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- 膠粘劑知識大普及 ,你真的了解膠粘劑嗎 ?
- 發布時間 : 2020-07-20 點擊次數 :3992
膠粘劑的定義
通過界麵的粘附和物質的內聚等作用 ,能使兩種或兩種以上的製件或材料連接在一起的天然的或合成的 、有機的或無機的一類物質 ,統稱為膠粘劑(adhesive)又叫粘合劑 ,習慣上稱為膠 。
① 粘結(粘合) :指兩個表麵靠化學力 、物理力或者兩者兼有的力使之結合在一起的狀態
② 膠粘劑首先必須在被粘物表麵粘附 ,這是由於兩相之間產生粘合力 ,該力來源於次價鍵力或主價鍵力
內聚 :即單一物質內部各粒子靠主價鍵力(包括離子鍵 、共價鍵 、配位鍵 、金屬鍵等) 、次價鍵力(包括範德華力 、氫鍵)結合在一起的狀態 。膠粘劑的內聚力與分子間力 、相對分子質量 、交聯程度 、結晶和分子纏繞等因素有關 。 膠粘劑的要求 ① 不論出於何種狀態 ,當塗布時都應呈液態
② 對被粘接物表麵能夠完全鋪展 ,充分潤濕
③ 必須能夠通過某種方式而使液體轉變為固體或凝膠狀態 ,形成堅韌而穩定的膠層
④ 固化後應有一定的強度。能夠可靠的連接 ,傳遞應力 ,抵抗破壞
⑤ 可耐0℃以上的溫度 ,並經受一定時間的考驗
膠粘劑的分類 按照外觀分類 :溶劑型乳液型(水性) ;膏狀或糊狀 ;固體型 ;膜狀型 。
按照固化方式分 :水基蒸發型 、溶劑揮發型 、熱熔型 、化學反應型 、壓敏型 。
膠粘劑的基本組成 膠粘劑的基本組成 :膠粘劑的組分包括基料 、固化劑 、溶劑 、增塑劑 、填料 、偶聯劑 、交聯劑 、促進劑 、增韌劑 、增粘劑 、增稠劑 、稀釋劑 、防老劑 、阻聚劑 、阻燃劑 、引發劑 、光敏劑 、消泡劑 、防腐劑 、穩定劑 、絡合劑 、乳化劑 。
基料的種類 :基料是膠粘劑的主要成分 、主劑或主體聚合物 ,起粘合作用 。按照化學的成分的不同 ,基料的來源有無機化合物和有機化合物 。有機化合物是高分子合成類的高分子基料 。
① 常用的有機化合物 :熱固性合成樹脂 :酚醛樹脂 、環氧樹脂 、氨基樹脂 、聚氨酯樹脂 、不飽和聚酯和丙烯酸樹脂
② 熱塑性合成樹脂 :橡膠類基料 、天然高分子材料 、水性膠乳類 ,基料
③ 橡膠類基料膠粘劑
膠粘劑基料的選擇原理 :根據膠粘劑應用的對象 、應用的場合及應用的性能的選擇 。同時分子基料的分子結構與粘接性能的關係甚為密切 。
① 高分子材料的極性有關
② 高分子材料的結晶性能
③ 高分子材料的分子量
固化劑(硬化劑) :使基態原料通過化學反應 ,發生聚合 、縮聚或交聯反應轉變為線性高聚物或者網狀高聚物 ,是膠接接頭具有力學強度和穩定性的物質 。
固化劑的選擇 :
①最好是液體的無毒 、無色 、無味的物質
②固化劑與被固化物反應要平穩 ,放熱量少 ,以減少膠層的內聚力
③耐熱性 ,選用分子中具有反應基團較多的固化劑
④韌性 ,選用分子鏈較長的固化劑
膠粘劑溶劑 :指能夠降低某些固體或者液體分子間力,而使被溶物質分散為分子或離子均一體係的液體 ,常用的溶劑為低黏度的液體物質 。主要有脂肪烴 、芳香烴 、鹵代烴 、酯類 、醇類 、酮類 、酸類 、醚類 、萜烯烴 、酰胺類和水類 。但是多數的有機溶劑有一定的毒性 、易燃性 、易爆性 、對環境有汙染 、對安全有隱患 、對人體有危害 。
溶劑的作用 :
① 聚合反應的介質 :是反應緩和 、溫度易於控製
② 溶解基料 :製備溶劑型膠粘劑
③ 稀釋劑 :稀釋膠粘劑使其達到一定的黏度 ,有利於濕潤 、便於塗布
④ 調節膠粘劑的揮發速度
⑤ 防止凝膠 ,用來增加貯存穩定性
⑥ 粘結前的表麵清潔處理劑
⑦ 直接粘接 ,某些塑料
⑧ 降低成本 、提高效益
膠粘劑溶劑的選擇 :
① 極性 :選擇與基料極性相同或相近的溶劑(相似相容的原理)
