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胶合材料学AdhesiveMaterialsScience刘景宏福建农林大学材料工程学院《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。胶合材料是人们生产和生活中广泛应用的重要材料。基本要求：1.了解胶合材料的发展史、现状和发展趋势。2.掌握各种胶合材料的合成理论和生产工艺。3.熟悉各种因素对胶合材料质量的影响。4.了解胶合材料的性能和改性方法；掌握一般性能的测定方法。参考书：《木材工业实用大全》（胶粘剂卷）《木材工业实用大全》（涂饰卷）《胶接理论与胶接基础》《胶粘剂分析与测试技术》《胶粘剂生产技术问答》参考资料：各种期刊：《林业科学》、《木材工业》、《林产工业》、《中国胶粘剂》、《粘接》、各林业院校的学报、AdhesivesAge、ForestProductsJournal。第一章胶接基础第一节绪论一、胶合材料的发展史胶合材料（即胶粘剂）：通过粘附作用，能使被胶接物结合在一起的物质。胶粘剂的别称：粘合剂；胶合剂；粘结剂；粘接剂；粘着剂；胶着剂；胶合材料等等。二、现有胶合材料存在的主要问题1．有的具有一定的毒性；2．有的性能不够完善或使用不太方便；3．有的价格太高；4．有的原料来源困难。三、今后胶合材料的发展趋势1．对原有的胶种进行改性；2．寻求新的胶粘剂原料来源，发展再生资源环保型胶；3．发展固体型胶粘剂；4．发展水基型乳液胶；5．发展反应型胶。胶接理论：研究胶粘剂把物体胶接起来的工作原理的理论，即研究胶接力形成机理，解释胶接现象的理论。一、吸附胶接理论论点：胶接作用是胶粘剂分子与被胶接物分子在界面上通过物理吸附而产生的。强调：“距离”。物理吸附的特点是容易解吸。第二节胶接理论二、机械胶接理论论点：液态胶粘剂充满被胶接物表面的空隙或凹陷处，固化后在界面区产生啮合连接。强调：“流动性”、“固体含量”。无法解释表面光滑物体的胶合。三、扩散胶接理论论点：高聚物间的胶合是由于胶粘剂分子与被胶接材料分子在胶接界面上相互扩散引起的。强调：“相容”、“扩散”。主要针对高聚物的胶接，对其它材料（如玻璃、陶瓷、金属）的胶接无法解释。四、静电胶接理论论点：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。主要针对金属材料的胶接。五、化学键胶接理论论点：胶接作用主要是化学键力作用的结果。化学键的形成需要一定的分子结构和合适的反应条件，一旦形成，胶接强度很高。第三节胶接结构的组成与破坏一、胶接结构（胶接接头）的组成胶合强度是由：被胶接材料的凝聚力Fa、Fb胶粘剂的内聚力Fc胶粘剂与被胶接材料间的结合力Fac、Fbc综合作用的结果。二、破坏类型1被胶接材料破坏；2胶层破坏；3胶接界面破坏；4混合破坏。第四节胶粘剂的组成与分类一、胶粘剂的组成1.粘料（主要胶合物质、胶料）即在胶粘剂配方中起主要胶接作用的物质。2.固化剂使胶粘剂固化的物质。3.增塑剂与增韧剂增塑剂：高沸点液体或低熔点固体化合物。增韧剂：含反应基团少的热塑性树脂。4.填料按性状可分为：填充剂：不挥发的固体物质，没有粘性或稍带粘性，不能成糊状，一般是不溶于水的粉状物质，如木粉。增量剂：也是不挥发的固体物质，具有粘性，可成糊状，含有淀粉或蛋白质，如面粉，豆粉。加入填料的目的：①增大胶粘剂体积，降低胶粘剂成本；②提高胶粘剂粘度，改善操作性能；③降低胶粘剂固化过程中的体积收缩，减小内应力；④改善胶的某些性能；⑤赋予胶粘剂以新的功能。5.溶剂与稀释剂溶剂：能直接溶解溶质。稀释剂：只能在溶质溶解后进行稀释。溶剂型的胶需要加溶剂和稀释剂，其目的是：溶解主要胶合物质，降低胶粘剂的粘度，提高胶粘剂的渗透性，改善工艺性能。6.偶联剂对于难胶接的材料，可使用偶联剂。常用：硅烷及其衍生物。7.其他助剂如：阻燃剂、防腐剂、防老化剂、增粘剂、阻聚剂、除臭剂、酸捕捉剂等等。二、胶粘剂的分类1.按化学成分分类P.462.按固化形式分类硬化：胶粘剂通过干燥、结晶等物理变化而变硬的过程（或现象）。固化：胶粘剂通过聚合、缩合等化学反应而变硬的过程（或现象）。①溶液型胶：热塑性高聚物溶解于适当的溶剂中形成的胶粘剂。热塑性高聚物（树脂或热塑性胶）：一般是线型（直链型）结构的高分子化合物，其特征是可反复受热软化（或熔化），冷却则凝固，可溶于某些溶剂中。②乳液型胶：热塑性高聚物被乳化后分散在水中形成的胶粘剂。③热熔型胶：以热塑性高聚物为主要成分，不含水和溶剂，100%固体，通过加热熔融获得流动性，涂于被胶接物表面，随后冷却硬化发挥胶接力。④热固性胶：（热固性树脂、热固性高聚物）一般是体型结构的高聚物，在催化剂或热的作用下发生化学反应而变成不溶不熔状态，受热不再软化，强热则分解破坏的胶粘剂。3.按用途分类结构型胶：指那些能承受较大压力，而且其胶接强度应大于或至少接近被胶接材料本身的强度，使胶接部位不致于成为结构整体中薄弱环节的胶粘剂；非结构型胶；特种胶。4.按耐水性分类高级耐水性胶（Ⅰ类胶）（室外用）一般耐水性胶（Ⅱ类胶）（潮湿下用）非耐水性胶（Ⅲ类胶）（干燥下用）讨论、思考题、作业：1.胶合材料的发展趋势如何?2.胶接理论有几种,论点各是什么?3.一个胶接件的胶合强度是由哪些力综合作用的结果?4.胶接结构的破坏类型有几种?5.胶粘剂的主要组成有哪些?6.请解释溶液型胶、乳液型胶、热熔型胶、结构型胶、热塑性胶、热固性胶。