《胶黏剂与粘接技术》PPT课件.ppt

材料胶接技术 绪论 应用已十分普遍，有几千年的历史（浆糊，泥墙） 在高分子学科的发展之后真正作为一门学科即是合成 胶黏剂出现 ,高分子材料五大分支之一来阐述的。 基本概念：把两个或多个物体通过另外一种材料在其两 相界面间产生的分子间力连接在一起，称为 粘接 ，被粘 接的物体称为 被粘物 ，粘接所使用的材料称为 胶黏剂 ， 通过粘接得到的组件称为 胶接接头 （胶接件），减弱粘 接称为脱粘。 胶粘剂概述 一、胶粘剂基本组成 基料、固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、 交联剂、引发剂、促进剂、增韧剂、增黏剂、 稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、光敏剂、 消泡剂、防腐剂、稳定剂、乳化剂 二、胶粘剂的分类 三、常见胶黏剂成分 组成 1 、基料 又称胶料 ,是胶粘剂主要成分 . 2 、固化剂 使单体或低聚物变为线形或网状体型高聚物。 又称硬化剂、熟化剂、交联剂、硫化剂 3 、溶剂 4 、增塑剂 降低玻璃化温度和熔融温度 ,改善胶层脆性 , 内增塑、外增塑 . 5 、填料 降低成本 ,改善机械性能 ,降低膨胀系数 6 、偶联剂 同时与极性和非极性物质产生结合力的化合物 . 7 、交联剂 在线形大分子间形成化学键 8 、引发剂 引起单体分子或预聚物活化而产生自由基 . 9 、促进剂 降低引发剂分解温度或加快固化反应速度。 10、增黏剂 提高初粘力 透明胶水：白乳胶，滑石粉，水，乙二醇；蔗糖；尿素；香精 分类 1、按化学成分分类 无机 盐类 硅酸盐 :硅酸钠 (水玻璃 ),硅酸盐水泥；硼酸盐 :溶接玻璃 磷酸盐 :磷酸 -氧化铜；硫酸盐 :石膏 陶瓷 氧化铝，陶土 低熔点金属 锡 -铅 有 机 天 然 动物胶 骨胶、虫胶、蛋白质 植物胶 淀粉、天然橡胶、松香、阿拉伯（树）胶 矿物胶 矿物蜡、沥青、粘土 合 成 合 成 树 脂 热塑性 烯类聚合物（聚乙烯类 ,PVC类 , 聚乙烯醇 ,PVA,聚乙烯醇缩醛 ,聚丙烯酸类） ,饱和聚酯 ,聚酰胺 ,纤维素类（硝酸、醋酸） 热固性 环氧树脂 ,酚醛树脂 ,不饱和聚酯 ,聚酰亚胺 ,脲醛树脂 ,间苯二酚甲醛树脂 ,聚异氰酸酯 合成橡胶 氯丁橡胶 ,丁苯胶 ,丁腈胶 ,丁基胶 ,聚硫橡胶 ,有机硅橡胶 复合型 酚醛 -氯丁橡胶 ,酚醛 -丁腈橡胶 ,酚醛 -聚乙烯醇缩醛 ,环氧 -酚醛 ,环氧 -丁腈橡胶 , EVA,环氧 -聚酰胺 分类 2 、按形态分类 液态：水溶液、溶液、乳液、无溶剂型 固态型：粉状、 块状、细绳状、 胶膜 带状：黏附型 ;热封型 膏状与腻子 3 、按应用方法分类 室温固化型（溶剂挥发型、潮气固化型、厌氧型、加固化剂型） 压敏型（接触压胶、自粘 (冷粘 )型、 缓粘 (热粘 )型、 永粘型） 热固型 、热熔型 4 、按用途分类 结构用（实际粘接强度大于 6.9MPa，通常是热固性） 非结构用、压敏胶、特种用 常见胶黏剂成分 胶水、固体胶 聚乙烯醇类 建筑用 107、 108胶 聚乙烯醇缩甲醛 万能胶 环氧胶粘剂，主要组分是环氧树脂 AB胶（哥俩好） 通常是双组分丙烯酸改性环氧胶或环氧胶 502胶， 504胶（医用） 瞬间胶粘剂， -氰基丙烯酸酯 厌氧胶（铁锚 300系列， Y 150胶） 甲基丙烯酸双酯 胶带 丙烯酸脂共聚物、天然橡胶、二烯苯乙烯嵌段共聚物 补胎胶水、乒乓球拍 天然橡胶，溶剂 粘鞋 橡胶类胶黏剂、聚氨酯系列 703、 704、 FS 203等 有机硅胶粘剂 , 主要组分是有机硅氧烷。 CH 505 酚醛 -丁腈橡胶胶粘剂 铁锚 801强力胶 酚醛 -氯丁橡胶胶粘剂，混合溶剂。 百得胶、 FN 303胶、 XY 401胶、 CH 406胶等。 为什么要使用胶黏剂？ 材料加工，主要包括变形、切分与结合。 组合连接分类一般有三种，机械紧固、焊接与粘接。 胶接优点： 1 不破坏被粘物 2 不造成应力集中 3 改善疲劳性能 4 同时起密封效果 5 连接不同金属不形成电池 6 特殊场合（如粘接炸药） 7 粘接形状复杂的被粘物 8 设备简单 胶接缺点： 1需要更大的接触面积 2表面工艺条件高，甚而苛刻 3存在的不确定性，难以监测 4有些有毒 5 存储寿命有限 6不能重复利用 7学科起步晚，设计缺信心 第一章 粘接理论基础 粘接是一种材料界面、表面的科学 获得好的粘接效果有两个必要条件（过程）： （ 1）足够面积的紧密接触（清理表面、润湿、扩散） （ 2）分子间的吸引力甚或成粘合键（固化） 为满足 第一个条件 ，胶粘剂应能扩展到固体的表面，并 取代存在于表面的空气或其他附着物。 固体表面都是高低不平的，抛光后接触面积不到总面积 的 1/100；液体可以完全浸润。胶粘剂与被粘物连续接触的 过程叫润湿。 胶粘剂浸入固体表面的凹陷与空隙就形成良好润湿；如 果胶粘剂在表面的凹处被架空，便减少了胶粘剂与被粘物的 实际接触面积，从而降低了接头的粘接强度。 获得良好润 湿的条件是： a 液体的接触角应为 0，或接近于 0；（浸润热力学） b 粘度要低，即不得大于几毫帕 秒；（动力学） c 能驱除被粘物接头间所夹的空气和其他附着物。 1.1界面理论 表面张力是分子间力的直接表现，是由于物体主体对表面 层吸引的结果，表面分子能量状态高，物体有减少自身表面 的趋势。增加表面积即能量增加，也有了表面自由能。 存在的最普遍的分子间吸引力为 Vander Waals力，它来源于几 种不同的作用。 静电力（取向力），永久偶极之间， 13-21kJ/mol； 诱导力，偶极在其他分子上引起的诱导偶极 ,6-13kJ/mol； 色散力 (London力 )，偶极矩自由运动产生 ,0.88kJ/mol； 另外还有氢键，不超过 40 kJ/mol。 