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CHAPTER08膠粘劑8.1概述8.2環氧樹脂膠粘劑8.3酚醛樹脂膠粘劑8.4聚氨酯膠粘劑8.5其他合成樹脂膠粘劑8.6橡膠型膠粘劑8.7熱熔膠粘劑8.8膠粘劑的性能與構成的關係大綱P.28.1概述8.1.1膠粘劑的分類及組成分類按膠接強度特性分類：可分爲結構型膠粘劑、非結構型膠粘劑及次結構型膠粘劑三種類型。按主要組成成分分類化學反應型膠粘劑熱塑性樹脂溶液膠粘劑熱熔膠粘劑P.3組成膠粘劑一般是以聚合物爲基本組分的多組分體系。增塑劑及增韌劑：主要用以提高韌性。固化劑（硬化劑）：用以使膠粘劑交聯、固化。填料溶劑其他輔料：如稀釋劑、穩定劑、偶聯劑、色料等。P.48.1.2膠接及其機理液體對固體表面的潤濕P.5固體表面的特性固體表面的複雜性固體表面的粗糙性固體表面的高能性固體表面的吸附性固體表面的多孔性固體表面的缺陷性P.6膠接機理第一階段，液態膠粘劑向被粘物表面擴散，逐漸潤濕被粘物表面並滲入表面微孔中，取代並解吸被粘物表面吸附的氣體，使被粘物間的點接觸變爲與膠粘劑之間的面接觸，施加壓力和提高溫度，有利於此過程的進行。第二階段，産生吸附作用形成次價鍵或主價鍵，粘合劑本身經物理或化學的變化由液體變爲固體，使膠接作用固定下來。P.78.2環氧樹脂膠粘劑8.2.1環氧樹脂膠粘劑的特點與應用以環氧樹脂爲基本成分配製而成，産量最大，用之最多的是雙酚A型環氧樹脂，它是由二酚基丙烷與環氧氯丙烷在鹼催化下縮聚而得的各種分子量不同的線型聚合物。P.8粘接力大，粘接強度高收縮率小，尺寸穩定耐介質性好，電性能優良易於改性，用途廣泛工藝性佳、使用方便原料易得，配製簡單使用溫度廣，適應性較強毒性低，危害小脆性較大耐熱性較差P.98.2.2環氧樹脂膠粘劑的組成環氧樹脂分子鏈結構中含有兩個或兩個以上環氧基團高分子化合物的總稱。環氧樹脂的性能指標包括外觀、粘度、環氧值、軟化點、揮發分、氯含量、熱變形溫度等。固化劑環氧樹脂膠粘劑中不可缺少的重要組分。P.10促進劑能加快環氧樹脂固化，降低固化溫度，縮短周期的一類物質。增韌劑增韌劑是爲增加環氧膠的韌性，且使其他物理性能無甚變化，也不影響固化速度而加入的有機化合物或聚合物。稀釋劑主要用於降低環氧樹脂粘度，提高浸潤性，便於混合均勻，增大填料用量，利於操作，延長適用期。P.11填料加入填料的目的是爲了改善環氧膠的物理和力學性能。偶聯劑分子兩端含有性質不同的基團化合物，其一端能與被粘物表面反應，另一端能與膠粘劑分子反應，以化學鍵的形式將被粘物與膠粘劑緊密地連接在一起。P.128.2.3環氧樹脂膠粘劑的固化機理伯、仲胺的固化機理伯胺和仲胺含有活潑的氫原子，很容易與環氧基發生親核加成反應，使之環氧樹脂交聯固化。固化過程可分爲三個階段伯胺與環氧樹脂反應，生成帶仲胺基的大分子仲胺基再與另外的環氧基反應，生成含叔胺基的更大分子剩餘的胺基、羥基與環氧基發生反應P.13P.14酸酐類的固化機理開環P.15酯化P.16叔胺基的固化機理叔胺是通過催化引發環氧基開環自聚而使環氧樹脂固化的。P.17P.188.3酚醛樹脂膠粘劑8.3.1酚醛樹脂膠的特點極性大，粘接力強剛性大，耐熱性高耐老化性好耐水、耐油、耐化學介質、耐黴菌。