文档介绍：第六章胶粘剂
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概述
胶粘剂(粘合剂)是通过黏附作用使被粘物相互结合在一起的物质。
天然产物骨胶、松脂、淀粉胶粘剂,如用黏米粘城墙、用骨胶粘接箭羽等(秦汉时期)。
20世纪20年代,出现了天然橡胶加工的压敏胶,并试制成功醇酸树脂胶粘剂。
40年代,瑞士发明双酚A型环氧树脂,成为主要的结构胶粘剂。
1957年美国发明氰基丙烯酸酯胶粘剂,开创了瞬间粘接的新时期。
近20年来,国内外胶粘剂及其技术理论发展十分惊人, 产量逐年剧增,应用愈来愈广泛。
粘接是一项古老而又实用的技术,它的发展经历了较长的历史。
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胶粘剂的特点
可以粘合不同性质的材料;
可以粘合异型、复杂结构和大型薄板的结构部件,采用粘合方法可以避免焊接时产生的热变形和铆接时产生的机械变形;
粘合件外观平滑美观;
粘合是面粘结,不易产生应力集中,接头有良好的疲劳强度,同时具有优异的密封、绝缘、耐腐蚀等性能;
制造成本低,粘结件质量轻。
优点:
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胶粘剂的特点
与高强度的被粘物(如金属)相比,粘接强度不够高,容易在接头边缘首先破坏;
粘接结构在使用或存放过程中由于受环境中水、热、光、氧等因素的作用,会老化,同时其耐高温、低温性能有限;
某些胶粘剂易燃,有毒;
迄今还缺乏准确、可靠、无损检验粘接质量的方法。
缺陷:
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胶粘剂的分类与组成
有机胶粘剂
无机胶粘剂
胶粘剂
磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐型等。
天然胶粘剂
合成胶粘剂
热塑性树脂胶粘剂
热固性树脂胶粘剂
橡胶型胶粘剂
混合型胶粘剂
动物胶
植物胶
鱼胶、骨胶、虫胶等
淀粉、松香、阿拉伯树胶等
PVAc、PA等
环氧、酚醛树脂等
氯丁、丁腈胶等
环氧-酚醛等
天然胶:来源丰富、价格低廉、毒性低、但耐水、耐潮和耐微生物作用差。
合成胶:良好的电绝缘、隔热、抗震、耐腐蚀、耐微生物及良好的粘结强度;而且可根据不同用途配置不同胶粘剂。
根据基体来源:
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胶粘剂的分类与组成
结构型胶粘剂
非结构型胶粘剂
能够承受负载,有较高的粘结强度;
一般热固性胶粘剂或合金型胶粘剂适合作结构胶粘剂;
如飞机、汽车上结构部件的粘结。
根据粘结处受力要求:
不受力或受力不大;
橡胶型、热塑性胶粘剂;
常以压敏、密封、热溶剂形式出现。
根据固化方式:
水基蒸发、溶剂挥发、化学反应、热溶性、压敏胶等
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胶粘剂的分类与组成
组成——多组分:
固化剂:增加胶层内聚强度;
催化剂:加速固化,缩短时间,降低反应温度;
防老剂:提高耐大气老化、热老化、电弧老化、臭氧老化性能;
填料:提高强度,降低成本;
增塑或增韧剂:降低胶层刚性,增加韧性;
稀释剂:改善工艺性、降低粘度;
溶剂
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粘结与粘结工艺
粘结的前提条件:一是胶粘剂要能很好地浸润被粘物表面;二是胶粘剂与被粘物之间要有较强的相互作用。
浸润的描述——接触角θ(液滴曲面的切线与固体表面的夹角)
粘结原理:
θ< 90º 浸润;
θ> 90º 浸润不良;
θ= 180º 不浸润;
θ= 0º 液体在固体表面铺开
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粘结与粘结工艺
液体对固体的浸润程度要取决于他们的表面张力大小:
表面张力小的物质能够很好浸润表面张力大的物质,而表面张力大的物质不能浸润表面小的物质;
金属的表面张力大,能被表面张力小的聚合物胶粘剂浸润;
含氟聚合物和非极性的聚烯烃类聚合物的表面张力极低,很难被粘结;
玻璃、陶瓷介于两者之间。
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粘结与粘结工艺
机械互锁理论(抛锚理论):胶粘剂渗透到被粘物凹凸不平的沟痕或孔隙中去,固化之后就像许多小钩子似地把胶粘剂和被粘物连接在一起。
扩散理论:高聚物的自粘附和相互间粘接,界面高聚物分子相互扩散所致;
静电理论: 当胶粘剂-被粘物体系是一种电子的接受体-供给体的组合形式时,在界面区两侧形成双电层。双电层电荷的性质相反,从而产生静电引力;
粘结机理:
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