胶粘剂的分类及应用课件

生产设备的配置与优化
总结词
生产设备的配置与优化是实现胶黏剂高 效、稳定生产的必要条件。
VS
详细描述
根据胶黏剂的生产工艺和产品特性，选择 合适的生产设备，如反应釜、混合机、研 磨机等，并进行优化配置。通过对设备的 改进和升级，可以提高生产效率、降低能 耗、减少污染，同时保证产品质量和稳定 性。
生产工艺的控制与改进
优点
粘接强度高，耐水、耐油 、耐腐蚀等性能优异。
高性能胶黏剂的研发
高性能胶黏剂
具备高粘接强度、耐高温、耐老化等 性能的胶黏剂。
应用领域
发展趋势
随着科技的不断进步，高性能胶黏剂 在环保、安全、可靠性等方面的要求 越来越高，未来将朝着更加高效、环 保、安全的方向发展。
主要应用于航空航天、汽车制造、电 子封装等领域。
总结词
随着个性化需求的增加，胶黏剂 的个性化也是未来发展的一个重 要方向。
详细描述
个性化胶黏剂可以根据不同应用 场景和需求，定制不同的粘附力 、颜色、形状和尺寸等特性，满 足多样化的市场需求。
举例说明
例如，在服装、鞋帽、工艺品等 领域，需要胶黏剂具备美观、时 尚的特性，同时还要满足轻便、 舒适等要求。
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胶黏剂的生产工艺与技术
原材料的选择与处理
总结词
原材料的选择与处理是胶黏剂生产中的重要环节，直接影响到产品的性能和质量。
详细描述
在选择原材料时，需要考虑其化学性质、纯度、稳定性等因素，以确保胶黏剂的粘附力、耐久性和可 靠性。同时，原材料的处理也是关键步骤，包括破碎、混合、干燥等，需要严格控制工艺参数，确保 原材料的均匀性和稳定性。
环保化
总结词
随着环保意识的提高，胶黏剂的 环保化也是未来发展的重要方向

1
防腐蚀
2
用于军事领域
3
用作生物医用
4
防恐反恐
第三章 胶粘剂
胶粘剂发展趋势
❖发展无溶剂性胶粘剂 ❖发展纳米胶粘剂 ❖发展多功能胶粘剂 ❖发展军事、国防用胶粘剂
第三章 胶粘剂
发展无溶剂不仅危害人 的身心健康,而且会破坏大气层中的 臭氧层。
➢胶粘剂工业新的发展趋势,即向无溶
剂的胶粘剂发展。
发展纳米胶粘剂
❖纳米胶粘剂是材料领域的重要组 成部分,发展纳米胶粘剂,有可能在 席卷全球的“纳米经济”急战中, 抢夺一个技术制高点。
❖纳米胶粘剂将成为一颗耀眼的新 的科技明星。
发展多功能胶粘剂
❖当一种胶粘剂同时具有多种功能的时 候,它的应用价值往往陡增,所以多功 能胶粘剂是胶粘剂工业的发展趋势之 一。
❖粘附力（practical adhesion）：强度由被 粘物和胶粘剂的力学性能决定。
第三章 胶粘剂
胶粘剂的固化
❖ 固化：通过适当方法使胶层由液态变成固态的过程。
热熔胶的固化
按
溶液型胶的固化
固
化
乳液型胶的固化
方
增塑糊型胶粘剂的固化
式
反应型胶粘剂的固化
第三章 胶粘剂
3.2 粘结接头的设计
❖1 接头及其受力情况：相当复杂，主要机械力
度关系。 3. 解释不了对于高分子化合物极性过大，反
而胶接强度降低。 4. 解释不了水的影响。
第三章 胶粘剂
静电理论
❖ 该理论认为：在胶接接头中存在双电层，胶接 力来自双电层的静电引力。
❖ 胶接功等于电容器瞬间放电的能量，计算公式
如下：
WA
2Q2
h
WA－－胶接功；Q－－电荷表面密度； h－－放电距离；ε－－介质的介电常数

