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胶黏剂的组成(1)

胶黏剂的组成(1)

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  • 发布时间:2024-10-10
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【概要描述】胶黏剂一般由多种材料组成,主要组分有基料、黏料、固化剂、稀释剂、增塑剂、填充剂、防老剂等。这些组分主要包括以下几种:天然的高分子化合物和合成高分子化合物(作为黏料),加入的固化剂、增塑剂或增韧剂、稀释剂、填料等。

胶黏剂的组成(1)

【概要描述】胶黏剂一般由多种材料组成,主要组分有基料、黏料、固化剂、稀释剂、增塑剂、填充剂、防老剂等。这些组分主要包括以下几种:天然的高分子化合物和合成高分子化合物(作为黏料),加入的固化剂、增塑剂或增韧剂、稀释剂、填料等。

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胶黏剂一般由多种材料组成,主要组分有基料、黏料、固化剂、稀释剂、增塑剂、填充剂、防老剂等。这些组分主要包括以下几种:天然的高分子化合物和合成高分子化合物(作为黏料),加入的固化剂、增塑剂或增韧剂、稀释剂、填料等。

胶黏剂的组成根据具体要求与用途还可包括增黏剂、阻燃剂、促进剂、发泡剂、消泡剂、着色剂、防霉剂等。

① 固化剂

a.固化:液体的胶黏剂通过物理、化学方法变成固体的过程。物理方法有溶解挥发、乳液凝聚、熔融体冷却;化学方法使胶黏剂聚合成高分子物质。

b.固化剂:固化过程所使用的化学物质。

② 固化促进剂。能促进固化反应速率,缩短反应时间的化学物质,又称催化剂。

③ 增韧剂。能提高胶黏剂固化物的韧性,主要是酯类和弹性化合物。

④ 填料。能提高接头的力学强度。

⑤ 其他辅助材料。着色剂、溶剂(稀释剂)、防老剂和偶联剂等。

应当明确,胶黏剂的组成中除了基料和黏料不可缺少之外,其他成分则视需要决定取舍。基料是胶黏剂的主要成膜物质,是胶层的骨架,为最基本、不可缺少的材料。

胶黏剂的基料:

(1)基料通常是以具有黏性或弹性的两个或两个以上胶黏材料牢固地连接在一起,并且具有一定力学强度的化学性质。例如,环树脂、磷酸-氧化铜、白乳胶等。

基料是胶黏剂中的基本组分,在两被粘物结合中起主要作用。胶剂的胶接性能主要由黏料决定,通常以下各种物质可以作为胶黏剂的黏料。

① 天然高分子化合物。如蛋白质、皮胶、鱼胶、松香、桃胶、骨胶等

② 合成高分子化合物

a.热固性树脂:如环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、有机硅树脂聚氨酯树脂、等。

b.热塑性树脂:如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇及缩醛类树脂、聚苯乙烯等

c.弹性材料:如丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚硫橡胶等。

d.各种合成树脂、合成橡胶的混合体或接枝、镶嵌和共聚体等。

(2) 基料的结构与物理力学性能:

对于热塑性树脂胶黏剂,基料分子量的大小及分布对粘接强度有一定的影响。基料的分子量大,胶层的内聚力大,粘接强度高,韧性也好些。但是分子量太大时黏度过大,链段运动变难对被粘物的润湿性变差,粘接强度反而下降。分子量分布宽些,能使粘接范围变广,粘接强度尤其是初粘强度有所提高,但对胶层的耐热性不利。因此宜选用分子量适中、分子量较为均匀的树脂作胶黏剂的基料。热固性树脂胶黏剂,分子量小,活动能力强润湿性好,固化后粘接强度高,耐热性、耐油性均好。过度交联(分子量大)时胶层的韧性不好,因此,基料的分子量也应适当。分子量分布宽些对粘接强度与固化速度均有利。

基料分子的极性对粘接强度的影响也很大。极性增大,胶层的力学性能、耐热性、耐油性均提高,但极性基团过多易造成互相约束,使链段运动受阻而降低粘接能力。应注意的是,基料的极性应与被粘材料的极性相对应,否则,难以产生渗透、扩散及吸附作用,从而不利于提高粘接强度,适当的结晶性可以提高胶黏剂的内聚强度和初粘力,结晶度过高时则不易扩散,影响粘接强度,不宜用作基料。

