烯类高聚物胶粘剂

丙烯酸酯的乳液聚合1 前言丙烯酸酯类聚合物是工业生产中应用比较广泛的原料，可以用于生产涂料、粘合剂、塑料等产品，具有良好的性能，价格便宜。

丙烯酸酯类单体多是通过乳液聚合的方式进行聚合反应。

乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。

其特点是聚合热易扩散,聚合反应温度易控制; 聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物; 能获得高分子量的聚合产物; 可直接以乳液形式使用。

本实验利用丙烯酸酯乳液聚合来探究其性质以及应用。

2 实验目的1)掌握丙烯酸酯乳液合成的基本方法和工艺路线；2)理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理；3)了解高聚物不同玻璃化转变温度对产品性能的影响；3 实验原理在乳液聚合过程中，乳液的稳定性会发生变化。

乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型与加入方式、单体的种类与配比、加料方式、聚合工艺、搅拌形状与搅拌速度等都会影响到聚合物乳液的稳定性及最终乳液的性能。

功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚，在一定程度上可提高乳液的稳定性，但因其具有极强的亲水性，聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子，会产生絮凝作用，极易破乳。

因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。

聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。

在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物，即凝胶现象。

凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物，有的发软、发粘，有的发硬、发脆、多孔。

在搅拌作用下凝胶分散在乳液中，可通过过滤法或沉降法除去，但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶，使乳液蓝光减弱颜色发白，外观粗糙。

严重时甚至整个体系完全凝聚，造成抱轴、粘釜和挂胶现象。

常见聚合类建筑结构胶粘剂特性与应用优势及发展趋势作者：王亚兰来源：《粘接》2023年第11期摘要：随着我国建设工程技术的不断发展，建筑行业及配套产业的迅速崛起，带动了建筑胶粘剂行业的快速发展，推动了建筑结构胶粘剂研究开发和生产技术的迅速发展，使其应用场景越来越广泛。

为了解决目前建筑行业胶粘剂的固有缺陷、保障建筑工程安全可靠，从结构胶粘剂应用分类为出发点，比较不同胶结材料的特性，并总结归纳出既有胶粘剂的优点和不足。

结合当前建筑行业的热点领域和国家政策导向，提出今后绿色、节能、环保的装配式建筑结构胶粘剂是主要发展趋势。

关键词：胶粘剂；建筑材料；应用与发展中图分类号：TQ437+.1文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）11-0030-04Characteristics application advantages and development trend of common polymerized building structural adhesivesWANG Yalan（Shaanxi University of Chinese Medicine Foundation Construction Office，Xianyang 712046，Shaanxi China）Abstract：The continuous development of Chinese construction engineering technologyand the rapid rise of the construction industry and supporting industries lead to the rapid development of the construction adhesive industry，promoting the rapid development of the construction of structural adhesive research and development and production technology，and making its application scenarios more and more extensive.In order to solve the inherent defects of adhesives in the current construction industry and ensure the safety and reliability of construction projects，the classification of structural adhesive application was taken as the starting point，the characteristics of different bondingmaterials were compared，and the advantages and disadvantages of existing adhesives werebined with the current hot areas of the construction industry and the national policy guidance，it is proposed that the green，energy-saving andenvironmental friendly structural adhesives for assembly buildings are the main development trend in the future.Key words：adhesive;building materials;application and development建筑行业及配套产业的迅速崛起，带动了建筑胶粘剂行业的快速发展，使其应用场景越来越广泛，为我国建筑结构膠粘剂的发展带来了巨大的发展空间。