共价键 100-400 kJ/mol，离子键一般大于 300 kJ/mol，金属键？。 表面张力 表面张力 固体表面分为 高能表面， s=100达因 /cm，如金属和无机物； 低能表面， s=100达因 /cm，如塑料。 达因， 10-5N。水 72mJ/m。聚合物随分子量增加表面张 力增加。聚乙烯 35，聚丙烯 30，聚苯乙烯 40，聚氯乙烯 43， 聚氯丁二烯 46，聚四氟乙烯 24（ 18），聚六氟丙烯 17，聚 醋酸乙烯 36，聚甲基丙烯酸甲酯 -丁酯 41-31，聚二甲基硅 氧烷 20，二乙基硅氧烷 25， 分子间力的另一表现，内聚力，是在同种物质内部相 邻各部分之间的相互吸引力，只有在各分子十分接近时 （小于 10-8米）才显示出来。 浸润的热力学 完全浸润、浸润平衡 (1) Young氏方程： sl+lcos=s ，接触角 要小于 90 (2) 胶粘剂液体在固体表面自动展开的条件是 l=C （ C为极限表面张力，接触角为 0时的值） (3) 浸润接触角与表面粗糙度，粗糙使 cos的绝对值增加： 当 90 时，表面粗糙度增加，则 增加。 表面张力的测定。液体，液滴法、液面；固体，接触角（液滴， 前进、后退）、表面力仪。杨 -拉普拉斯公式 浸润的动力学 浸润速度与被粘物的表面结构、胶粘剂粘度 和表面张力 有关。浸润时间 T=2k/（ l cos） k-与表面结构有关的常数 有机液体的表面张力 l 相差不会很大。 越小，浸润速度越快 液体粘度越低，浸润时间越短，便充分浸润缝隙； a胶粘剂的表面张力小于固体的临界表面张力 b胶粘剂黏度低 胶粘剂对固体表面的粘附功最大，或者界面能最低 时，解到最好胶接强度。 许多合成胶粘剂都容易润湿金属被粘物，而多数固 体被粘物的表面张力都小于胶粘剂的表面张力。这就是 环氧树脂胶粘剂对金属粘接极好的原因，而对于未经处 理的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯和氟塑料很难粘接。 浸润的条件 (1)机械互锁理论； (抛锚理论 ) (2)扩散理论； (3)电子理论（静电）； (4)吸附理论。 为满足 第二个条件 ，固化后应 形成跨过界面的粘 接力，而此力的本质和大小对粘接效果都是极重要 的。目前主要有四种理论解释粘接力产生机理： 1.2 粘接机理 胶粘剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处，固化后在 界面区产生了啮合力，其本质是摩擦力。 要求： a胶粘剂必须渗入被粘物表面的空隙内 b排除其界面上吸附的空气 在粘合多孔材料、纸张、织物等时，机构连接力是很重 要的因素，但对某些坚实而光滑的表面，这种作用并不显 著。从物理化学观点看，机械作用并不是产生粘接力的因 素，而是增加粘接效果的一种方法。 缺点：不能解释平面 应用：表面粗糙 问题：胶粘剂粘接经表面打磨的材料效果要比表面光滑的 材料好，这是因为？ 一、机械作用力理论 问题：胶粘剂粘接经表面打磨的材料效果要 比表面光滑的材料好，这是因为？ （ 1）机械镶嵌； （ 2）形成清洁表面； （ 3）生成反应性表面； （ 4）表面积增加。 由于打磨确使表面变得比较粗糙，可以认为表面层 物理和化学性质发生了改变，从而提高了粘接强度。 两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧 密接触时，由于分子的布朗运动或链段的旋摆产生相互 扩散现象。这种扩散作用是穿越胶粘剂、被粘物的界面 交织进行的。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产 生，由此形成粘接。 当胶粘剂和被粘物都是具有能够运动的长链大分子聚 合物时，粘接体系借助扩散理论基本是适用的。热塑性 塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的结果。 缺点：不能解释聚合物材料与金属、玻璃或其他硬体 胶粘，因为聚合物很难向这类材料扩散。 应用：材料相容性好，溶剂溶胀，升温 二、扩散理论 当胶粘剂和被粘物体系是一种电子的接受体 -供给体 的组合形式时，电子会从供给体（电负性低如金属）转 移到接受体（电负性高如聚合物），在界面区两侧形成 了双电层，从而产生了静电引力。 但静电作用仅存在于能够形成双电层的粘接体系，因 此不具有普遍性，也决不是起主导作用的因素。 有些学者指出：双电层中的电荷密度必须达到 1021电子 /厘米 2时，静电吸引力才能对胶接有效果，实际 1019电子 / 厘米 2（有的认为只有 1010-1011电子 /厘米 2）。 此外，不能解释温度、湿度等因素对粘接的影响。 三、静电理论 粘接力的主要来源是两材料接触时的分子间作用力，包 括范德华力和氢键力。 经计算，理想平面距离 1nm时，范德华力产生的吸引力 990Mpa，距离 0.3nm时，吸引力 100Mpa。聚乙烯 20 Mpa， 尼龙 66， 80Mpa。 Bikerman： “ 正常的粘接头在机械力作用 下粘附破坏是不可能的 ” 。 分子间作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。 在某些特殊情况下，其他因素也能起主导作用。 缺点：理论与实际的差距，只有物理吸附，其他物理吸附 比胶黏剂容易 要求：充分润湿，亲密接触 四、吸附理论 化学键形成理论 化学键理论认为胶粘剂与被粘物之间除分子力间外，有时 还有化学键产生： 1）离子键 2）共价键 3）金属键 化学键的强度比范德化作用力高得多；化学键形成可以提 高粘附强度，还可以克服脱附使胶接接头破坏的弊病。 