膠粘劑與粘接技術(shù)的重要作用、特點及發(fā)展方向與前景分析
一、膠粘劑和粘接技術(shù)的重要作用
隨著經(jīng)濟和科學(xué)的發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)療、國防和人們?nèi)粘Ｉ钪卸茧x不開膠粘劑。幾乎任何人、任何物品均涉及到膠粘劑。我國膠粘劑起步于20世紀(jì)50年代，進入90年代后，膠粘劑工業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，膠粘劑已經(jīng)成為一類重要的精細(xì)化工產(chǎn)品?？梢哉f，哪里有人類，哪里就少不了膠粘劑產(chǎn)品和粘接技術(shù)，它為工業(yè)提供了新穎實用的工藝，為人類營造了多姿多彩的生活。
膠粘劑和粘接技術(shù)在結(jié)構(gòu)連接、裝配加固、減震抗震、減重增速、裝飾裝修、防水防腐、應(yīng)急修復(fù)等方面的作用越來越大，特別是在節(jié)能、環(huán)保、安全以及新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品的開發(fā)中已經(jīng)成為重要的工程材料和工藝方法。
粘接技術(shù)是其他連接方式無以倫比的特種工藝，在現(xiàn)代經(jīng)濟、現(xiàn)代國防、現(xiàn)代科技中發(fā)揮著重大作用，現(xiàn)代航天、航空的各種飛行器上粘接部位較多，粘接面積較大，例如B-1飛機的機身、機翼、操作面、整流罩、整體油箱等部位，其膠接面積高達全機表面積的80%；波音747飛機的膠接面積約為3000平方米。飛機采用膠粘連接，結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕15%，總費用節(jié)約25~30%。一架重型轟炸機采用粘接代替鉚接，其結(jié)果是結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低了34%。一臺大型雷達采用膠粘結(jié)構(gòu)，質(zhì)量減輕20%。轎車車身采用粘接代替點焊后，可減輕質(zhì)量約10%。輪船采用膠粘的蜂窩夾層板制造船身，可減輕質(zhì)量40%，且提高了行駛速度和安全性。
隨著汽車的輕量化、高速化、舒適化，必然要大量采用薄壁結(jié)構(gòu)和塑料零件，粘接則是最好的連接方式。近代建筑要求美觀新穎，室內(nèi)設(shè)施講究舒適豪華，裝飾材料五花八門，膠粘劑在建筑中起著輕質(zhì)、節(jié)能、密封、防漏、保暖、防污、耐久等特殊的作用。膠粘劑應(yīng)用在醫(yī)療上正在興起與推廣，用于修補臟器、接骨植皮、縫合止血、修補鼓膜等。
膠粘劑和粘接具有連接、密封、絕緣、減震、隔熱、消音、阻尼、降噪、防潮、粘涂、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、減磨、耐油等多種功能。
膠粘劑用量很少，作用不??；耗費不多，收效很大。例如家喻戶曉的502瞬干膠用量用滴計，固化以秒計，強力以噸計。粘接效率很高，近20年來粘接和密封技術(shù)的發(fā)展速率比傳統(tǒng)的鉚焊連接方式快2.5倍?？梢陨钚牛z粘劑和粘接技術(shù)在現(xiàn)代社會生產(chǎn)和生活當(dāng)中，一定會發(fā)揮更重要的作用。
二、膠粘劑和粘接技術(shù)的特點
新穎獨特的膠粘劑和粘接技術(shù)，具有非凡的多功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多重目的，與鉚接、焊接、螺接、鍵接、榫接等相比具有許多特點。對于材質(zhì)、形狀、厚度、大小、模量等相同或不同的材料，均可有效粘接，尤其適宜異形、異質(zhì)、薄壁、復(fù)雜、微小、硬脆或熱敏等制件的粘接連接。
應(yīng)力分布均勻，不削弱結(jié)構(gòu)并避免了因鉚釘孔、螺釘孔和點焊周圍應(yīng)力集中所引起的疲勞龜裂，從而延長了使用壽命。