1 绪论胶粘剂（adhesive）：又称粘合剂、粘接剂，简称胶。

是一类单组分或多组分的具有优良粘接性能的、在一定条件下能使被胶接材料通过表面粘附作用紧密地胶合在一起的物质。

采用胶粘剂将各种材料或部件连接起来的技术称为胶接技术。

1.1 胶粘剂专业术语1、粘合(adhesion)：两个表面依靠化学力、物理力或两者兼有的力使之结合在一起的状态。

2、机械粘合(mechanical adhesion)：两个表面通过胶粘剂的咬合作用而产生的结合。

同义词：机械粘附。

3、内聚(cohesion)：单一物质内部各粒子靠主价力、次价力结合在一起的状态。

4、粘附破坏(adhesion failure)：胶粘剂和被粘物交界处发生的目视可见的破坏现象。

5、内聚破坏(cohesion failure)：胶粘剂或被粘物中发生的目视可见的破坏现象。

6、固化(curing )：胶粘剂通过化学反应(缩聚、聚合、交联等)使胶粘剂实现由液态向固态的转变，获得并提高胶接强度等性能的过程。

7、硬化(hardening)：胶粘剂通过干燥、结晶或降温而使胶粘剂实现由液态向固态的转变，获得并提高胶接强度、内聚强度等性能的过程。

8、贮存期(storage life)：在规定条件下，胶粘剂仍能保持其操作性能和规定强度的最长存放时间。

9、适用期(pot life)：配制后的胶粘剂能维持其可用性能的时间。

同义词：使用期。

10、固体含量(solids content)：在规定的测试条件下，测得的胶粘剂中不挥发性物质的质量百分数。

同义词：不挥发物含量。

11、涂胶量(spread)：涂于被粘物单位胶接面积上的胶粘剂量。

注：单面涂胶量（single spread）指胶粘剂仅涂于胶接接头的一个被粘物上的量。

双面涂胶量指胶粘剂涂于胶接接头的两个被粘物上的量。

12、固化时间(curing time)：在一定的温度、压力等条件下，装配件中胶粘剂完全固化所需的时间。

13、晾置时间(open assembly time)：被粘物表面涂胶后至叠合前暴露于空气中的时间。

难粘高分子材料的表面处理技术聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等聚烯烃和聚四氟乙烯（PTFE）类含氟高分子材料，若不经特殊的表面处理，是很难用普通胶粘剂粘接的，这类材料通常称为难粘高分子材料或难粘塑料。

聚烯烃类塑料由于性能优良、成本低廉，其薄膜、片材及各种制品在日常生活中大量地应用着。

而氟塑料则因具有优异的化学稳定性、卓越的介电性能和极低的摩擦系数以及自润滑作用，使其在一些特殊领域中具有重要的用途。

但是，这类材料在应用过程中，不可避免地会遇到同种材料之间或与其它材料的粘接问题，因此，人们曾对这类难粘高分子材料的难粘原因及表面处理方法进行了不断深入的研究。

难粘高分子材料的难粘原因是多方面的1.润湿能力差一般胶粘剂在未固化前都呈流动态，粘接过程是胶液在粘接件表面浸润，然后固化的过程，对粘接来说，润湿接触是粘接的首要条件。

液体与固体接触，其润湿程度可用接触角表示，几种塑料的表面特征数据见表1。

从表1可以看出水对它们的接触角都比较大，表面张力小，接着能不大，润湿能力就差，比较难粘。

2.结晶度高这几种难粘塑料都是高结晶度物质，所以化学稳定性好，它们的溶胀和溶解都比非结晶高分子困难，当与溶剂型胶粘剂粘接时，很难发生高聚物分子链的扩散和相互缠结，不能形成很强的粘附力。

3.是非极性高分子聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等都是非极性高分子，它们的表面只能形成较弱的色散力，而缺少取向力和诱导力，因而粘附性能较差。

4.存在弱的边界层这些高聚物难粘除了结构上的原因外，还在于材料表面存在弱的边界层。

聚烯烃类树脂本身含有低分子量物质以及在加工过程中加入的添加剂（如滑爽剂、抗静电剂等），这类小分子物质极容易析出、汇集于树脂表面、形成强度很低的薄弱界面层，表现出粘附性差，不利用于印刷、复合和粘接等后加工。

基于上述认识，人们采取了多种手段对难粘高分子材料表面进行改性处理：一在聚烯烃等难粘材料表面的分子链上导入极性基团；二提高材料的表面能；三提高制品表面的粗糙度；四消除制品表面的弱界面层，以提高难粘材料的粘附性能和粘接强度。

什么是胶粘剂什么是胶粘剂？胶粘剂是什么意思？胶粘剂又称粘合剂，俗称胶。

是能使两个物体表面粘合在一起的物质。

胶接（粘合、粘接、胶结、胶粘）是指同质或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点。

胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。

胶接近代发展最快，应用行业极广，并对高新科学技术进步和人民日常生活改善有重大影响。

因此，研究、开发和生产各类胶粘剂十分重要。

胶粘剂的分类胶粘和其他的连接方法相比，有重量轻、连接部位应力分布均匀、强度高、耐疲劳等优点。

主要有：聚丙烯酸树脂：主要用于生产压敏胶粘剂，也用于纺织和建筑领域。

近年来，国内企业从国外引进数条压敏胶粘制品生产流水线，推动了国内聚丙烯酸树脂生产技术的发展。

合成胶粘剂：主要用于木材加工、建筑、装饰、汽车、制鞋、包装、纺织、电子、印刷装订等领域。

目前，我国每年进口合成胶粘剂近20万吨，品种包括热熔胶粘剂、有机硅密封胶粘剂、聚丙烯酸胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、汽车用聚氯乙烯可塑胶粘剂等。