但化学键的形成必须满足一定的量子化件，胶粘剂与被粘 物之间的接触点不可能都形成化学键。单位粘附界面上化学 键数要比分子间作用的数目少得多，因此粘附强度主要来自 分子间的作用力。 酸碱相互作用理论 （与静电理论类似） 路易斯酸碱相互作用，提供接受电子对。 多数普通玻璃是碱性的，使用酸性胶黏剂。 每种理论都有大量的实验为依据，只是研究的角度、方 法、条件不同，共同目标是最求形成黏结现象的本质，更 好的应用。没有统一的定论，理解各派理论兼容并包灵活 运用，调动提高粘接强度的一切因素。 小结 相溶的胶黏剂（扩散性） 自发浸润的胶黏剂，填充凸凹不平的表面（表面张力） 表面处理粗糙使具有微观结构形态（机械互锁） 合适的黏度与固化时间（黏度） 恶劣环境中的胶接件尽量产生化学键 1发动机罩，热固化乙烯基塑料溶胶 车身外的贴花加工，采用丙烯酸酯压敏胶； 挡风玻璃粘接，采有聚硫多组分反应性胶粘剂； 聚氯乙烯顶篷缝粘接，采用聚酯、聚酰胺热熔胶； 顶篷隔音衬垫粘接，采用氯丁橡胶为基体的溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂； 聚氯乙烯顶篷粘接，采用氯丁橡胶为基体的溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂； 顶篷拱型加固梁与顶篷的结构粘接，采用热固化 的高含固量的聚氯乙烯塑料溶胶； 顶篷衬里粘接，采用丁苯橡胶为基体溶剂型胶剂； 后盖板防雨条粘接，采用氯丁橡胶为基体的溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂； 后盖隔音材料粘接，采用高含固量的再生胶 11聚氯乙烯成型防护侧条粘接，采用丙烯酸酸压敏胶； 12接缝装饰条粘接，采用丙烯酸酯压敏胶或橡胶型压敏胶； 13刹车衬里与闸瓦粘接，采用酚醛 缩醛胶、酚醛 丁腈 胶或酚醛 缩醛 有机硅胶等热固性胶粘剂； 14木纹聚氯乙烯侧面装饰板粘接，采用丙烯酸酯压敏胶； 15座椅衬垫与聚氯乙烯塑料片粘接，丁苯胶或乙烯 醋酸 乙烯共聚体热熔胶； 16车门内装饰板粘接，采用氯丁橡胶溶剂型胶粘剂或聚丙烯 酸酯乳液胶粘剂； 17车门防风防雨条粘接，采用氯丁橡胶溶剂胶粘剂； 18电动机皮带与离合器的结构粘接，采用酚醛 丁腈胶等热固 陛胶粘剂； 19闸瓦底座与圆盘衬垫的粘接组装，采用酚醛树脂胶； 20装饰板、商标等粘接，采用丙烯酸酯型压敏胶。 A汽缸盖垫片，半干性粘弹型密封胶 B螺栓，氯丁胶乳液或厌氧胶 C绝热隔板接缝，再生胶 D绝热隔板密封，采用环氧树脂或聚氨酯胶； E外层窗玻璃密封，采用丁基橡胶一聚异丁烯胶； F后窗玻璃密封，采用丁基胶； G后窗外层辅助密封，采用软性丁基橡胶一聚异丁烯 胶； H顶篷排水槽外密封，采用聚氯乙烯塑料溶胶； I顶篷至车舷后部位塑料挡板粘接密封，采用高含固量 聚氯乙烯塑料溶胶； J油箱输油管密封，采用高含固量、可膨胀、热固化氯 丁胶； K行李箱接缝密封，采用高固含量聚氯乙烯塑料溶胶； L后盖排水槽外缝密封，采用高固含量热固化聚氯乙烯塑料溶胶； M非膨胀性焊接内缝密封，采用高固含量热固化聚氯乙烯塑料溶胶； N可膨胀性焊接内缝 (后盖挡板及挡泥板 )密封，采用可膨胀、热固化丁苯 胶； ， O挡泥板高低板填充密封，采用高含固量聚氯乙烯塑料溶胶； P底板内缝密封，采用以沥青为基体的高固含量胶粘剂； Q罩板总装的膨胀性焊接缝密封，采用丁苯胶； R减震器垫片密封，采用热固化氯丁胶； S在油漆层下的外缝密封，采用高固含量、热 固化型聚氯乙烯塑料溶胶 。 化学因素 1.极性 2.分子量 3.侧链 4.PH值 5.交联 6.溶剂和增塑剂 7.填料 8.结晶性 9.分解 ：水解、热解 物理因素 1.表面粗糙度 2.表面处理 3.渗透 4.迁移 5.压力 6.胶层厚度 7.负荷应力 8.内应力 9.环境：热、水、光、氧气等 1.3 粘接的影响因素与破坏机理 在实际的接头上作用的应力是复杂的，包括正应力、 剪切应力、剥离应力和交变应力。 （ 1） 正应力： （ 2） 切应力 ：接头在剪切应力作用下，被粘物的厚 度越大，接头的强度则越大。 （ 3） 剥离应力 ：力集中于粘接界面上，因此接头很 容易破坏。 在设计时尽量避免产生剥离应力。 （ 4） 交变应力 ：在接头上胶粘剂因交变应力而逐渐 疲劳，在远低于静应力值的条件下破坏。强韧的、弹性的 胶粘剂（如某些橡胶态胶粘剂）耐疲性能良好。 胶接头的力学行为 -外力 内应力使胶接强度和耐久性下降。产生的原因： 1、收缩应力：胶粘剂固化时，因挥发、冷却和化学反应而 体积发生收缩，引起收缩应力。 2、热应力：胶粘剂和被粘物的热膨胀系数不同，温度的变 化将引起热应力。 3）在老化过程中胶层吸水而发生溶胀， 在不连续处将产生内应力。 降低内应力： （ 1）共聚或提高聚合物分子量以降低体系中官能团浓度。 （ 2）加入增韧剂，降低固化收缩应力。 （ 3）加入无机填料。 （ 4）胶接热膨胀系数大的材料时选择较低的固化温度。 （ 5）使胶粘剂的热膨胀系数接近于被粘物。 （ 6）选用弹性良好的胶粘剂。 胶接头的力学行为 -内力 大多数合成胶粘剂的主要成分是非晶态高聚物。在 材料内部存在很多细小的缺陷，形成应力集中。当局 部应力超过局部强度时，缺陷就发展成为裂缝真正破 裂。因此内应力集中造成的破坏将降低粘接强度。 固体材料的强度与分子作用力的大小、材料中的缺 陷大小分布情况以及缺陷周围的应力分布有关。 （ 1）减少材料的缺陷即提高分子量，形成结晶。 （ 2）加入增韧剂增加对裂缝扩展的抵抗力。 