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粘接技术基础2

发布时间:2017-06-08点击数:载入中...

胶粘剂的原料

1. 粘料
粘料是胶粘剂的基体材料,主要是成膜物质,它决定着胶粘剂的粘接能力和其他性能,

常用的粘料可分为
合成树脂:聚氯乙烯、聚氨酯、硅树脂、环氧树脂、聚酰胺等;
合成橡胶:氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、硅橡胶;
天然有机物:松香、天然橡胶、阿拉伯树胶。

2. 胶粘剂粘料分子的运动特点
粘料:线性聚合物,有非晶态和部分结晶态,他们的分子运动状态决定着物理状态,从而影响其粘接性能。

2. 1 线性非晶态高聚物的物理状态
玻璃态:共价键健角,健长的变动;侧链基团的摆动和振动------普弹
高弹态:链段绕主链旋转,分子构象变化------高弹
粘流态:分子链间的相对位移------不可逆塑性(变形,不能回复)

tg:表征高分子性能的一个参数。tg越大,说明分子链间作用力越大,链运动越困难;引入硬性链节,可增大tg,引入柔性链节,可降低tg。
tf:固液转变点,即熔点(mp);大小与粘料分子量大小,以及加入的一些助剂有关。


2.2 线型结晶态高聚物的物理状态
平均分子量(m)较低时,分子间力较小,结晶度较高,mp>tf
平均分子量(m)较高时,分子间力较大,结晶度较低,mp

3. 粘料的蠕变和应力松弛
与低分子化合物不一样,高分子化合物运动需要一定时间,因此在外力作用下产生形变时,形变的建立需要一定的时间,在应力保持恒定时,形变随着时间的延长而增大,这种现象称为蠕变。
应力松弛:将高分子形变固定起来,可看到随时间延长,应力降低,这种现象称为应力松弛。蠕变与应力松弛不利于胶粘剂刚性强度,利于发生形变,适于织物的粘接,是使用在织物上必备的性能,若不具备蠕变和应力松弛,刚性较大,易开裂。

4. 粘料的化学结构和粘接强度
1.极性与内聚能密度(ced)

2.主链结构:主链结构主要决定胶层的刚柔性。

3.侧链结构:侧链的种类、体积、位置和数量对胶层的性能有重大的影响
4.交联度:交联度不高时,链段仍可进行运动,材料仍具有很高的柔性;交联点增加,聚合物材料变脆变硬,即交联度增加,材料蠕变降低,强度增大,延伸率下降。

5. 胶粘剂粘料的物理结构与粘接强度
1.结晶性的影响
(1) 结晶度大,使分子间的相互作用力增加,分子链难于运动并导致聚合物硬化和脆化,粘接性降低。
(2) 晶粒大小对力学性能的影响比结晶性更明显,大晶粒使聚合物内部有可能产生较多的空隙和缺陷,降低机械性能。
(3) 伸直链组成的纤维状聚合物结晶使聚合物有较高的机械性能,加热某些结晶聚合物可使结晶体中按一定规则排列的分子发生混乱而有利于浸润。
2.结构均匀性
在胶粘剂固化过程中,任何操作条件、操作方法上的变化都会影响固化后胶层的物理结构,尤其是应力造成的缺陷。应力分布对材料的性能影响很大;降低应立可提高强度,故设计胶粘剂时应力在完全固化前消失。

6. 固化剂
按结构性能分如下:
a 胺类:

  脂肪胺:室温下固化(优点:固化速度快,粘度低;缺点:粘合剂性能脆,热变形温度低);

  芳香胺:加热 固化(活性较脂肪胺低)
b 酸酐类:加热固化,热变形温度高,毒性高
c 催化型:打开环氧基,催化环氧树脂本身均聚


7. 填充剂
1 填料的作用
a 对粘度的影响
  增稠作用,改善胶液的触变性能,控制胶液的流动性能
b 补强作用
  有些聚合物分子间的相互作用力弱,内聚能低。力学性能不高,选择适当颗粒大小的填料,可起到补强的作用,大 幅提高粘合剂力学性能。
c 降低收缩应力和热应力
d 提高材料的导热性,改善材料的耐有机溶剂性等.
2 填料的选择
  化学稳定性好;
  不影响聚合物的加工性能;
  能与聚合物材料有良好的亲和作用;
  不影响其他添加剂的分散;
  吸油和吸树脂量不宜过大;
  价廉,易得,每批填料的质量波动小。


8. 溶剂
1 作用:调节粘度,改善施工性能,提高浸润性;
2 加入量:
3 溶剂的选择原则
a 有利于合成反应
b 有适当的挥发性
c 较好的溶解性


9. 增塑剂
作用:增加粘料的可塑性,柔韧性和粘弹性,改善耐寒性和抗震性

10. 增韧剂

11. 偶联剂
常用的偶联剂有硅烷和钛酸酯。
硅烷偶联剂通式rsix3,
r—有机官能团;x—易水解成硅醇的官能团。

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