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膠粘劑的定義

通過(guò)界面的粘附和物質(zhì)的內(nèi)聚等作用，能使兩種或兩種以上的制件或材料連接在一起的天然的或合成的、有機(jī)的或無(wú)機(jī)的一類物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠粘劑（adhesive）又叫粘合劑，習(xí)慣上稱為膠。

① 粘結(jié)（粘合）：指兩個(gè)表面靠化學(xué)力、物理力或者兩者兼有的力使之結(jié)合在一起的狀態(tài)

② 膠粘劑首先必須在被粘物表面粘附，這是由于兩相之間產(chǎn)生粘合力，該力來(lái)源于次價(jià)鍵力或主價(jià)鍵力

內(nèi)聚：即單一物質(zhì)內(nèi)部各粒子靠主價(jià)鍵力（包括離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵、金屬鍵等）、次價(jià)鍵力（包括范德華力、氫鍵）結(jié)合在一起的狀態(tài)。膠粘劑的內(nèi)聚力與分子間力、相對(duì)分子質(zhì)量、交聯(lián)程度、結(jié)晶和分子纏繞等因素有關(guān)。

膠粘劑的要求

① 不論出于何種狀態(tài)，當(dāng)涂布時(shí)都應(yīng)呈液態(tài)

② 對(duì)被粘接物表面能夠完全鋪展，充分潤(rùn)濕

③ 必須能夠通過(guò)某種方式而使液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w或凝膠狀態(tài)，形成堅(jiān)韌而穩(wěn)定的膠層

④ 固化后應(yīng)有一定的強(qiáng)度。能夠可靠的連接，傳遞應(yīng)力，抵抗破壞

⑤ 可耐0℃以上的溫度，并經(jīng)受一定時(shí)間的考驗(yàn)

膠粘劑的分類

按照外觀分類：溶劑型乳液型（水性）；膏狀或糊狀；固體型；膜狀型。

按照固化方式分：水基蒸發(fā)型、溶劑揮發(fā)型、熱熔型、化學(xué)反應(yīng)型、壓敏型。

膠粘劑的基本組成

膠粘劑的基本組成：膠粘劑的組分包括基料、固化劑、溶劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、增韌劑、增粘劑、增稠劑、稀釋劑、防老劑、阻聚劑、阻燃劑、引發(fā)劑、光敏劑、消泡劑、防腐劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、乳化劑。

基料的種類：基料是膠粘劑的主要成分、主劑或主體聚合物，起粘合作用。按照化學(xué)的成分的不同  ，基料的來(lái)源有無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物。有機(jī)化合物是高分子合成類的高分子基料。

① 常用的有機(jī)化合物：熱固性合成樹(shù)脂：酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、不飽和聚酯和丙烯酸樹(shù)脂

② 熱塑性合成樹(shù)脂：橡膠類基料、天然高分子材料、水性膠乳類，基料

③ 橡膠類基料膠粘劑

膠粘劑基料的選擇原理：根據(jù)膠粘劑應(yīng)用的對(duì)象、應(yīng)用的場(chǎng)合及應(yīng)用的性能的選擇。同時(shí)分子基料的分子結(jié)構(gòu)與粘接性能的關(guān)系甚為密切。

① 高分子材料的極性有關(guān)

② 高分子材料的結(jié)晶性能

③ 高分子材料的分子量

固化劑（硬化劑）：使基態(tài)原料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生聚合、縮聚或交聯(lián)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性高聚物或者網(wǎng)狀高聚物，是膠接接頭具有力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的物質(zhì)。

固化劑的選擇：

①最好是液體的無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)味的物質(zhì)

②固化劑與被固化物反應(yīng)要平穩(wěn)，放熱量少，以減少膠層的內(nèi)聚力

③耐熱性，選用分子中具有反應(yīng)基團(tuán)較多的固化劑

④韌性，選用分子鏈較長(zhǎng)的固化劑

膠粘劑溶劑：指能夠降低某些固體或者液體分子間力，而使被溶物質(zhì)分散為分子或離子均一體系的液體，常用的溶劑為低黏度的液體物質(zhì)。主要有脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、酯類、醇類、酮類、酸類、醚類、萜烯烴、酰胺類和水類。但是多數(shù)的有機(jī)溶劑有一定的毒性、易燃性、易爆性、對(duì)環(huán)境有污染、對(duì)安全有隱患、對(duì)人體有危害。

溶劑的作用：

① 聚合反應(yīng)的介質(zhì)：是反應(yīng)緩和、溫度易于控制

② 溶解基料：制備溶劑型膠粘劑

③ 稀釋劑：稀釋膠粘劑使其達(dá)到一定的黏度，有利于濕潤(rùn)、便于涂布

④ 調(diào)節(jié)膠粘劑的揮發(fā)速度

⑤ 防止凝膠，用來(lái)增加貯存穩(wěn)定性

⑥ 粘結(jié)前的表面清潔處理劑

⑦ 直接粘接，某些塑料

⑧ 降低成本、提高效益

膠粘劑溶劑的選擇：

① 極性：選擇與基料極性相同或相近的溶劑（相似相容的原理）

② 溶解度參數(shù)（與極性有關(guān)）：溶劑的溶解度參數(shù)和高分子基體的溶解度參數(shù)相近

③ 溶劑的揮發(fā)性：選擇揮發(fā)度適當(dāng)?shù)娜軇┗蚩炻旌系娜軇?。溶劑揮發(fā)太快：膠液表面易成膜、膜下溶劑不易揮發(fā)；溶劑揮發(fā)太慢：表干時(shí)間慢，影響工效