胶接头的力学行为 -应力集中 胶接件破坏的一般形式有四种 （ 见图 ） ： 被粘物破坏 ， 发生于粘接强度大于被粘物强度时； 内聚破坏 ， 胶粘剂破坏 ， 强度取决于胶粘剂内聚力； 界面破坏 （ 粘附破坏 ） ， 破坏发生在被粘物与胶粘剂的界 面 （ 胶粘界面完整脱离 ） ， 此时粘接强度决定于粘附力； 混合破坏 ， 既有内聚破坏 ， 又有界面破坏 。 破坏现象 胶粘剂或被粘材料破坏是理想的破坏形式，即 100%的内聚破坏，因为这种破坏在材料粘接时能 获得最大强度。 粘接破坏发生在接头最薄弱的地方，不一定总 是发生在界面上。说明粘接强度不仅与胶粘剂、 被粘物之间作用力有关，也与聚合物粘料分子之 间的作用力有关。高聚物分子的化学结构，以及 聚集态都强烈地影响胶接强度。 弱边界层（ WBL）来自胶粘剂、被粘物、环境，或三者之 间任意组合。当发生破坏时，尽管多数发生在胶粘剂和被粘物 界面，但实际上是弱边界层的破坏。正是这些内聚强度较低的 物质存在，致使粘接强度会表现的比预期降低。 1）不良浸润，有空气泡或灰尘、油等杂质残留形成弱区； 2）溶于液态胶粘剂的不溶杂质，在固体化后形成另一相 3）内应力在被粘体与胶粘剂整体间产生弱界面层 4）聚合物中低分子量有机物 WBL除工艺因素外，在聚合物成网或熔体相互作用的成型 过程中，胶粘剂与表面吸附等热力学现象中产生界层结构的不 均匀性界面层也会有 WBL出现。这种 WBL的应力松弛和裂纹的 发展都会不同，因而极大地影响着材料和制品的整体性能。 应用：避免弱边界层 粘接胶带隔离层通常是经过化学剪裁的弱边界层 弱边界层理论 胶接头在存放或使用过程中由于受到热、水、光、 氧气等环境因素作用，性能逐渐下降，使接头完全破 坏，这就是胶接头的老化。 金属胶接头的老化 A、接头的大气老化机理，水的作用 （ 1）水对界面的作用 （ 2）水对胶层的作用 （ 3）水的化学降解作用 （ 4）水和氧气同时存在引起金属被粘表面的电化学 （ 5）水对接头界面的应力集中起促进作用 （ 6）腐蚀性气体腐蚀 B、金属接头的热老化机理，主要是胶粘剂的热老化 物理变化 ；化学热分解和氧化分解 ，过渡元素的 氧化物或离子对氧化分解起到催化作用 木材、塑料和橡胶胶接头的老化 环境温度产生的热应力和水的降解是木材老化的 主要原因，尤其是水解的影响最大。胶粘剂、木材 质量和加工性能影响到木材胶接头老化。而胶层厚 度越大，胶合板耐老化性能越好。 塑料橡胶的表面是疏水性的，水难以渗透到胶接 界面里，因此其老化性能稳定得多 第三章 胶黏剂 3.1 胶粘剂概述 一、胶粘剂基本组成 基料、固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、 交联剂、引发剂、促进剂、增韧剂、增黏剂、 稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、光敏剂、 消泡剂、防腐剂、稳定剂、乳化剂 二、胶粘剂的分类 三、常见胶黏剂成分 组成 1 、基料 又称胶料 ,是胶粘剂主要成分 . 2 、固化剂 使单体或低聚物变为线形或网状体型高聚物。 又称硬化剂、熟化剂、交联剂、硫化剂 3 、溶剂 4 、增塑剂 降低玻璃化温度和熔融温度 ,改善胶层脆性 , 内增塑、外增塑 . 5 、填料 降低成本 ,改善机械性能 ,降低膨胀系数 6 、偶联剂 同时与极性和非极性物质产生结合力的化合物 . 7 、交联剂 在线形大分子间形成化学键 8 、引发剂 引起单体分子或预聚物活化而产生自由基 . 9 、促进剂 降低引发剂分解温度或加快固化反应速度。 10、增黏剂 提高初粘力 透明胶水：白乳胶，滑石粉，水，乙二醇；蔗糖；尿素；香精 分类 1、按化学成分分类 无机 盐类 硅酸盐 :硅酸钠 (水玻璃 ),硅酸盐水泥；硼酸盐 :溶接玻璃 磷酸盐 :磷酸 -氧化铜；硫酸盐 :石膏 陶瓷 氧化铝，陶土 低熔点金属 锡 -铅 有 机 天 然 动物胶 骨胶、虫胶、蛋白质 植物胶 淀粉、天然橡胶、松香、阿拉伯（树）胶 矿物胶 矿物蜡、沥青、粘土 合 成 合 成 树 脂 热塑性 烯类聚合物（聚乙烯类 ,PVC类 , 聚乙烯醇 ,PVA,聚乙烯醇缩醛 ,聚丙烯酸类） ,饱和聚酯 ,聚酰胺 ,纤维素类（硝酸、醋酸） 热固性 环氧树脂 ,酚醛树脂 ,不饱和聚酯 ,聚酰亚胺 ,脲醛树脂 ,间苯二酚甲醛树脂 ,聚异氰酸酯 合成橡胶 氯丁橡胶 ,丁苯胶 ,丁腈胶 ,丁基胶 ,聚硫橡胶 ,有机硅橡胶 复合型 酚醛 -氯丁橡胶 ,酚醛 -丁腈橡胶 ,酚醛 -聚乙烯醇缩醛 ,环氧 -酚醛 ,环氧 -丁腈橡胶 , EVA,环氧 -聚酰胺 分类 2 、按形态分类 液态：水溶液、溶液、乳液、无溶剂型 固态型：粉状、 块状、细绳状、 胶膜 带状：黏附型 ;热封型 膏状与腻子 3 、按应用方法分类 室温固化型（溶剂挥发型、潮气固化型、厌氧型、加固化剂型） 压敏型（接触压胶、自粘 (冷粘 )型、 缓粘 (热粘 )型、 永粘型） 热固型 、热熔型 4 、按用途分类 结构用（实际粘接强度大于 6.9MPa，通常是热固性） 非结构用、压敏胶、特种用 常见胶黏剂成分 胶水、固体胶 聚乙烯醇类 建筑用 107、 108胶 聚乙烯醇缩甲醛 万能胶 环氧胶粘剂，主要组分是环氧树脂 AB胶（哥俩好） 通常是双组分丙烯酸改性环氧胶或环氧胶 502胶， 504胶（医用） 瞬间胶粘剂， -氰基丙烯酸酯 厌氧胶（铁锚 300系列， Y 150胶） 甲基丙烯酸双酯 胶带 丙烯酸脂共聚物、天然橡胶、二烯苯乙烯嵌段共聚物 补胎胶水、乒乓球拍 天然橡胶，溶剂 粘鞋 橡胶类胶黏剂、聚氨酯系列 703、 704、 FS 203等 有机硅胶粘剂 , 主要组分是有机硅氧烷。 CH 505 酚醛 -丁腈橡胶胶粘剂 铁锚 801强力胶 酚醛 -氯丁橡胶胶粘剂，混合溶剂。 百得胶、 FN 303胶、 XY 401胶、 CH 406胶等。 