胶粘剂与粘接的发展方向及技术特点.doc

胶粘剂与粘接的发展方向及技术特点 一、胶粘剂的重要作用 随着经济和科学的发展，工业、农业、交通、医疗、国防和人们日常生活中都离不开胶粘剂。几乎任何人、任何物品均涉及到胶粘剂。我国胶粘剂起步于20世纪50年代，进入90年代后，胶粘剂工业有了突飞猛进的发展，胶粘剂已经成为一类重要的精细化工产品，2010年，我国合成胶粘剂的消费量685万吨，现在年均增长率超过10%。胶粘剂的粘接技术因具有各种奇特的功能，而在各方面都获得了成功的应用，并且有着巨大的发展潜力，由此引起了人们极为广泛的关注。 胶粘剂已经渗透到现代工业和日常生活当中，可以说，哪里有人类，哪里就少不了胶粘剂产品和粘接技术，它为工业提供了新颖实用的工艺，为人类营造了多姿多彩的生活。胶粘剂和粘接技术在结构连接、装配加固、减震抗震、减重增速、装饰装修、防水防腐、应急修复等方面的作用越来越大，特别是在节能、环保、安全以及新技术、新工艺、新产品的开发中已经成为重要的工程材料和工艺方法。 胶粘剂是现代工业发展和人类生活提高必不可少的重要材料，粘接技术是其他连接方式无以伦比的特种工艺，在现代经济、现代国防、现代科技中发挥着重大作用，现代航天、航空的各种飞行器上粘接部位较多，粘接面积较大，例如B-1飞机的机身、机翼、操作面、整流罩、整体油箱等部位，其胶接面积高达全机表面积的80%；波音747飞机的胶接面积约为3000m2。飞机采用胶粘连接，结构质量减轻15%，总费用节约25~30%。一架重型轰炸机采用粘接代替铆接，其结果是结构质量降低了34%。一台大型雷达采用胶粘结构，质量减轻20%。轿车车身采用粘接代替点焊后，可减轻质量约10%。轮船采用胶粘的蜂窝夹层板制造船身，可减轻质量40%，且提高了行驶速度和安全性。随着汽车的轻量化、高速化、舒适化，必然要大量采用薄壁结构和塑料零件，粘接则是最好的连接方式，国外汽车用胶量每辆平均20~22kg，日本则高达40kg。国内汽车每辆用胶16~22kg。 近代建筑要求美观新颖，室内设施讲究舒适豪华，装饰材料五花八门，胶粘剂在建筑中起着轻质、节能、密封、防漏、保暖、防污、耐久等特殊的作用。 胶粘剂应用在医疗上正在兴起与推广，用于修补脏器、接骨植皮、缝合止血、修补鼓膜等。美国开发出一种新型胶粘剂可以代替临床上使用的金属条和不锈钢螺钉，用于修复髋骨、股骨等处的骨折，无须进行手术，注入到骨折处，10min内迅速固化，骨折处恢复到原有水平。 胶粘剂和粘接具有连接、密封、绝缘、减震、隔热、消音、阻尼、降噪、防潮、粘涂、导电、导磁、减磨、耐油等多种功能。胶粘剂用量很少，作用不小；耗费不多，收效很大。例如家喻户晓的502瞬间胶水用量用滴计，固化以秒计，强力以吨计。粘接效率很高，进20年来粘接和密封技术的发展速率比传统的铆焊连接方式快2.5倍。工业发达的国家人均年消耗胶粘剂量可达8~14kg，用量如此之大，也能说明胶粘剂的作用何等重要。可以深信，胶粘剂和粘接技术在现代社会生产和生活当中，一定会发挥更重要的作用。 二、胶粘剂的粘接技术与原理 胶粘剂：通过界面的粘附和物质的内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，统称为胶粘剂，又叫做粘合剂，习惯上称为胶。简而言之，胶粘剂就是通过粘合作用，能使被粘物结合在一起的物质。胶粘剂是通用术语，包括一些胶水、胶泥、胶浆、胶膏等。 胶粘剂必须要通过适当的粘接过程才会发挥它的功能。对每一种胶粘剂而言，他并不是万能的，不同品种、不同品牌的胶粘剂都有其特殊的适用对象和施工方法，不同材料在不同场合使用对所用胶粘剂的要求也不尽相同。可以说，为了提高材料的粘接强度，充分发挥胶粘剂的功能，先进合理的粘接技术与胶粘剂有同等重要的作用。 所谓粘接是指两个表面靠化学力、物理力或两者兼有的力使之结合在一起的状态。粘接时胶粘剂首先必须在被粘物表面粘附，这是由于两相之间产生了粘合力，该力来源于次价键力、或主价键力。 1、粘接的一般过程 在进行粘接之前，首先要对被粘表面进行适当的处理，然后将准备好的胶粘剂均匀地涂覆在被粘物表面上，接着便是胶粘剂湿润、流变、扩散、渗透、叠合之后，使之紧密接触。当胶粘剂的大分子与被粘物表面的距离小于0.5nm时，则会相互吸引，产生范德华力或形成氢键、配位键、共价键、离子键、金属键等，加上渗入孔隙中的胶粘剂，固化后生成无数的小“胶钩子”，从而完成了粘接过程，于是获得了牢固的粘接。一般来说，粘接过程就是表面处理、涂胶、叠合、固化、后处理等，是一复杂的物理化学过程。 2、呆粘表面特征 粘接的对象皆是固体，按其聚集状态可分为晶体和非晶体。然而，粘接作用仅发生在表面及其薄层，因此，粘接实质上是一种界面现象，与固体表面的特征息息相关。 固体表面的复杂性：任何固体表面层的结构和性质与它的内部完全不同，