本身易於2改性，也能夠對其他膠粘劑進行改性。電絕緣性能優良。抗蠕變，尺寸穩定性好。脆性大，剝離強度低。需要高溫固化，收縮率較大。固化時氣味較大。P.198.3.2一般酚醛樹脂膠粘劑醇溶性的酚醛樹脂膠鋇酚醛樹脂水溶性的酚醛樹脂膠P.208.3.3改性酚醛樹脂膠粘劑酚醛-縮醛膠聚乙烯醇縮醛改性的酚醛樹脂膠。酚醛-丁腈膠由丁腈橡膠改性酚醛樹脂而得的酚醛-丁膠具有高強、堅韌、抗振、耐油、耐寒，使用溫度（－55～260℃），耐久，是用途廣泛的一種膠粘劑。P.218.4聚氨酯膠粘劑8.4.1概述聚氨酯膠粘劑包括多異氰酸酯和聚合物改性的異氰酸酯配成的膠粘劑。有很高的彈性，耐振動、抗衝擊、耐疲勞，特別是耐低溫性能極好。缺點是耐酸鹼、耐水、耐濕熱老化性能差。P.228.4.2聚氨酯膠粘劑的組成聚氨酯膠粘劑通常分爲雙組分，甲組分是含端羥基的聚酯、聚醚等多羥基化合物，或用異氰酸改性的端羥基聚酯、聚醚；乙組分是多異氰酸酯，或用端羥基化合物（聚酯、聚醚等）改性的異氰酸酯封端的預聚體。P.238.4.3聚氨酯膠粘劑的用途聚氨酯膠粘劑用途很廣，用於金屬、橡膠、塑膠、纖維、木材、陶瓷、玻璃、皮革等自身或相互之間的粘接，甚至對難粘塑膠。P.248.5其他合成樹脂膠粘劑8.5.1丙烯酸酯膠粘劑α-氰基丙烯酸酯膠粘劑厭氧膠丙烯酸酯壓敏膠P.258.5.2乙烯基樹脂膠粘劑聚乙烯醇聚醋酸乙烯酯－CH2－CH－nOCOCH3P.268.5.3氨基樹脂膠粘劑甲醛樹脂膠粘劑尿素和甲醛的縮聚産物，由於含有大量的羥甲基和醯胺基，能溶於水，並有較好的粘結性能。廣泛用與木材、膠合板、層壓板、竹木製品的粘結。如家具、包裝箱、繡織器材、收音機和時鐘的木質外殼。三聚氰胺-甲醛膠粘劑三聚氰胺和甲醛反應，在酸性條件下，迅速生成不溶縮聚物。用途主要用於製膠合板、家具、室內門、體育用具、裝飾板、硬紙板等。P.278.6橡膠型膠粘劑8.6.1氯丁橡膠膠粘劑氯丁橡膠的特點與應用初始粘力大粘接強度高，強度建立的速度很快。對多種材料都有較好的粘接性，所以氯丁膠也有“萬能膠”之稱。耐久性好，具有優良的防燃性、耐光性、抗臭氧性和耐大氣老化性。膠層柔韌，彈性良好，耐衝擊與振動。P.28耐介質性好，有較好的耐油、耐水、耐鹼、耐酸、耐溶劑性能。可以配成單組分，使用方便，價格低廉。耐熱性較差、耐寒性不佳。溶液型氯丁膠粘劑稍有毒性。貯存穩定性較差，容易分層、凝膠、沈澱。P.29氯丁橡膠的組成氯丁橡膠金屬氧化物防老劑樹脂溶劑填充劑、促進劑、交聯劑，根據需要可合理配用。P.308.6.2丁腈橡膠膠粘劑有單組分和雙組分的；有溶劑型和乳液型的；有室溫固化和高溫固化的。具有優異的耐油性，較高的粘接強度，出色的耐水性，良好的耐熱、耐磨、耐化學介質和耐老化性。缺點是耐寒性、耐臭氧性和電絕緣性較差。P.318.6.3矽橡膠膠粘劑矽橡膠分子是由矽-氧原子交替排列成主鏈的聚矽氧烷，通常用表示這種類似矽酸鹽結構的聚合物兼有無機物和有機物兩者的特點。一般加入二氧化矽填料作補強劑。矽橡膠具有良好的熱穩定性，矽橡膠分子是非極性的，不易隨外電場的變化而取向，所以電性能很好，且不易受溫度變化的影響，因此廣泛用於電器、電子工業中。R－Si－O－nRP.328.7熱熔膠粘劑熱熔膠粘劑簡稱爲熱熔膠，是一種無溶劑的熱塑性固體膠粘劑，利用加熱使其熔化，獲得流動性，浸潤被粘物表面，冷卻之後就能通過硬固或化學反應固化而實現粘接。