机械理论是最早提出的胶接理论。 它对解释木材 等多孔性材料及表面粗糙的材料的胶接很有贡献，已在 胶接实践中得到验证。如，为了得到高的胶接强度，塑 料、金属、玻璃等通过砂光、喷砂处理等使表面粗糙后 再胶接。 适度胶接温度与压力，是产生足够胶钉的条件。 有些材料按照润湿、分子间力等的概念是难以得到 良好胶接的，但机械理论却可以解释它们最终可以获得 良好胶接的原因。如聚乙烯塑料胶接木材单板制造胶合 板。 局限性：机械理论无法解释非多孔性材料，如玻璃、 金属等物体的胶接现象，也无法解释材料表面的化学变 化对胶接作用的影响。 △
胶粘剂与涂料

你使用过胶粘剂吗？
什么情况下使用的胶粘剂？

你知道几种胶粘剂？
他们的主要成分是什么？

本绪论要点： 1，胶粘剂的定义；2，胶粘剂与胶接技术的特点；3， 在林产品加工中的应用；4，发展方向

绪论
一、胶粘剂的定义： 胶粘剂就是在一定条件下通过粘附作用能把被粘 物结合在一起的物质，又叫粘合剂、胶黏剂，习惯上 称为胶（但不宜称作胶水）。 几个常用术语： 粘附：两个表面靠化学力、物理力或两者兼有的 力使之结合在一起的状态。 胶合、 胶接、粘接、粘结：用胶粘剂将被粘物连 接在一起的过程。 胶接技术：选择适宜的胶粘剂，选择适当的接头 形式，采用合理的粘接工艺而达到粘接目的的方法。
5）胶接受力面大，机械强度高。 6）胶接制件表面光滑、平整、美观，能提高空气动力 学特性和美观性。 7）胶接的密封性能优良，并且具有耐水、防腐和电绝 缘等性能。可以防止金属的电化学腐蚀。 8）胶接可以实现精细加工和独特组装，也可功能性胶 接。如集成电路、人体组织胶接。
9）胶接工艺温度低，对热敏部件损害小。 10）粘接修补、密封堵漏快捷高效。水下修补，带电操作。 总之，胶粘剂以其胶接方便、快速、经济、节能 而著称，已从木材加工业逐步扩展到航空、航天、航 海、原子能、交通运输、机械制造、建筑、纺织、电 子、化工、医疗、文化体育等各个领域和人民生活的 各个方面。 当然，胶粘剂和胶接技术还不是十全十美的，也 存在着一些缺点。 1）胶接质量容易受各种因素影响，产品性能的重现性 较差。 2）无损检测还不成熟，胶接的可靠性还较差。常常需要

边缘首先破坏； • ③与机械物理连接法相比，溶剂型胶粘剂的溶剂
易挥发，而且某些溶剂易燃、有毒，会对环境和 人体产生危害。 • ④胶接质量因受多种因素的影响，不够稳定，而 且无损探伤尚没有很好的方法。
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胶粘剂的污染问题
• 常见的胶粘剂质量问题主要是溶剂挥发产生的苯 类、卤代烃和甲醛等有害物质： 苯是一种致癌物质，人若吸入过量，会出现 头晕、恶心、乏力、皮肤干燥、意识模糊等现象， 重者可导致昏迷甚至死亡。甲苯和二甲苯：对皮 肤和粘膜刺激性大，长期接触易引起膀胱癌。甲 醛挥发较慢，吸入后会引起恶心，导致支气管炎， 甚至出现肺水肿；卤代烃也是致癌物质，长期吸 入会损伤肝脏等器官。
• ②能耗小，无需特殊设备，节省能源； • ③铸件砂眼，零件缺陷能修复后再用，可以减少
废品； • ④治理三废（水、油、气）导电连接，满足特殊
要求。
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5、建筑工业的应用
• 各种装修材料的粘贴与固定都要大量的胶粘剂和密封剂。 • 胶粘剂用于修补混凝土结构件缺陷、裂缝，操作简便，不仅能
• 国标GB18583-2001对甲苯的使用只是作了量的限 制，没有规定不许作为溶剂使用，其限量为甲苯+二 甲苯总量不得大于200g/kg。
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二甲苯
• 无色易挥发液体，易燃，有芳香气味。分子式C6H4（CH3）2。中等毒性，毒性比苯和甲苯小，高浓度 下对黏膜和呼吸道有刺激和伤害，甚至呈现兴奋，有 麻醉作用。
• 7、粘接磨料模具 • 如砂纸、砂轮 • 8、造船工业的应用 • 9、医疗方面的应用 • 接骨植皮、修补脏器、代替缝合、有效止血、
粘接血管；还能用于牙齿的粘接、镶嵌、填充、 美饰等。