② 溶解度參數(與極性有關) :溶劑的溶解度參數和高分子基體的溶解度參數相近
③ 溶劑的揮發性 :選擇揮發度適當的溶劑或快慢混合的溶劑 。溶劑揮發太快 :膠液表麵易成膜 、膜下溶劑不易揮發 ;溶劑揮發太慢 :表幹時間慢 ,影響工效
④ 溶劑的選擇要考慮到價格 、毒性和來源
軟化劑的作用 :是SBS費用不可的組分 ,其作用是調節硬度 ,流動性 ,並降低成本 ,充油SBS可使配煉加工更容易 。最常用的是環烷油 ,芳烴成色深 、有毒 、不能使用 ,石蠟油不能改善物性 ,還會導致噴出 。國產克拉瑪依KN係列環保型環烷油(例如KN4010等)質量上乘 。
軟化劑的種類 :按烴類組成分為石蠟基 、環烷基 、芳香基三類
軟化劑的特點 :
① 石蠟基橡膠油 :抗氧化 、光安定性好 ,但乳化性 、相容性 、低溫性相對較差
② 環烷基橡膠油 :兼具石蠟基 、芳香基的優點 ,乳化性 、相容性適中 ,無汙染 、無毒性 ,適用範圍也比較廣
③ 芳香基橡膠油 :相容性好 ,填充量大 ,價格低廉 ,所得橡膠產品強度高 。但顏色深 、毒性大 、對環境汙染大增塑劑的定義 :是一種降低高分子化合物玻璃化溫度和熔融溫度 ,改善膠層脆性 、增進熔融流動性的物質 。
增塑劑的作用 :
① 屏散高分子化合物的活性基團 ,減弱分子間作用力 ,從而降低分子之間的相互作用
② 增加高分子化合物的熱性 、延伸性和耐寒性 ,降低其內聚強度 、彈性模量及耐熱性增塑劑的選擇 :
① 極性 :極性大小影響增塑劑與主體材料的相容性 ,其原理同溶劑作用
② 持久性 :由於滲出 、遷移 、揮發二損失影響膠的物理機械性能 。選擇高沸點的或高分子量的增塑劑
③ 分子量及狀態 :分子量越高 ,粘接強度越好常用的增塑劑 :鄰苯二甲酸酯 、磷酸酯類 、己二酸酯和癸二酸酯等 。
填料的定義 :在膠粘劑中不與基體起化學反應 ,但是可以改變其性能 ,降低成本的固體材料 。
常用的填料分為有機填料和無機填料 :有機填料——改善樹脂的脆性 、吸濕性高 、耐熱性能低 ;無機填料——使膠的相對密度增加 、脆性增加 、但耐熱性 、介質性能 、收縮率等都會有所改善 。
填料的選擇 :
① 無活性與膠粘劑的其他組分不發生反應
② 分散性好與基料有良好的潤濕性
③ 不含水分 、有害物質 、油脂 ,無吸濕性
④ 顆粒均勻 ,無毒
⑤ 來源廣泛 、加工方便 、價格低廉
⑥ 填料的密度與基料的密度不能相差太大
⑦ 用量適宜
常用的填料 :二氧化矽 、碳酸鈣 、碳酸鎂 、鋁粉 、酚醛樹脂等 。
偶聯劑 :能同時與極性物質和非極性物質產生一定結合力的和化合物 ,其特點是分子中同時具有極性和非極性部分的物質 。常用的偶聯劑有有機鉻偶聯劑 、有機矽偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑 。在膠粘劑中常用的是矽烷偶聯劑 。
偶聯劑的作用 :
① 增加主體樹脂本身的分子間的作用力 ,提高膠粘劑的內聚強度
② 增加樹脂與被粘合物之間的結合 ,起了一定的架橋作用 。不同的偶聯劑具有不同的反應基團 ,反應基團不同對粘接性能的影響也不同引發劑 :在一定的條件下能分解產生自由基的物質 ,一般含有不飽和鍵的化合物中加入引發劑 ,常用的引發劑有過氧化二苯甲酰 、過氧化環己酮 、過氧化異丙苯、偶氮二異丁氰等 。
促進劑(催化劑) :能夠降低引發劑的分解溫度或加速固化劑與樹脂橡膠反應的物質 。
防老劑 :能延緩高分子化合物的老化的物質 ,對於高溫 、暴曬下使用的膠粘劑由於容易老化變質 ,在配膠時加入防老劑 。
增稠劑 :黏度低的膠粘劑 ,增加使其黏度增加的物質
阻聚劑和穩定劑 :阻止或延緩含有不飽和鍵的聚合物 、單體在貯存過程中自行交聯的物質(對苯二酚)。
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