每种胶黏剂要求掌握： 分子式特点（是什么） 固化机理（固化剂、热固） 粘接特点（粘接件优缺点） 应用方法（单、双组份，溶剂型，加热， 配方，应用领域） 3.2 环氧树脂类粘接剂 C O C 环氧树脂是结构胶粘剂中份额最大的一类。一般是 指至少含有两个环氧基的高分子化合物，以环氧乙烷 为反应单元。品种很多，双酚 A型最普遍。 H 2 C C H O O C H 3 C H 3 O C H 2 C H C H 2 O C H 3 C H 3 O C H 2 C H C H 2 C H 2 O H O n (8)室温下可用多种固化剂快速固化 (9)掺和性能好 缺点 : 未改性的性脆 ;个别稀释剂固化剂对人体有一定伤害 ;配制后的胶使 用期短 2、分类 (1)缩水甘油醚型环氧树脂 (2)缩水甘油酯型环氧树脂 (3)缩水甘油胺型环氧树脂 (4)线型脂肪族环氧树脂 (5)脂肪族环氧树脂 (6)混合型环氧化烯烃 二、双酚 A型环氧树脂 H 2 C C H O O C H 3 C H 3 O C H 2 C H C H 2 O C H 3 C H 3 O C H 2 C H C H 2 C H 2 O H O n 双酚 A(二酚基丙烷 ) OH C H 3 C H 3 O H 环氧氯丙烷 H 2 C C H O C H 2 C l 双酚 A型环氧树脂是由双酚 A和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下缩聚 而得 ,都是双官能团化合物 ,生成的环氧树脂是线形结构 ,聚合度一 般在 019,分子量 3007000,当 n1（至 多 2 5倍），越大生成的 2 、 3 羟甲基酚愈多。羟甲基与 余下的活性点反应使分子量继续增大。把反应的全过程分 为 A、 B、 C 三个阶段。 A阶树脂 (称为甲阶酚醛树脂 ) 溶解于酒精、丙酮及碱 的水溶液中，它是热塑性的，又称可熔酚醛树脂，加热后 能转变为不熔的固体。 B阶树脂 亦称半熔酚醛树脂。 B阶树脂的分子结构比 可熔酚醛树脂要复杂的多（三官能作用），热塑性较差。 C阶树脂 为不溶不熔的固体物质 酚醛树脂胶黏剂的特点 （ 1）优点 耐热性能高：可在 150 以上使用。环氧胶、有机硅胶 改性后则能在 200 以上使用。 粘接强度高：极性大。 耐老化性能好，耐水、油、化学介质 具有优良的抗疲劳性能。 价格低廉 容易与其他高分子相配合获得性能优异的胶黏剂 （ 2）缺点：脆性大，剥离强度不高，需加热固化，收缩 率大，颜色深，有酚类气味，固化时会释放水。 酸性酚醛树脂为固态热塑性树脂，加固化剂热固型胶黏剂 甲阶酚醛树脂为固态热固型胶黏剂，也可加入酸性催化剂 (对氯苯磺酸、磷酸的乙二醇溶液、盐酸的乙醇溶液等 )室温 固化 主要用的是甲阶水或乙醇溶液。用途 纯的主要用于木材加工 间苯二酚甲醛树脂胶可在室温下迅速固化，用于粘接尼龙 等一般胶黏剂不易粘接的材料。 更多的应用是改性酚醛树脂 3.0 脲醛树脂 CH 2 O + NH 2 CO N H 2 OH C H 2 N CO N H H H N C H 2 N N C H 2 O C H 2 N 产量最大的胶黏剂 。尿素与甲醛水溶液在酸或碱的催化下 聚合得到线性脲醛低聚物。酸催化时易导致凝胶，中性、碱 性时易交联固化。工业上以碱作催化剂，甲醛尿素摩尔比 为 1.5 2.0，以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲 基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，产 物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化 剂时可在室温固化。 脲醛树脂胶优点： 价廉 (原料易得、生产工艺简单 )、使用方便 耐弱酸、弱碱及油脂等介质，绝缘性能好， 耐磨性极佳，坚硬耐刮伤，具有一定的韧性 ， 固化后颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状、耐光性好不变色。 缺点 易于吸水，耐水性及耐老性较差，遇强酸、强碱易分解 耐候性较差。耐电性能较差，耐热性也不高。 生产和使用过程中有甲醛逸出，污染环境、危及人体健康 应用 脲醛树脂可用于制作水溶性粘合剂，以粘接木材。 3.0 聚醋酸乙烯胶黏剂 聚醋酸乙烯 (PVAc)及其共聚物胶黏剂，在胶黏剂中产 量居第 2位。以醋酸乙烯酯 (VAc) 为单体，数均聚合度一 般在 500 1500，其反应通式为： 聚醋酸乙烯以微粒 (粒径在 0.01 1um)的形式分散在水中成稳 定乳状液，可直接作为胶黏剂，也可加入其他添加剂以改进其 性能，配制成所需要的胶黏剂。聚醋酸乙烯乳液胶黏剂，是乳 液胶黏剂的主力军，也称乳白胶、白胶， “ 白乳胶 ” 。水为分 散介质，通过乳液聚合制得。 优点： 在室温下自干，水基胶黏剂，无污染，不燃烧，使用方便 粘接度可自由调节，有较好的早期粘接强度 化学稳定性好，容易跟填料、增塑剂等相互混合 无毒、价格低廉、耐油、贮存期较长等特点 对多孔材料如木、纸、布、皮革、陶瓷有很强的粘合力 因而被广泛应用于 纸张、书籍装订、瓦楞箱、木材加工、皮革加工、家具制造、 建筑装修、织物处理、卷烟接嘴、汽车内装饰、铅笔生产、瓷 砖粘贴、标签固定、造纸工业、乳胶漆制造等很多领域。 聚醋酸乙烯材料基体非常脆，常与其他单体共聚。特别 是与乙烯、丙烯酸酯、马来酸酯、羟甲基丙烯酰胺等共聚 得到共聚改性聚醋酸乙烯胶黏剂，大大地拓宽了其使用范 围。乙烯 -醋酸乙烯脂无规共聚（ EVA）是一种热熔胶， 醋酸乙烯含量（ 18%-52%），熔指 0.6-500g/10min，相当宽 的材料选择范围。 