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二、扩散理论
两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧 密接触时，由于分子的布朗运动或链段的旋摆产生相互 扩散现象。这种扩散作用是穿越胶粘剂、被粘物的界面 交织进行的。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产 生，由此形成粘接。
当胶粘剂和被粘物都是具有能够运动的长链大分子聚 合物时，粘接体系借助扩散理论基本是适用的。热塑性 塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的结果。
许多合成胶粘剂都容易润湿金属被粘物，而多数固 体被粘物的表面张力都小于胶粘剂的表面张力。这就是 环氧树脂胶粘剂对金属粘接极好的原因，而对于未经处 理的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯和氟塑料很难粘接。
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1.2 粘接机理
为满足第二个条件，固化后应形成跨过界面的粘
接力，而此力的本质和大小对粘接效果都是极重要 的。目前主要有四种理论解释粘接力产生机理：
(1)机械互锁理论； (抛锚理论) (2)扩散理论； (3)电子理论（静电）； (4)吸附理论。
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一、机械作用力理论
胶粘剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处，固化后在 界面区产生了啮合力，其本质是摩擦力。
要求：a胶粘剂必须渗入被粘物表面的空隙内 b排除其界面上吸附的空气
在粘合多孔材料、纸张、织物等时，机构连接力是很重 要的因素，但对某些坚实而光滑的表面，这种作用并不显 著。从物理化学观点看，机械作用并不是产生粘接力的因 素，而是增加粘接效果的一种方法。
分子间作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。 在某些特殊情况下，其他因素也能起主导作用。
缺点：理论与实际的差距，只有物理吸附，其他物理吸附 比胶黏剂容易 要求：充分润湿，亲密接触
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化学键形成理论
化学键理论认为胶粘剂与被粘物之间除分子力间外，有时 还有化学键产生：1）离子键 2）共价键 3）金属键

，使接触角下降。
粘附机理** 1、吸附理论
物理吸附：范得华力，相距1nm，吸引力可达 10—100MPa; 0.3nm，可达100-1000MPa
2 机械结合理论
表面旳孔隙，使得固化剂形成机械铆合 气体往往使得胶粘剂不易进入，缺陷
3、静电理论
粘结点中存在双电层（因界面处不同介质对电子旳约束能力不同，出现 正负离子，形成双电子层，正负相吸产生结合力。） 粘合功等于此电容瞬时放电旳能量；
主要品种有乙烯-醋酸乙烯酯型、聚氨酯型等。 应用书籍无线装订、纸袋封口、纸箱制造、木制品封
边、非织布（原称无纺布）旳制作，热熔衬垫、制鞋 、聚乙烯及聚丙烯塑料粘接、制作道路标志线等。
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6.4 胶接及机理
胶接:靠胶黏剂将物体连接起来旳措施称为胶接。 良好胶接，必须具有： 一、胶黏剂要能很好地润湿被粘物表面，胶黏剂表面 张力比被粘物旳小，才干很好润湿其表面，易于胶接
第六章 胶 粘 剂
6.1 胶黏剂概述 定义：胶粘剂又称粘(黏)合剂、粘接剂。是一种能把多种材料 紧密结合在一起，而且具有良好旳粘接强度及机械性能旳物 质。 以多种树脂、橡胶、淀粉等为基体材料，添加多种辅料 而制成旳。借助胶粘剂将多种物件连接旳技称为胶接技术
。汽车构造件粘接：
发动机中罩与前后加强梁，一般用改性环氧树脂胶 黏剂。
面进行旳化学或物理处理.
目旳:
⑴清除表面污物 ⑵增长表面积和增长表面能 涉及: 清洗、打磨和化学处理等
如：α-氰基丙烯酸乙酯。
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五、油面粘接
• 金属板材表面常涂有防锈油，一般在粘接 前要除去表面旳油，工艺比较复杂。
• 油面用胶不需要先在表面除油，简化了工 艺，并有良好旳粘接强度。
• 油面胶粘剂有第二代丙烯酸酯、改性聚氨 酯及改性环氧树脂。