④ 溶劑的選擇要考慮到價(jià)格、毒性和來(lái)源

軟化劑的作用：是SBS費(fèi)用不可的組分，其作用是調(diào)節(jié)硬度，流動(dòng)性，并降低成本，充油SBS可使配煉加工更容易。最常用的是環(huán)烷油，芳烴成色深、有毒、不能使用，石蠟油不能改善物性，還會(huì)導(dǎo)致噴出。國(guó)產(chǎn)克拉瑪依KN系列環(huán)保型環(huán)烷油（例如KN4010等）質(zhì)量上乘。

軟化劑的種類：按烴類組成分為石蠟基、環(huán)烷基、芳香基三類

軟化劑的特點(diǎn)：

① 石蠟基橡膠油：抗氧化、光安定性好，但乳化性、相容性、低溫性相對(duì)較差
② 環(huán)烷基橡膠油：兼具石蠟基、芳香基的優(yōu)點(diǎn)，乳化性、相容性適中，無(wú)污染、無(wú)毒性，適用范圍也比較廣
③ 芳香基橡膠油：相容性好，填充量大，價(jià)格低廉，所得橡膠產(chǎn)品強(qiáng)度高。但顏色深、毒性大、對(duì)環(huán)境污染大

增塑劑的定義：是一種降低高分子化合物玻璃化溫度和熔融溫度，改善膠層脆性、增進(jìn)熔融流動(dòng)性的物質(zhì)。

增塑劑的作用：

① 屏散高分子化合物的活性基團(tuán)，減弱分子間作用力，從而降低分子之間的相互作用
② 增加高分子化合物的熱性、延伸性和耐寒性，降低其內(nèi)聚強(qiáng)度、彈性模量及耐熱性

增塑劑的選擇：

① 極性：極性大小影響增塑劑與主體材料的相容性，其原理同溶劑作用
② 持久性：由于滲出、遷移、揮發(fā)二損失影響膠的物理機(jī)械性能。選擇高沸點(diǎn)的或高分子量的增塑劑
③ 分子量及狀態(tài)：分子量越高，粘接強(qiáng)度越好

常用的增塑劑：鄰苯二甲酸酯、磷酸酯類、己二酸酯和癸二酸酯等。

填料的定義：在膠粘劑中不與基體起化學(xué)反應(yīng)，但是可以改變其性能，降低成本的固體材料。

常用的填料分為有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料：有機(jī)填料——改善樹(shù)脂的脆性、吸濕性高、耐熱性能低；無(wú)機(jī)填料——使膠的相對(duì)密度增加、脆性增加、但耐熱性、介質(zhì)性能、收縮率等都會(huì)有所改善。

填料的選擇：

① 無(wú)活性與膠粘劑的其他組分不發(fā)生反應(yīng)

② 分散性好與基料有良好的潤(rùn)濕性

③ 不含水分、有害物質(zhì)、油脂，無(wú)吸濕性

④ 顆粒均勻，無(wú)毒

⑤ 來(lái)源廣泛、加工方便、價(jià)格低廉

⑥ 填料的密度與基料的密度不能相差太大

⑦ 用量適宜

常用的填料：二氧化硅、碳酸鈣、碳酸鎂、鋁粉、酚醛樹(shù)脂等。

偶聯(lián)劑：能同時(shí)與極性物質(zhì)和非極性物質(zhì)產(chǎn)生一定結(jié)合力的和化合物，其特點(diǎn)是分子中同時(shí)具有極性和非極性部分的物質(zhì)。常用的偶聯(lián)劑有有機(jī)鉻偶聯(lián)劑、有機(jī)硅偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。在膠粘劑中常用的是硅烷偶聯(lián)劑。

偶聯(lián)劑的作用：

① 增加主體樹(shù)脂本身的分子間的作用力，提高膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度
② 增加樹(shù)脂與被粘合物之間的結(jié)合，起了一定的架橋作用。不同的偶聯(lián)劑具有不同的反應(yīng)基團(tuán)，反應(yīng)基團(tuán)不同對(duì)粘接性能的影響也不同

引發(fā)劑：在一定的條件下能分解產(chǎn)生自由基的物質(zhì)，一般含有不飽和鍵的化合物中加入引發(fā)劑，常用的引發(fā)劑有過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò)氧化異丙苯、偶氮二異丁氰等。

促進(jìn)劑（催化劑）：能夠降低引發(fā)劑的分解溫度或加速固化劑與樹(shù)脂橡膠反應(yīng)的物質(zhì)。

防老劑：能延緩高分子化合物的老化的物質(zhì)，對(duì)于高溫、暴曬下使用的膠粘劑由于容易老化變質(zhì)，在配膠時(shí)加入防老劑。

增稠劑：黏度低的膠粘劑，增加使其黏度增加的物質(zhì)

阻聚劑和穩(wěn)定劑：阻止或延緩含有不飽和鍵的聚合物、單體在貯存過(guò)程中自行交聯(lián)的物質(zhì)(對(duì)苯二酚)。

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