有天然熱熔膠（如石蠟、松香、瀝青等）和合成熱熔膠（如共聚烯烴、聚醯胺、聚酯、聚氨酯等），其中以合成熱熔膠最爲重要。P.338.7.1熱熔膠的特點與應用單組分，使用方便。無溶劑，100%固體，無污染，無毒害。固化快，加熱粘(nian)，冷之粘(zhan)，只需幾十毫秒至幾秒鐘。不易燃，不易爆，安全，貯存運輸方便。易浸潤，粘接力大，強度較高。能夠反復使用，無廢料，拆膠容易。原料易得，價格低廉。P.34能粘接多種材料，包括難粘塑膠。效率高，適於連續化和自動化作業。性能穩定，耐水、耐酸、耐溶劑，電性能好。需要專用設備，被粘物要預熱。耐熱性不高。P.358.7.2EVA熱熔膠EVA是乙烯-醋酸乙烯的共聚物，以它爲基料配製的熱熔膠稱之爲EVA熱熔膠，是目前用得最多的熱熔膠。EVA熱熔膠主要用於包裝、無線裝訂、家具裝飾面和烯烴塑膠等的粘接。表8-11爲EVA熱熔膠對塑膠的粘接強度。P.368.7.3聚醯胺熱熔膠聚醯胺熱熔膠與EVA熱熔膠相比有更好的柔韌性、撓曲性、耐熱性和耐介質性，使用溫度最高可達200℃。8.7.4聚氨酯熱熔膠聚氨酯熱熔膠的一個顯著特點是，除基料外，不必再加添加劑。因爲作爲基料的聚氨酯浸潤性、熔融粘度、粘接強度等綜合性能良好。合成的聚氨酯即可作爲熱熔膠使用。P.378.7.5聚酯熱熔膠聚酯熱熔膠的基料聚酯是由多元醇和多元酸縮聚製得的飽和線型熱塑性樹脂，加入增塑劑、增粘劑、填料、抗氧劑等便成爲聚酯熱熔膠。聚酯熱熔膠具有較高的耐熱性，良好的耐候、耐水性，彈性也較好，耐衝擊性高，電絕緣性優異，耐介質性較佳。其缺點是加熱熔融時粘度較大，手工操作比較困難。聚酯熱熔膠可用於粘接金屬、織物、薄膜、塑膠等。P.388.8膠粘劑的性能與構成的關係8.8.1聚合物結構因素的影響分子結構指組成分子的原子和分子間結合的價鍵類型和基團種類。分子量及其分佈聚合物分子量比較大，但分子量不是均一的，有一定的分佈。分子量及其分佈，會影響膠粘劑的性能。組成膠粘劑的聚合物的分子量要有一個適當的範圍，才能獲得良好的內聚力和粘接性兼具的綜合性能。P.39極性膠粘劑與被粘物應有相應的極性，膠粘劑分子的極性與被粘物的極性相近時易於粘接。結晶性聚合物的結晶性對粘接性能影響較大，結晶度高，內聚力大,如果過高，分子內的基團受到束縛，溶解性差，不易流動，難以浸潤，粘接力小。柔順性膠粘劑對被粘物能夠粘接的首要條件是浸潤，這必須通過大分子的擴散、流動來實現，自然就要求聚合物的分子有較大的柔順性，它往往與粘接力發生矛盾，因爲柔順性好，分子間力必然就要小，或者空間隙變大。P.40交聯度交聯就是分子間以化學鍵的形式連接起來，交聯度是交聯程度的一種量度。P.418.8.2粘接強度與組成的關係粘接強度是膠粘劑的重要性能指標，按受力種類分爲抗拉強度、剪切強度、不均勻扯離強度、剝離強度、抗衝強度、抗彎強度等，對於不同類型的膠粘劑，其強度有很大的差別，表8-22列出了一些結構粘接劑的性能比較。P.42P.43適量的增韌劑可提高脆性樹脂配成的膠粘劑的粘接強度。加入適當的填料，不僅可降低成本和收縮率，而且也使粘接強度大幅度提高。剪切強度隨填料量的增加而提高，但超過一定量之後反而下降。