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特性：1.高可靠性，耐热和机械冲击；
2.黏度低，流动快，PCB不需预热；
3.固化前后颜色不一样，方便检验；
4.固化时间短，可大批量生产；
5.翻修性好，减少不良率。
6.环保，符合无铅要求。
应用：广泛应用在MP3、USB、手机、篮牙等手提电
子产品的线路板组装。
8Hale Waihona Puke 二；环氧贴片胶黏剂简介：片胶，也称为SMT接着剂、SMT红胶，它是红
特性：本品为环保阻燃型环氧树脂灌封AB胶，粘度低
、流动性好、容易渗透进产品的间隙中，散热性好；可 常温或中温固化，固化速度适中；固化后无气泡、表面 平整、有光泽、硬度高；固化物耐酸碱性能好，防潮防 水防尘性能佳，耐湿热和大气老化；固化物具有良好的 绝缘、抗压、粘接强度高等物理特性。
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应用：强化电子器件的整体性，提高对外来冲击、震
6、可通过自动机械点胶或网印施胶，方便操作。
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应用：对各种基材进行结构性粘结，强度通常都超过
被粘基材的强度，尤其可以用来粘结那些无法焊接或使 用其他胶黏剂的相异基材。同时应用于应用于玻璃家具 、玻璃工艺、水晶工艺品、电子秤、电子元器件、LCD 、LED、手机按键、医疗器材、塑胶工艺、电机、排线 生产及补强、线路板披覆、跳线固定、焊点保护、线圈 音圈固定、激光头、光学镜头、IC卡和芯片、手表、电 子各种透明塑胶(PC、PMMA、PS、PVC、PE、 ABS、PU 、TPU、PET)等的固定、粘接、密封及灌注。
粘接强度>30MPa，抗剪强度>18MPa）,能承受较大荷载 ，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定 ，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂。
特点：结构胶强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简

1发动机罩，热固化乙烯基塑料溶胶 ②车身外的贴花加工，采用丙烯酸酯压敏胶； ③挡风玻璃粘接，采有聚硫多组分反应性胶粘剂； ④聚氯乙烯顶篷缝粘接，采用聚酯、聚酰胺热熔胶；
⑤顶篷隔音衬垫粘接，采用氯丁橡胶为基体的溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂；
⑥聚氯乙烯顶篷粘接，采用氯丁橡胶为基体的溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂；
表面张力
表面张力是分子间力的直接表现，是由于物体主体对表面 层吸引的结果，表面分子能量状态高，物体有减少自身表面 的趋势。增加表面积即能量增加，也有了表面自由能。
存在的最普遍的分子间吸引力为Vander Waals力，它来源于几 种不同的作用。
静电力（取向力），永久偶极之间，13-21kJ/mol； 诱导力，偶极在其他分子上引起的诱导偶极,6-13kJ/mol； 色散力(London力)，偶极矩自由运动产生,0.8~8kJ/mol； 另外还有氢键，不超过40 kJ/mol。 共价键100-400 kJ/mol，离子键一般大于300 kJ/mol，金属键？。
胶粘剂概述
一、胶粘剂基本组成 基料、固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、 交联剂、引发剂、促进剂、增韧剂、增黏剂、 稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、光敏剂、 消泡剂、防腐剂、稳定剂、乳化剂
二、胶粘剂的分类
三、常见胶黏剂成分
组成
1 、基料 又称胶料,是胶粘剂主要成分. 2 、固化剂 使单体或低聚物变为线形或网状体型高聚物。
分子间力的另一表现，内聚力，是在同种物质内部相 邻各部分之间的相互吸引力，只有在各分子十分接近时 （小于10-8米）才显示出来。
浸润的热力学
完全浸润、浸润平衡 (1) Young氏方程： γsl+γlcosθ=γs ，接触角θ要小于90°