同时，每年出口合成胶粘剂约2万吨，主要是聚醋酸乙烯、聚乙烯酸缩甲醛及压敏胶粘剂。

环氧树脂胶粘剂：凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。

固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。

聚氨酯胶粘剂：能粘接多种材料，粘接后在低温或超低温时仍能保持材料理化性质，主要应用于制鞋、包装、汽车、磁性记录材料等领域。

近几年，国内聚氨酯胶粘剂年产量以平均30％的速度增长。

国内现约有170家工厂在生产100多种不同规格的此类胶粘剂。

胶粘剂的分类方法很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等；按应用对象分为结构型、非构型或特种胶；接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。

2007-4-81本章主要内容§6.1 概述§6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法§6.3氰基丙烯酸酯胶粘剂§6.4快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂§6.5厌氧型丙烯酸胶粘剂2007-4-82一.基本特性●该类胶粘剂是丙烯酸及其酯类的均聚物或共聚物。

可通过设计共聚组分而得到柔性和刚性等不同的胶粘剂。

●特点:可室温固化 固化速度快 胶层强度高 具有优异的户外耐老化性 和较好的耐水性。

应用范围很广泛。

可以说所有金属、非金属都能被丙烯酸胶粘剂粘接。

●丙烯酸及其酯类胶粘剂近年来发展很快。

2007-4-83二.分类●按强度分 ●按剂型分 ①溶剂型 如MA的均聚或共聚物酮RX ②乳液型 如MA共聚物乳液③无溶剂型 如α-氰基丙烯酸酯胶、厌氧胶、结构胶等●按固化机理分 ①反应性丙烯酸酯胶粘剂②非反应性丙烯酸酯胶粘剂①结构胶粘剂②一般胶粘剂2007-4-84§6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法 1 1.丙烯酸酯的直接酯化法CH2COOHCHROHCH2CCOORHH2OH硫酸、对甲苯磺酸、磺酸型阳离子树脂2.甲基丙烯酸酯的酯交换法CH2CCOOMeCH3ROHHCH2CCOORCH3CH3OH如CH2CCH3COCH2CCH3COCH3CH3OCH2CH2OOCH2CH2O2007-4-85§6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法 2 3. 甲基 丙烯酸酯和环氧化合物的反应CH2CCH3COOHORCH2CCH3COOCH2CHOHR4. 甲基 丙烯酸碱金属盐和环氧氯丙烷的偶合反应CH2CCH3COOCH3NaOHCH2CCH3COONaCH3OHCH2CCH3COONaOCH2ClOCH2 OCH2CCH3CO2007-4-86§6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法 3 5.三元调节合成法n1 ROH2 n RCOOH22CH2CCH3COOHCH2CCH3COOROCOCH2CCH3COOROCROn2n2H2O类似的产品还有 nCH2CCH3COCH2CH2OOCH2CCH3CO2007-4-87一.氰基丙烯酸酯胶粘剂的性能和特点1.基本性能●透明单组分低粘度胶 可在200-1000Pa·s范围内变动。

第一类酚醛树脂一、简介：酚醛（Phenol Formaldehyde，简称PF）树脂也叫电木，又称电木粉。

原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。

耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。

不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。

苯酚醛或其衍生物缩聚而得。

二、结构式：三、分类：（1）固体酚醛树脂：为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。

由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。

因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。

酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。

（2）液体酚醛树脂：为黄色、深棕色液体，如：碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。

用途：用作氯丁胶粘剂的增粘树脂、丁基橡胶的硫化剂等。

[1]四、实验制取：苯酚和甲醛在酸性或碱性的催化剂作用下，通过缩聚反应生成酚醛树脂。

在酸性催化剂作用下，苯酚过量时生成线型热塑性树脂；在碱性催化剂作用下，甲醛过量时生成体型热固性树脂。

五、工业合成原理：（1）加成反应在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二元及多元羟甲基苯酚。

（2）缩合及缩聚反应随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间，也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间。

包括：缩合反应不断进行的结果，将缩聚形成一定分子量的酚醛树脂，由于缩聚反应具有逐步的特点，中间产物相当稳定因而能够分离而加以研究。

六、加聚反应和缩聚反应加聚反应加成聚合反应的简称，是指以不饱和烃或含不饱和键的物质为单体，通过不饱和键的加成，聚合成高聚物的反应。

例如，乙烯加聚成聚乙烯，加聚反应根据参加反应的单体种类，又分为均聚反应和共聚反应。

仅由一种单体发生的加聚反应叫做均聚反应，合成聚乙烯的反应就是均聚反应。