缺点： 耐水性差，尤其沸水；易吸湿，潮湿环境易开胶不耐久； 耐热性差，固化后的胶层具有热塑性；软化点低 (40 80 )， 随着温度升高，强度急剧下降； 耐冻融性差， -5 以下冻结，产生破乳现象，在冬季贮存、 运输中需特别注意保温。 3.5 丙烯酸树脂类 主要有三类：丙烯酸脂胶黏剂；厌氧胶；瞬间固化胶黏剂。 CH 2 C C H 3 OOC R 1 C O O C C H 2 C H 3 Ph C C H 3 C H 3 O + Ph C C H 3 C H 3 O O H O O C H 2 C C H 3 C O O R 2 C O O CCH 2 C H 3 OC C H 3 C H 3 Ph Ph C O O O C O Ph Ph C O O Ph C O O C H 2 C C H 3 C O O R + CH 2 C C H 3 C O O R OH C H 2 C - CN C O O R +OH - CN CCH 2 C O O R 自由基聚合 阴离子聚合 优点： 在粘接时形成化学键，粘接强度比较大，可用于结 构件的粘接。高反应性、固化快、可油面粘接、耐冲击抗 剥离、综合性能优良，耐水油介质老化热寒性能好。 缺点： 气味较大，储存期较短。 胶液一般是双组分，但不要调配，只要把胶液分别涂于 被粘接的材料上，粘合后几分钟内就有一定的强度，适合 金属和非金属（聚烯烃和氟、硅塑料除外）材料的自粘和 互粘。双组分： A MMA、 MA、增韧橡胶、引发剂、稳 定剂； B 促进剂。 第二代的丙烯酸酯胶粘剂（简称 SGA） 紫外线固化胶黏剂（ UV胶）又叫第三代丙烯酸酯胶 粘剂（ TGA）紫外线照射光引发剂分解产生自由基。 优点： 单组份 固化快（以秒计）并可控制 无溶剂环保无污染 适合高度自动化加工 厌氧胶 主要成分是甲基丙烯酸双酯，氧气为阻聚剂。它在室温、 有空气时不能固化，排除空气（即无氧条件）就能迅速固化。 根据不同需要，可加入引发剂、促进剂、增稠剂、阻聚剂和 染料等组分。或热致引发剂分解。 优点： 单组份、无溶剂、低粘度，使用方便，耐热、耐溶剂、 耐酸碱性好、适用期长、储存稳定。 主要用途： 作螺纹的紧固密封和轴承的装配。对非活性金属， 如不锈钢、锌、银等需加入促进剂以加速固化。 不宜粘接多孔材料和填充较大缝隙。 瞬间胶粘剂 由 -氰基丙烯酸酯单体和少量稳定剂、增韧剂等组成 优点： 常温常压下迅速固化（合适条件下不到一分钟） 黏度低，组分简单，无溶剂，不用配料 使用时，被粘物表面不需特殊处理，能满足工业自动化流 水线的需要。 毒性小，因而应用范围广，还用于医疗方面的粘结。 缺点： 不适宜于大面积和多孔材料的粘接； 脆性大，耐久性差，价格贵 502胶， 医用 为 504胶。 3.4 聚氨酯胶黏剂 主链上含有氨基甲酸酯基 (-NHCOO-)和异氰酸酯基 (-NCO)的 胶黏剂，简称聚氨酯胶黏剂，俗名 “ 乌利当 ” 。是近年来发展 最快的胶黏剂之一。异氰酸酯不但能和多羟基化合物反应生成 氨基甲酸酯，还可以和其他具有 “ 活性氢 ” 的化合物反应生成 各种相应的化学链节，从而改变聚氨酯的链节结构和性能，有 目的地引入各种链节和基团，改变高聚物性能。 因此聚氨酯类 高聚物有 “ 可缝制的高聚物 ” 之称。 R NCO+R-OH RNHCOOR 氨基甲酸酯 2R NCO+H2O RNHCONHR+CO 2 取代脲 R NCO + RNH2 R NHCONHR 伯胺 取代脲 由于结构中含有极性基团 NCO，它们与含有活泼氢的 材料，如泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多 孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有 着很强的化学粘接力。 而聚氨酯胶黏剂与被粘接材料之间产生的氢键作用会使 粘接更加牢固。 聚氨酯胶黏剂还具有韧性可调节性、粘接工艺简单、极 佳的耐低温性能。 耐冲击、震动、疲劳性好、耐油耐溶剂、耐磨、绝缘， 可粘接多种材料。 缺点：耐热、耐水、耐湿热、耐强酸碱性差。主要原料是 甲苯二异氰酸酯，有些人严重过敏，使用甲苯二异氰酸酯 封端的低聚体。二聚体、三聚体。 3.6 橡胶基弹性胶黏剂 氯丁橡胶是主力军。以氯丁橡胶（ Polychloroprene)为主 体材料制成的胶粘剂称为氯丁（橡胶）胶粘剂。氯丁橡胶是 由氯丁二烯以乳液聚合方法而得。氯丁橡胶经溶剂溶解就可 以配制成氯丁橡胶胶粘剂，加入各种配合剂，如树脂、硫化 剂、促进剂、防老剂、填料等。 CH 2 C H C H C H Cl C H 2 C H C H C H Cl 特点 1.初始粘力大，经适当晾置，接触后能瞬时结晶。 2.粘接强度高，强度建立的速度很快。 3.对多种材料都有较好的粘接性，也有 “ 万能胶 ” 之称。 4.耐大气老化性好，优良的防燃性、耐光性、抗臭氧性。 5.胶层柔韧，弹性良好，耐冲击与振动。 6.耐介质性好，耐油、耐水、耐碱、耐酸、耐溶剂性能。 7.可以配成单组分，使用方便，价格低廉。 缺点：溶液型氯丁橡胶胶粘剂稍有毒性；贮存稳定性差，容易 分层、凝胶、沉淀；耐热性较差，耐寒性不佳。 最近，以氯丁胶为粘接材料的包括笔记本计算机， iPod ， 遥 控器等。 3.7 有机硅胶黏剂 可分为两大类：以有机硅树脂为基料和以硅橡胶为基料 硅树脂是以硅 -氧键为主链的立体结构，加人固化剂、填料 和有机溶剂混配制成有机硅胶黏剂。一般需要在加压 (470MPa)、高温 (200 270 )下固化。 可用于高温下非结构部件如金属、合金、陶瓷及复合材料 的粘接及密封，螺钉的固定以及云母层压片的粘接等。所得 胶接件可在 -60 1200 温度范围内使用。 