精细有机概论_第六章_胶粘剂.ppt

胶粘剂的定义及特点 粘结接头的设计 粘接原理 如何正确选择胶粘剂 常见胶粘剂介绍 3.1 胶粘剂的定义及特点 胶粘剂（黏合剂）adhesive： 定义：靠界面间作用使各种材料牢固地粘接 在一起的物质。 胶粘剂的组成： 胶粘剂的分类 胶粘剂种类繁多，组分各异，有多种分类方式。 按物理形态分类 按化学成分分类 按来源分类 按物理形态分类 ?水溶液型 溶液型 乳液（胶乳）型 无溶剂型 固态型 膏状或糊状 按化学成分分类无机胶粘剂有机胶粘剂 按来源分类 天然胶粘剂 合成胶粘剂 胶粘剂的性能 胶粘剂的应用 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。 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。 发展军事、国防用胶粘剂 发展军事、国防用胶粘剂是未来战争和防恐、反恐的需要,因此它必定有着长足发展。 相关定义 胶接接头（adhesive joint）：通过胶粘剂而得到的组件。 被粘物（adherends）：接头中除胶粘剂外的固体材料。 粘结（adhesion）：胶粘剂把被粘物所受的载荷传递到胶接接头的现象。 粘附力（practical adhesion）：强度由被粘物和胶粘剂的力学性能决定。 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。 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 接头形式选择原则 胶层承受剪切力和拉伸力， 避免剥离力和不均匀扯离力。 增加粘结面积 防止层间剥离 避免应力集中 胶层均匀 加工容易，方便 粘结接头类型 粘结接头类型：型样各异，变化多端 3.3 粘接原理 吸附理论 静电理论 扩散理论 机械结合理论 化学键理论 吸附理论 胶接作用是胶粘剂分子与被胶接物分子界面发生吸附作用。（物理吸附和化学吸附） 特点： 1. 范德华力和氢键力 2. 具有热力学平衡 3. 根据胶接功可计算胶接强度 4. 润湿影响胶接强度 吸附理论 吸附理论认为胶接过程分两个阶段 第一阶段：胶粘剂分子通过布朗运动，向胶接物体表明移动扩散，使二者的极性基团或分子链段互相靠近。 第二阶段：吸附力产生。作用能E如下 吸附理论 吸附理论的缺陷： 1. 解释不了胶粘剂与被胶粘物之间的胶接力大于胶粘剂本身的强度。 2. 解释不了胶接强度大小与分子间的分离速度关系。 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。 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： 扩散理论 观点：胶粘剂和被粘物分子通过相互扩散而形成牢固接头。 特点：1.胶接强度与接触时间，胶接温度，胶接压力，胶层厚度有关系。2.胶粘剂分子量越高越不利扩散。3.分子链的柔韧性增加，侧基减少，有利分子扩散，胶接强度也有增加。4.极性与极性和非极性与非极性聚合物之间都具有较高的粘附力。 缺点：不能解释高聚物以外的胶粘现象。 机械结合理论 观点：该理论认为，粘合剂浸透到被粘物表面的空隙中，固化后就象许多小钩和椎头似地把粘合剂和被粘物发生纯机械咬和与镶嵌，这种细微的机械结合对多孔性表面更为显著 。 特点：机械连接力和摩擦力有关。 F:摩擦力； W：法线压力； H：固体表面的凹凸高度；1/λ:单位长度的凹凸高度。 缺点：对非多孔材料黏结无法解释。 前苏联：Mcbain J W.J Phys Chem，1926，30：114 化学键理论 观点：化学键理论认为粘合剂与被粘合物之间除存在范德华力外，有时还可形成化学键。化学键的键能比分子间的作用大的多，形成较多的化学键对提高胶接强度和改善耐久性都具有重要意义。 优点：对胶接现象可以部分解释。 缺点：无法解释不发生化学反应的胶接现象。 其它胶接理论 3.4 如何正确选择胶粘剂 应考虑五个方面： 1.被粘接材料的性质 2.被粘接体应用的场合及受力情况 3.粘接过程有关特殊要求 4.粘接效率和粘接成本 5.同材料或不同材料间实施胶接，应对胶粘剂进行选择 胶接工艺中最主要三个环节 1.选择胶粘剂 2.胶接接头设计 3.表面处理 影响胶接强度的因素 3.5 各种胶粘剂介绍 1.无机胶粘剂：即由无机盐、无机酸、无机