沒有焊接引起的變形翹曲、硬度降低、涂層破壞、殘余應(yīng)力或受熱沖擊。粘接不同的金屬，沒有電化腐蝕危險，且有防腐作用。強度較高，相同面積的接頭粘接比焊接和鉚接的剪切強度提高40%~100%，疲勞強度提高5~6倍。表面光滑，能夠改善氣動特性。可以節(jié)省零件數(shù)量和貴重材料，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，實現(xiàn)輕量化。
具有連接、絕緣、密封、防腐、防潮、減震、減重、隔熱、消聲、導(dǎo)電、導(dǎo)磁等多種功能?？梢院喕に?/span>，不要求較高的加工精度，且不需要校正、精加工等后處理。不需要龐大設(shè)備，不要求特殊條件，操作簡單易行。能夠進行特殊條件下的連接，例如水下粘接、野外作業(yè)、化工設(shè)備高溫高壓不停車堵漏，石油管線的帶壓粘接，盛有易燃介質(zhì)儲罐或裝置的修復(fù)，還有醫(yī)療上的臟器修補、止血縫合等。
粘接快速，解決急難，縮短工期，節(jié)省資源，減少費用，降低成本，提高效率和經(jīng)濟效益。
但粘接并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接方式，如果能與焊接、鉚接、螺接、嵌接等配合使用，則能發(fā)揮各自的優(yōu)點，收到更好的效果。
三、膠粘劑的發(fā)展方向與前景
近年來，隨著汽車、家用電器、建筑材料、宇航工業(yè)、裝飾工程、水利交通及信息產(chǎn)業(yè)、電子儀表和電子電器等方面的蓬勃發(fā)展，各個行業(yè)對膠粘劑的需求量和不同條件下對膠粘劑品種的需求也越來越多。同時，對膠粘劑及對實施粘接過程的效率和環(huán)境污染也提出了越來越高的要求。
綜合看來，未來膠粘劑的發(fā)展方向如下：
第一、環(huán)保呼聲的日益高漲和環(huán)保法規(guī)的日趨完善，環(huán)境友好型膠粘劑逐漸成為發(fā)展的主流。
第二、近年來高品質(zhì)、高性能、高附加值膠粘劑異軍突起，成為膠粘劑市場新的利潤增長點和新的研究熱點。
第三、合成工藝復(fù)雜、設(shè)備要求苛刻的膠種不易推廣應(yīng)用，而原料來源廣泛、容易制備、使用方便的高性能“綠色”環(huán)保膠劑將成為市場的“寵兒”。
在明確了膠粘劑的發(fā)展方向之后，我們需要努力去提高膠粘劑產(chǎn)品的技術(shù)含量，可以從以下幾個方面去考慮：
1、設(shè)計新配方出現(xiàn)新的奇特性能，以適應(yīng)更嚴(yán)酷的工作環(huán)境條件。如航天用膠粘劑，美國AST.ME595標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定航天膠粘劑和密封材料在高真空710—3Pa，溫度125cI=，24小時材料的質(zhì)量損失≯1% ，可凝揮發(fā)物≯0.1% ，水份回收量{2.5cI=}≯0.1%。過去只有美俄等少數(shù)航天大國有能力生產(chǎn)這種材料，近年來我國已研制成功滿足ASTME595要求的航天微特電機及組件用膠粘劑與灌封料。
2、引進新技術(shù)提高膠粘劑性能，納米技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)不是天方夜譚，在很多材料研制中已經(jīng)取得了實用性進展。我國中科院固體物理研究所、物理所、上海大學(xué)、青島化工大學(xué)、華東理工大學(xué)等都有新成果，取得實用性進展的有功能性高強度碳管和PP塑料。這證實了納米粒子能提高高分子材料和結(jié)晶材料的內(nèi)聚強度，可以在膠粘劑中起到增強效果。納米粒子的引人制成了韌性陶瓷，無機膠粘劑的增韌有了新的思路。反射紫外線的乳膠漆涂料投人生產(chǎn)，具有耐候、抗異物吸附、抗菌、抗藻、抗風(fēng)化、人工老化試驗壽命1O年以上，耐刷洗達6OO0次以上。
3、研制自動化生產(chǎn)設(shè)備過去反應(yīng)釜的加料及溫控多數(shù)是手工或半自動控制，今后將逐步推廣電腦控制。
4、研制方便、快捷、精確的施工設(shè)備，附有用后自動清洗結(jié)構(gòu)。
5、加強標(biāo)準(zhǔn)化管理制造測試設(shè)備和儀器，加強膠粘劑原料、過程和成品質(zhì)量監(jiān)控來源于互聯(lián)網(wǎng)平臺，更多濾芯膠請訪問www.jbmtpc.com
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