n+ CH 3 C O O H Si Si C H 3 O O Si O . . .O CH 3 C H 3 C H 3 C H 3 . . . Si C H 3 CH 3 O . . . n Si O HOH CH 3 C H 3 n Si OCH 3 O O C O C H 3 C O C H 3 C O C H 3 _ 而硅橡胶则是一种线型的以硅 氧键为主链的高分子量弹性 体，它们必须在固化剂及催化剂的作用下才能缩合成为有若 干交联点的弹性体。 单组分室温硫化硅橡胶：端羟基聚二甲基硅氧烷、填料、交 联剂、偶联剂、催化剂。固化剂：甲基三乙酰氧基硅烷，脱 酸；甲基三甲氧基硅烷，脱甲醇 硅橡胶胶黏剂优点： 优良的耐紫外线、耐臭氧、耐化学介质和耐潮湿 很好的热稳定性和低温柔韧性。 缺点： 强度低 主要用于电子工业中的灌封、电器元件连接部位和接头处 的密封，以防止灰尘和潮气等的侵害。还可作建筑工程的防 水密封材料。 室温硫化型的主要产品牌号有 703、 704。 3.8 复合型胶 一般来讲，合成树脂基胶黏剂强度较高，但脆； 橡胶基弹性胶黏剂韧性好，强度低 复合型胶黏剂综合其优点 胶黏剂改性：增强（橡胶类），增韧（环氧、酚醛） 改性酚醛树脂胶黏剂 缺点：脆性大，剥离强度不高，需加热固化，收缩率大， 颜色深，有酚类气味，固化时会释放水。 酚醛 -丁腈橡胶胶粘剂 由酚醛树脂和丁腈混炼胶溶于溶剂中而制得的。这种胶 韧性好、耐油、耐水、耐冲击，能在 -60 150 的宽范 围温度下长期使用，是一种应用比较普遍的结构胶。在 低温、中温下的剥离强度较高，可达 1 7 2 8Pa。用 于冲击和剥强度要求高的结构件的粘接。 热熔胶： 指使用时受热在熔融条件下进行涂布浸润被粘物， 经冷却固化和结晶成型而产生粘接强度的无溶剂胶黏剂。 乙烯 -醋酸乙烯共聚物 (EVA) 粘合剂特点： 快速粘合 ,强度高 ,耐老化 ,无毒害 ,热稳定性好 ,胶膜韧性 用途：木材 ,塑料 ,纤维 ,织物 ,金属 ,家具 ,灯罩 ,皮革 ,工艺品 ,玩具 电子 ,电器元器件 ,纸制品 ,陶瓷 ,珍珠棉包装等互粘固体 ,能普遍 为工厂 ,家庭使用 硅烷封端聚氨酯密封胶（ SPUR） C H C H C C H CH CH N( C H 2 ) 3 CNH O ( C H 3 O) 3 Si O CNH O R CNH O O CNH C H C H C C H CH CH N ( C H 2 ) 3 Si ( O H 3 C) 3 O 3.0 压敏胶（ PSA） press sensitive adhere 特点：粘性强力持久；仅用指压即可粘附；不需要任何 能量源激活；有足够的能力束缚被粘物；有足够的内聚强 度，使其能够从被粘物上干净的去除。 当压敏胶施加到被粘物上时，人们期望在很小或无压力 作用下胶黏剂在被粘物表面自由铺展（初粘性要求），具 有液体的特性；当剥离或悬挂重物时人们期望胶黏剂能抵 抗这些力，要求较大的内聚力，应具有固体的特性。于是， 高分子粘弹性正好满足，短时间固体，长时间液体。 要求初粘性、抗剥离、抗剪切 基体成分主要三类：天然橡胶基，丙烯酸脂，苯乙烯嵌段 增黏剂：松香，等；使产生初粘力 加入增黏剂会使 PSA获得初粘性能，过多时呈刚性失 去初粘性。 提高增黏剂的含量，会改善 PSA的抗剥离性能。高剥 离速率下，增黏剂提高刚性。低剥离速率下内聚破坏， 中剥离速率下内聚破坏转变为粘附破坏，随速率剥离力 增加，高剥离速率下剥离力降低，粘滑破坏，不稳定剥 离震荡剥离。 提高增黏剂的含量，会降低 PSA的剪切保持功率。低 剪切速率下（高温，时温等效）增黏剂起到增塑作用； 高剪切速率下，增黏剂反增塑。提高分子量可提高 3.9 无机天然胶黏 剂 3.10 特种胶黏剂 耐高温： 大多为含芳杂环的耐高温聚合物为基料，如聚酰亚胺、 聚苯并咪唑、聚苯硫醚、有机硅氧烷。 超低温胶： 多以聚氨酯及其改性产物为基料，能在 -180度以下工 作。 导电： 加导电填料如银粉、铜粉、铝粉、炭黑等。环氧、聚氨酯 基料。不能受热。 导磁： 加导磁铁粉 导热： 金属粉或其他导热性好的粉料 点焊胶： 是将金属点焊和粘接技术结合起来运用的先进工艺方法。 主要由环氧树脂和改性剂、助剂等制成。分为先点焊后涂胶和先 涂胶后点焊两类。在汽车、飞机、坦克制造中用得较多。 密封胶： 在汽车、飞机、建筑中用得较多。 光敏胶： 受紫外线照射发生固化反应的胶黏剂。适用于透光材料 与金属、塑料的粘接。广泛用于电子工业中的微型电路光刻。 性能 环氧树 脂 酚醛树 脂 脲醛 树脂 聚醋酸 乙烯 丙烯酸树脂类 聚氨酯 氯丁 橡胶 有机 硅 SGA 厌氧 瞬间 强度 高 高 高 高 较高 低 韧性 脆 脆 脆 好 脆 可调 好 好 价格 稍贵 便宜 便宜 贵 便宜 贵 储存 配后短 （长） 短 稳定 差 组份 双 单 单 单 双 单 单 不定 单 都有 溶剂 可不含 水 /醇 水 水 无 无 无 无 有机 无 固化 副产 物 多种化 无副 加热 有水 固化 剂 无 自由基 聚合快 自由 基聚 合快 阴离 子聚 合快 多羟基 潮气 交联 固化 剂 有 老化 介质 耐 不耐 水 不耐水 好 耐 不耐 久 不耐， 反应 优良 很好 耐热 高 差 差 耐热冷 耐 耐寒 差 很高 毒境 溶剂 酚气味 甲醛 无 气味大 无 TDI过 敏 溶剂 无 多孔 粘 不粘 不粘 粘 其他 易改性 收缩小 稳定 易改性 颜色深 收缩大 颜色 浅 粘度范 围可调 冷破乳 基体为单体 品种多 第 4章 粘接技术 在粘接技术中如果要获得良好的粘接 效果，首先要求如下的三个良好条件： 粘接接头的设计 胶粘剂的选用 粘接工艺的实施。 2.1 粘接接头的设计 接头在实际应用中的受力分析 一个好接头与粘接强度密切相关。首先是受力方向 和接头之间的关系，粘接接头在实际的工作状态中其 受力主要有下列几种基本类型：剪切、均匀扯离、不 均匀扯离和剥离。 