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表1 加碱(NaOH)量对大豆蛋白胶黏剂黏度和水解度的影响
加碱量/% 5 6 7 8 9 10 11
黏度/( Pa·s) 7. 492 2. 929 2. 318 1. 532 1. 408 1. 095 0. 734
水解度/% 29. 53 35. 21 40. 17 41. 72 37. 32 33. 23 14. 96
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• 大豆蛋白的化学改性
碱改性
用碱对大豆蛋白进行处理有助于大豆球蛋白解聚, 提高蛋白质的溶解 度, 暴露出极性和非极性基团进而与木材反应, 增加蛋白质的粘附能力, 提高疏水特性, 但也缩短了胶的适用期。
采用的碱性试剂一般包括NaOH、Ca(OH)2、硼砂(Na2B4O7)、磷酸氢二 钠(Na2HPO4)、氢氧化铵(NH4OH) 和硅酸钠溶液(Na2SiO3) 等, 也可采用碱 性试剂混合物, 如NaOH和Ca(OH)2或NaOH和镁盐等。混合碱可用来稳定改 性蛋白质结构和黏度, 与蛋白质分子反应生成不溶性的蛋白盐, 可改善 大豆胶的耐水性, 延长胶的适用期。
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表4－1 骨胶胶黏剂配方举例（重量份）
组分 牛皮胶 尿素 苯酚 甲醛 蓖麻油酸 山梨糖醇-甘油 (3：7) 液体石蜡
水
木材用 70 14 － 7 － －
1 55～74
涂漆纸用 100 － 2 － 60 －
－ 200
增韧性 30 － － － － 1
－ 28
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（3）应用与性能 骨胶胶黏剂可粘接木材、金属、皮革、织物和纸张。 常用于胶合板、木材、家具、乐器和体育用品的粘接； 用于砂轮和砂布的粘接； 用于雨衣防雨浆和丝绸等织物的上光； 用于书籍装订与铜版纸的制造。

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内饰装配粘接： 顶棚，车门内护板， 地毯，挡风玻璃等。
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汽车结构件粘接： 发动机中罩与前后 加强梁，通常用改 性环氧树脂胶黏剂
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粘接使用的部件由 原来机内装饰、非 结构件、发展到结 构件、受力件，甚 至整个机体。
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随着科学技术的发展,目前不同行业对胶黏剂及粘接技术 的要求越来越高。1999年世界胶黏剂总需求量为1800 万ｔ，预测2010年将达2500万ｔ。
b) 固化剂：固化过程所使用的化学物质。
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3. 填料： 是不参与反应的惰性物质，可提高胶接强度、 耐热性、尺寸稳定性并可降低成本。其品种很多，如石 棉粉、铝粉、云母、石英粉、碳酸钙、钛白粉、滑石粉 等。各有不同效果，根据要求选用。
填料用量要求：①控制胶黏剂到一定黏度；②保证填料能润湿；③达到各种 胶接性能的要求。
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③ 热熔型：是一种以热塑性塑料为基体的多组分混合物，如聚 烯类、聚酰胺、聚酯。室温下为固状或膜状，加热到一定温度 后熔融成为液态，涂布、润湿被粘物后，经压合、冷却，在几 秒钟甚至更短时间内即可形成较强的粘接力。 ④ 压敏型（粘附剂）：有可再剥离型（橡胶、丙烯酸类、硅酮 ）和永久粘合型。在室温条件下有粘性，只加轻微的压力便能 粘附。 ⑤再湿型：包括有机溶剂活性型和水活性型（淀粉、明胶、聚 已烯醇）。在牛皮纸等上面涂敷胶粘剂并干燥，使用时用水和 溶剂湿润胶粘剂，使其重新产生粘性。
钛
325
100
聚酯胶
铜粉
200 ～ 250 300
环氧胶
石棉粉
碳酸钙 200 ～ <100 300
聚 酯 、 环 氧 电木粉

