相关。缺点：无法解释郑智薰多孔材料的粘合性。21:10336016，5)化学键理论观点：化学键理论认为，粘合剂和粘合物之间不仅能形成泛德火力，还能形成化学键。化学键的结合能比分子间作用大得多，形成更多的化学键对提高粘合强度和提高耐用性有重要意义。优点：可以部分说明粘合现象。缺点：无法解释不发生化学反应的粘合现象。6)其他粘合理论，21:10:16，摘要粘合过程是一个复杂的过程，牙齿几茄子粘合理论基于实验事实，对固体和粘合剂的粘合作用存在局限性。(1) 1和2机器的结合作用。包括：钉子理论；粘合的固体经过表

10、面处理后形成触手状凸起，产生与相1和相2纠缠的咬合。(2)相1和相2的化学吸附结合。包含：通过相互扩散在分子之间产生分子间的牵引力(凝聚力)。相1相2密切接触，产生分子间的牵引力。相1和相2通过化学键结合。粘合效果是股价力、辅助力、静电重力、机械力等复合作用的结果。21:10336016，6.3粘接工艺，6.3.1胶粘剂选择胶粘剂的选择应考虑以下五个茄子方面。(1)应根据粘合材料的特性选择粘合极性材料。极性强的粘合剂对药极性物质可以选择高反应性粘合剂(2)(3)根据粘合效率和粘合成本，选择粘合剂(4)在同一材料或不同材料之间实现粘合剂时，选择粘合剂过程的三个主要部分(1)选择粘合剂(2)粘合接

11、头设计(3)表面处理，对21:10:16粘合表面进行不同的表面处理。遵循提高表面能量，增加粘合表面积，去除粘合表面污物，去除松散层的基本原则。表面处理方法：(1)溶剂和超声波清洗法。(2)机械处理法。(3)化学处理法。(4)放电法，2)粘合剂涂布一般有粉刷涂布法、牛道法、喷雾法等。3)粘合剂的固化主要通过物理方法硬化，也可以使用化学方法使粘合剂分子交叉成形体结构硬化。21:10:16，6.4合成聚合物粘合剂，6.4.1热塑性裴秀智粘合剂热塑性聚合物粘合剂以线性聚合物为粘合剂，易于用溶液、乳液或熔体粘合剂配制，粘合，使用方便。固化过程中不发生交联反应，通过溶剂或分散介质的挥发或熔体冷却，产生粘合

12、力。优点：灵活性、抗冲击性、聚焦力、储存稳定性等。缺点：耐热性、溶解性差、粘合强度相对较低，经常有常温蠕变的倾向。应用：纸张、木材、真皮、纤维制品等非结构零件的粘合。热塑性聚酰胺、涤纶等也用于金属、金属、塑料和橡皮擦之间的粘合。21:10336016，1)聚乙烯乙酸盐粘合剂将醋酸乙烯聚合成单体，获得热塑性裴秀智粘合剂。聚醋酸酯的形成机理：自由基和聚合反应器，自由基通常由有机过氧化物分解产生。反应一般需要室温以上。聚醋酸乙烯一般可由乳液胶粘剂、溶液粘合剂、热熔胶、乙酸盐共聚物粘合剂等组成。聚醋酸酯粘合剂应用：乳液型和溶液型：主要用于木材、纸制品、书籍、非织造布、泡沫聚乙烯等，21:103:16，

13、(1)聚醋酸酯乳液粘合剂特征：a .良好的工作条件b .常温固化剂低成本的缺点：a .被溶剂挥发，达到一定的强度。21:10:16，2)聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛胶粘剂：的制备：聚乙烯醇水解为聚乙烯醇，聚乙烯醇通过醛和缩醛反应得到聚乙烯醇缩醛粘合剂。应用：将聚乙烯醇和水加热溶解，可直接获得水溶性粘合剂。通常命名用聚乙烯醇等级为PVA-1788，酒精分解度为88%，平均聚合度为1700。酒精分解度太低，水溶性不好，酒精分解度太高，容易结晶，粘合效果差。优点：高含量剂、耐油、耐动物油的性能。聚乙烯醇胶粘剂的价格低，无毒，因此主要用于纺织胶粘剂和粘合纸产品，也可用于建筑、化妆品、木材、真皮加工等。21:10:16，3)丙烯酸粘合剂：丙烯酸粘合剂是以丙烯酸、甲基丙烯酸、酯为主体的聚合物或共聚物制成的粘合剂。主要有乳液、溶液、液体树脂三种茄子形式。具有无色透明、省膜性、室温快速固化、易用、粘合强度、耐酸碱、老化等优点。氰基丙烯酸酯胶粘剂丙烯酸酯胶粘剂无氧胶粘剂，21:103:16，(1)氰基丙烯酸酯胶粘剂在水或弱碱的催化下容易进行负离子聚合。酯碳链越长，韧性和耐水性越好，