实验证明一般情况下，胶粘剂承受剪切和均匀扯离的作 用能力比承受不均匀扯离和剥离作用的能力大得多。 (1)剪切 外力平行于粘接面。这种受力形式的接头最常用， 因为它不但粘接效果好而且简单易行，易于推广应用。 (2)均匀扯离 有时也称为拉伸。作用力垂直作用在粘接平面， 应力均匀分配。高强度结构胶拉伸强度可达到 58.8MPa。 (3)不均匀扯离 均匀扯离在实际使用中是很难碰到的，一旦 外力方向偏斜，就产生严重的应力集中，主要集中在边缘的 区域内，接头容易破坏。这种类型的接头，其承载能力很低， 一般只有理想的均匀扯离强度的 1 10左右。 (4)剥离或撕离 两种薄的软质材料受扯离作用时，称为撕离； 两种刚性不同的材料受扯离作用时，称为剥离。粘接试件受 扯离作用时，应力集中在胶缝的边缘附近，而不分布在整个 粘接面上，这种情况称为剥离或撕离。 高强度环氧胶实验 铝合金搭接接头，剪切强度很高，但横向负载能力不高。 这样接头就不能用在受横向负载较大的结构构件上。 粘接玻璃钢、板材，剪切强度比较低，搭接接头是不合适。 粘接车刀、钻头等受力大的部件，采用简单的平面对接， 即使是高强度结构胶粘剂，剪切强度达 49MPa，仍然要失败。 如改变接头形式，采用套接、嵌接等使应力的很大部分由金 属被粘物本身去承担，就可能成功。如图。 例子 接头设计的基本原则 （ 1） 胶粘剂的拉伸剪切强度较高，设计接头尽量承受拉伸和剪 切负载。板材搭接接头承受剪切负载的是比较理想的。 保证粘接面上应力分布均匀，尽量避免剥离和劈裂负载。 剥离和劈裂破坏通常是从胶层边缘开始，在边缘处采取局部 加强或改变胶缝位置的设计都是切实可行的。最理想的办法 是各种局部的加强。如平面粘接的防剥措施如图 2 4所示。 接头设计的基本原则 （ 2） 在允许的范围内，尽量增加粘接面的宽度 (搭接 )。增加 宽度能不增大应力集中系数的情况下增大粘接面积，提高 接头的承载力。 木材或层压制品的粘接要防止层间剥离。 在承受较大作用力的情况下，如果采用粘掊，可采用复 式胶粘剂的选择 美观，利于加工 常用的几种接头形式 （ 1） 平板接头的形式 几种接头相对强度比较 常用的几种接头形式 （ 2） 角接和 T型接头形式 常用的几种接头形式 （ 3） 管材、棒材接头形式 常用的几种接头形式 （ 4） 复合连接形式 胶铆和胶螺 两种类型： 先胶后铆或螺。接头强度较高，但应选柔韧性较好的胶粘剂。 先钻好孔，粘接后再铆接，最后固化。这时不需另加压，位 置准确。但胶层的厚薄不易控制。 常用的几种接头形式 （ 4） 复合连接形式 两种类型： 先涂胶后点焊。对胶要求较低（用固化时无须加压的） 先点焊后灌胶。对胶的要求较苛刻（粘度低，又不能太低） 胶焊复合连接工艺近几年来发展很迅速，特别在航空工业更为 突出，由于这种工艺对胶粘剂的特殊要求，致使又发展了一类 新胶种 -点焊胶。 胶焊复合连接 测试结果： 点焊 44.1MPa 粘接 63.7MPa 粘接点焊 73.5MPa 复合连接方式其连接接头强度绝不是 两个连接强度的简单叠加。如图，点 焊试样比单纯点焊有更高的疲劳强度。 2.2 胶粘剂的选择 不存在能满足所有材料，所有应用条件的万能胶粘剂。 判定哪些性能或条件是最重要的，哪些是不那么重要的。 只有了解粘接件所要求的全部信息以及粘接条件，才能决 定选哪种胶粘剂，或是设计和制造一种新胶粘剂，或是不 能采用胶粘剂。 当几种化学成分完全不同的胶粘剂，都可以满足一种粘接 接头的物理性质方面的要求时，要注意，额外的增益常常 是牺牲了另外性质的结果，或者增加了成本。 不要超规格使用有粘剂，因为片面的追求高指标，将有可 能导致粘合件的可靠性不足。 实践是检验真理的唯一标准 选择胶粘剂的因素 （ 1）被粘物材料的种类、性质、大小和硬度； （ 2）被粘物的形状结构和工艺条件（致密 /多孔，新 /旧表 面，形状复杂）； （ 3）胶接件使用环境（承受的负荷和形式，温湿度，酸碱， 光照，气体，耐久性）；一般热固性胶黏剂强度较高。 （ 4）特殊要求如导电、导热、耐高温和耐低温； （ 5）成本（低档 /尖端产品，强度件 /功能件，机械化） 被粘物材料的性质特点 （ 1） 金属：表面氧化膜处理后，容易胶接；线膨胀系数 相差大；胶接部位因水作用易产生电化学腐蚀。 （ 2） 橡胶、塑料：极性越大，胶接效果越好。表面往往 有脱模剂或其它游离出的助剂，妨碍胶接效果。 （ 3） 木材：属多孔材料，易吸潮，引起尺寸变化，可能 因此产生应力集中。抛光比表面粗糙的木材胶接性能好。 （ 4） 玻璃：微观表面是凹凸不平，胶粘剂湿润性要好； si-o-表面层易吸附水；玻璃极性强，极性胶粘剂易与表面 发生氢键结合，形成牢固粘接。玻璃易脆裂而且又透明。 胶黏剂的特点 1-强度 0 良好， # 中等， * 差。 胶粘剂 抗剪 抗拉 剥离 绕曲 扭曲 冲去 蠕变 疲劳 Epoxy环氧 0 # * * * * 0 * 酚醛树脂 0 # * * * * 0 * 氰基丙烯酸酯 0 # * * * * 0 * 有机硅树脂 * * # 0 0 0 * 0 热固 +热塑（橡 胶） 0 0 0 0 0 0 0 0 (1)增加橡胶型胶粘剂的强度，通常采用的办法是引入极 性基团或者加入极性较大的树脂。 例如，天然橡胶或丁苯橡胶胶粘剂可以通过橡胶的氯 化，使粘接强度大大提高；在氯丁橡胶胶粘剂中添加 45 的叔丁基酚醛树脂后，对棉帆布的粘接强度可提高 40 270。 (2)对酚醛树脂、环氧树脂等脆性胶粘剂来说，增加粘接 强度的办法是减小内应力，或者增加韧性。 例如 a、 改性环氧树脂柔韧性：环氧 -聚硫 环氧 -聚酰胺 环氧 -胺固化剂； b、 改性酚醛柔韧性：酚醛 -聚酰胺 酚醛 -聚醋酸乙 烯酯 酚醛 -环氧； 橡胶改性酚醛因剥离强度高，很有使用价值，但剪