出处：Hofrichter C H.Ind.Eng.Chem,1948,40:329
第三章 胶粘剂
结论
胶粘剂与被胶接材料 表面间的距离是产生 胶接力的必要条件
胶接体系内分子接触 区（界面）的稠密程 度是决定胶接强度的 主要因素
物质的极性有利于获得 高胶接强度，但过高会 妨碍湿润过程的进行
必要非充分条件
1
防腐蚀
2
用于军事领域
3
用作生物医用
4
防恐反恐
第三章 胶粘剂
f.胶粘剂发展趋势
❖ 1）发展无溶剂性胶粘剂 现行的许多胶粘剂都含有大量挥发性很强的溶剂,这些溶剂
不仅危害人的身心健康,而且会破坏大气层中的臭氧层。近年 来,引起了公众和政府的高度重视,这样自然给胶粘剂工业带来 了一种新的发展趋势,即向无溶剂的胶粘剂发展。 ❖ 2)发展纳米胶粘剂
❖ 按化学成分：硅酸盐，磷酸盐，硫酸盐，硼酸盐等。 ❖ 按固化机理：气干型，水固型，热熔型，反应型。 ❖ 特点：耐热性，阻燃性，耐光性，耐油性比有机胶粘
剂好，抗老化，原料价廉，（一般耐900~1000℃） ❖A 热熔型胶粘剂
低熔点金属（如锡焊），玻璃陶瓷等 ❖B 水固型胶粘剂： 有水泥，石膏
第三章 胶粘剂
总结
• 胶接过程是一个复杂的过程，以上几种胶接理论即有实验事实 作依据，又都存在有局限性
• 对于固体和胶粘剂产生胶接作用的原因，可概括为： （1）相1和相2机械结合作用。包括：①胶钉理论（anchoring）； ②被胶接固体经表面处理后产生触须（whisker）状凸起，相1与 相2纠缠咬合（interlocking）。 （2）相1和相2的化学吸附结合作用。包括：①通过相互扩散， 在分子之间产生分子间的拉引作用力（内聚力）；②相1相2密 切接触，产生分子间的拉引作用力；③相1和相2通过化学键结 合在一起。

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§6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（7）
② 特点： A.固化时，添加的改性剂能进行接枝共聚交联，从分子
内部进行增韧，可显著提高其抗冲强度。 B.粘接强度高、粘接范围广，甚至油面也可直接粘接。
③ 制备技术关键:（i）在使用条件下，能产生大量的活 性自由基来引发聚合反应。 （ii）胶粘剂中引入改性剂应能使聚合反应和接枝交联反 应顺利进行。 （iii）添加一定量的多官能团单体或预聚物，以保证胶接 强度和内聚强度。 （Ⅳ）应有良好的固化速度和良好的存贮稳定性
4.促进剂： (芳香)叔胺: N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、 苄基二甲胺、三乙胺等。 硫脲类物质：硫脲、三甲基硫脲、苯基硫脲等。 过渡金属皂：环烷酸钴、萘酸铜等。 有机硫化物：十二烷基硫醇等。 醛胺：丁醛-苯胺缩合物808、丁醛-正丁胺缩合物 833等。
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§6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（4）
n H2C C
COOR
H2O OH-
CN
HO CH 2 C
H
n
COOR
阴离子聚合机理（本体聚合）。
实际上，所有材料表面都吸附有湿气，氰基 丙烯酸酯胶粘剂与吸附水接触，使碳阴离子快 速产生，并迅速聚合固化。
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§6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（8）
四.氰基丙烯酸酯胶粘剂的制备
CN
N
H2C COOEt
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§6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（12）
六.氰基丙烯酸酯胶粘剂的改性 1.改善耐热性
氰基丙烯酸酯固化后是热塑性结构，并含 有较多的残留单体，玻璃化温度不高，一般只 能耐热80℃左右，常需改性。 ●常用的方法有：