(3)基料的选择原则:作为胶黏剂的基料首先要对被粘物有良好的润湿性,以便能均匀涂胶,从而获得良好的粘接强度。其次应具有优良的综合力学性能,以满足各种性能上的要求,因此在配胶时可用几种材料进行复配,取长补短以获得理想的综合力学性能。基料还应具有良好的耐环境性能,以使胶层在各种外界条件下能保持良好的粘接强度。由于基料一般为固体或稠厚液体,做成的胶黏剂需加入一定量的稀释剂(溶剂)来改善操作工艺,有利于胶黏剂均匀分布,获得更好的粘接强度,因此基料应能溶于某些溶剂。进行粘接时,胶黏剂对被粘物适当浸润有利于提高粘接强度。

但在有些场合(如光学、电子元件)过度的浸润是有害的,因此胶黏剂的基料在保持必要的粘接强度的基础上应尽量不破坏被粘物表面。

(4) 常用的基料及其性能:胶黏剂的基料按其结构与性质可分为树脂型聚合物、弹性体、活性单体、低聚体和无机物等类型。树脂型聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)聚氯Z烯(PVC)、氧乙烯-偏氧乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、ABS 树脂等。聚乙烯由乙烯催化聚合而成,主要有高压和低压聚乙烯两种类型。高压聚乙烯大部分用于农业及包装薄膜、电线电缆的包覆等。低压聚乙烯具有优良的综合性能,高抗冲、低吸湿、耐疲劳、耐环境,广泛用于高频水底电缆包覆、化工设备制造等。胶黏剂工业中常用的是分子量较低(1000~10000)的品种。聚丙烯的合成方法与聚乙烯相近,外观也相近,只是透明度高些,密度低些,物理力学性能也好些,主要有等规、无规和间规聚丙烯三种类型,用途也与聚乙烯相同。胶黏剂工艺中常用的是无规聚丙烯。聚苯乙为玻璃状材料,无色透明,无延展性,具有良好的光学、电学性能,工业上常用作容器、包装材料、保温材料等,用适当溶剂溶解后即具有粘接作用。聚氯乙烯能耐许多化学药品,对碱、大多数无机酸、多种有机与无机物溶液及过氧化氢等具有良好的稳定性;能溶于多种有机溶剂、聚合物单体,制成相应的胶黏剂;也常用于热固性树脂的改性。由于其电绝缘性能良好,所以广泛用于电线包覆。其不足之处是热性能不好,加热至 80℃℃ 就开始软化,120℃ 就开始分解,低温下会变硬变脆。将氧乙烯与偏氧乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸酯等单体进行共聚制得的共聚物以及将聚氧乙烯进行氧化制得的氯化聚氯乙烯等改性聚氯乙烯产品的综合性能受共聚单体的影响,均比聚氯乙烯好。例如,氯醋共聚物除保持了聚氧乙的基本性能外,其柔韧性、溶解性与其他树脂的相容性等均有明显的提高,广泛用于溶剂型胶黏剂或作其他基料的改性材料。聚丙烯酸酯中最典型的是聚甲基丙烯酸甲酯,通常称为有机玻璃,为透明性最好的一种塑料,具有良好的物理力学性能与耐环境性。能,在户外使用 10 年后其性能变化不大,能溶于低级酮、酯及卤代烃等溶剂其他的丙烯酸酯聚合物有些性能比有机玻璃差,但其柔韧性高,玻璃化转变温度低,特别适用于作胶黏剂,作安全玻璃的中间黏合层。50%聚乙酸乙烯酯的乳液就是所谓的白乳胶,广泛用于木制品的加工与制造。在聚合过程中加入丙烯酸丁酯等憎水性单体制成的胶液广泛用于纺织品印染行业中。聚乙酸乙烯酯除直接用作胶黏剂外,其部分水解的产物聚乙烯醇及进一步与甲醛、丁醛等反应生成的聚乙烯醇缩醛等物具有良好的粘接性能,广泛用于纺织、建筑、造纸等行业及日常生活用品的粘接。 ABS 树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物,按聚合方法、聚合条件、原料配比的不同有许多品种,用途广泛,性能各异。ABS 树脂具有较高的抗冲击性能,良好的机械强度及化学稳定性,可制成溶剂型胶黏剂用于塑料的粘接或作其他胶黏剂的改性材料。另外聚酯、聚酰胺等也常作为基料用于各种胶黏剂中。总之,可作胶黏剂基料的树脂型聚合物非常多,无法--列出。

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