[林学]木材涂料与胶黏剂1-2章.ppt

* * * * * * * * * * 刨花板、纤维板 握钉力 测定 纤维板 750-1000N 甲醛释放量测定（干燥器法：胶合板、细木工板、地板） 胶接是一个复杂的物理化学过程。 它包括胶粘剂与被粘物的接触、胶粘剂的液化流动、对被粘物的润湿、扩散、渗透、固化等。胶接涉及到高分子化学、高分子物理学、界面化学、材料力学、热力学、流变学等多门学科。因此，它是一门跨学科的科学技术。 　　胶接理论在20世纪40年代开始提出。胶接技术在航空航天飞行器等尖端科技领域的应用，使得胶接理论的研究获得了新动力。 胶接界面的作用力与胶接强度直接相关。 一般认为有3种主要的界面力：1.锚合、摩擦作用产生的机械力，1.4~7MPa； 2.分子间力。7×102 ~ 7×103 MPa；3.化学键力。 7×103~7×104MPa。不同情况下，作用不同。 事实上，胶接强度只有理论值的很少部分。 第一章 胶接理论基础 第一节 胶接理论 胶接理论就是解释胶接力形成机理，解释胶接现象的理论。胶接理论对于指导胶接技术、指导胶粘剂的研究开发具有十分重要的作用。 一、 吸附理论 要点：吸附理论认为胶粘剂分子通过布朗运动向被粘物表面移动，使二者的极性分子基团和链段靠近，当分子间距小于0.5 ~1nm时，便产生分子间力，即范德华力，而形成粘接。 20世纪40年代提出的。为大多数学者所认可。 第一节 胶接理论 一、 吸附理论 吸附理论认为胶接作用是胶粘剂分子与被粘物分子在界面相互吸附而产生的。胶接作用是物理吸附与化学吸附共同作用产生的。物理吸附才是胶接作用的普遍性原因。 胶接分为两个阶段，第一胶粘剂分子通过布朗运动向被胶接物运动，二者的极性基团或分子链相互靠近；第二，吸引力产生。 升温、降低胶粘剂的粘度、和加压有利于布朗运动的进行。 吸附理论已被很多事实所证明。如，改性乳胶胶接玻璃、金属时，随着共聚物中－COOH的量的增加胶接强度提高；环氧树脂胶接铝合金，胶接强度跟－OH的量呈正向变化。 吸附理论的特点 1、分子间力普遍存在。同一种胶粘剂可以胶接不同材料，说明了吸附作用的普遍存在。 2、吸附理论建立在热力学平衡基础上，据此可以推断出胶接功。进而可以比较理论强度。（实际上，实际强度比理论强度低1到几个数量级； 3、润湿是影响胶接强度的重要因素，是吸附理论的核心内容。 胶接力的产生一般认为可分成两个阶段：1，胶粘剂分子通过布朗运动向物体表面运动，使分子链段或极性基团相互靠近（通过提高温度、降低粘度、加压等有利于布朗运动）。2，吸附引力产生。与胶粘剂和被粘物的极性，分子间距，吸附点数等有关。 等温吸附Freundlich方程： x/m=Kpn X:被吸附的溶质；m：吸附剂量；p：溶质浓度 K，n与吸附体有关的特性常数 环氧树脂胶接铝合金：F=A+B[-OH]2/3 吸附理论的局限性： 1、不能解释胶接的内聚破坏这一现象； 2、无法解释测定的胶接强度的大小与剥离速度有关的现象； 3、无法解释非极性材料的胶接。 4、被胶接物表面经硅烷偶联剂处理后，对环氧树脂的润湿性变差，但胶接强度却上升。 二、机械理论 由Mcbain和Hopkis提出。 要点：机械理论认为胶粘剂渗入被粘物的凹陷处、缝隙或/和孔隙内，固化后产生锚合、钩合、楔合等作用，使被粘物胶接在一起。简而言之，机械理论就是只把胶接看成是纯粹的机械嵌定作用。 机械作用一般有：嵌装，钩合（可以是分子级的）、锚合、钉合、树根固定等。 机械理论是最早提出的胶接理论。 它对解释木材等多孔性材料及表面粗糙的材料的胶接很有贡献，已在胶接实践中得到验证。如，为了得到高的胶接强度，塑料、金属、玻璃等通过砂光、喷砂处理等使表面粗糙后再胶接。 适度胶接温度与压力，是产生足够胶钉的条件。 有些材料按照润湿、分子间力等的概念是难以得到良好胶接的，但机械理论却可以解释它们最终可以获得良好胶接的原因。如聚乙烯塑料胶接木材单板制造胶合板。 F=WH/? F：摩擦力；W：法线压力；H固体表面的凹凸高度：1/ ?：单位长度的凹凸高度 局限性：机械理论无法解释非多孔性材料，如玻璃、金属等物体的胶接现象，也无法解释材料表面的化学变化对胶接作用的影响。 △ 三、 扩散理论 要点：扩散理论认为胶粘剂和被粘