第一章-绪论06667-资料课件

选用教材和主要参考书目选用教材和主要参考书目胶粘剂合成、配方设计与配方实例胶粘剂合成、配方设计与配方实例 主编：王慎敏主编：王慎敏 版本：化学工业出版版本：化学工业出版p教材教材p主要参考书主要参考书 精细化工产品及其工艺学精细化工产品及其工艺学 编著：曾繁涤编著：曾繁涤 版本：化学工业出版版本：化学工业出版 精细化学品化学精细化学品化学 编著：张先亮编著：张先亮 版本：武汉大学出版版本：武汉大学出版 2024/7/131课程学时与考试方式课程学时与考试方式p课程学时：课程学时：24 学时p考试方式：考试方式：平时成绩（笔记、作业、出勤等）：60%考试成绩（结课考试）：40%2024/7/132 第一章第一章 绪绪 论论1 1.1.1 胶黏剂的发展简史胶黏剂的发展简史1.2 1.2 胶黏剂的分类和基本组成胶黏剂的分类和基本组成1.3 1.3 胶黏剂的特点和应用胶黏剂的特点和应用1.4 1.4 胶黏剂的发展趋势胶黏剂的发展趋势2024/7/133一一天然胶粘剂天然胶粘剂1 1、天然胶粘剂的使用历史悠久天然胶粘剂的使用历史悠久p天然胶粘剂的使用可追溯到大约5300年前，具体时间无可考究，所用胶粘剂均为天然胶粘剂，且均以手工作坊形式生产。p如：秦朝糯米淀粉+石灰筑长城；马王堆汉墓的堆砌；少数民族部落用蛋清+粘土堆砌可防敌人攻击的住房;骨胶；国外金字塔的建造等。1.1 胶粘剂的发展简史2024/7/1342 2、随着社会的发展、随着社会的发展,手工作坊向工业化发展手工作坊向工业化发展:p1690年,荷兰首先建成天然高分子胶粘剂工厂；p1700年,英国建成骨胶胶粘剂工厂；p1808年,美国建成天然胶粘剂工厂；p19世纪,瑞士和德国建成酪蛋白胶粘剂工厂；p第一次世界大战期间，用于制造小型飞机。3 3、特点、特点p天然物为原料；多为水性胶。1.1胶粘剂的发展简史2024/7/135二、合成胶粘剂二、合成胶粘剂1 1、2020世纪初世纪初 3030年代进入合成胶粘剂时代年代进入合成胶粘剂时代p现代工业和高分子材料的快速发展，使合成胶粘剂工业蓬勃兴起；p1909年，美国科学家Bankeland首先开发成功酚醛树脂胶粘剂，这是进入全新合成胶粘剂时代的标志。p酚醛树脂胶粘剂主要用途：n生产胶合板。n第二次世界大战期间，英国开发酚醛-聚乙烯醇缩醛结构胶用于战斗机机翼蒙皮；n战后美国开发酚醛-丁腈胶用于B-58轰炸机的制造。1.1 胶粘剂的发展简史2024/7/136p1930年，脲醛树脂胶粘剂实现工业化；这一时期，橡胶胶粘剂也开始发展。n 主要用途：生产胶合板，n 特点：更经济、廉价，产量跃居首位；p1937年，德国开发成功聚氨酯胶粘剂并实现工业化。n主要用途：满足军事工业的需要，如用于轮胎、潜艇等粘接。p合成胶粘剂的各种性能与以前的天然胶粘剂相比，得到极大的提高，应用领域得到极大的扩展，是胶粘剂快速发展的一个时期。1.1 粘接剂的发展简史2024/7/1372 2、4040年代至今，胶粘剂成为一类重要的精细化年代至今，胶粘剂成为一类重要的精细化工产品，并发展成为一个独立的工业部门。工产品，并发展成为一个独立的工业部门。p特点：品种更多，性能更好。p1946年，瑞士开发成功双酚A环氧树脂胶粘剂并实现工业化。n新型结构胶粘剂，如环氧-酚醛、环氧-丁腈、环氧-尼龙等，性能十分优良，被誉为“万能胶”。p20世纪40年代，美国开发成功聚醋酸乙烯酯胶粘剂，并实现工业化。n主要用于木制品工业，俗称白胶。1.1 粘接剂的发展简史2024/7/138p1959年，美国开发成功-氰基丙烯酸酯胶粘剂并实现工业化。p20世纪60年代，美国开发成功甲基丙烯酸双酯厌氧胶粘剂并实现工业化。p20世纪70年代，美国开发成功第二代双组份丙烯酸酯胶粘剂并实现工业化。n特点：室温固化，可用于油面的粘结。p近二三十年来又相继开发出聚醚耐高温胶、有机硅胶、热熔胶、辐射固化胶、压敏胶、生物胶等。1.1 粘接剂的发展简史2024/7/139三、胶粘剂的发展概况三、胶粘剂的发展概况l近20年来，国内外胶粘剂发展神速，品种及产量剧增。l国外情况：n现在胶粘剂平均以3%的年增长率增长，品种达5000多种。n据统计：2000年，全球胶粘剂年产量达12千万吨，年收入262亿美元，占合成材料中的第五位，仅次于塑料、橡胶、纤维、涂料。n生产胶粘剂的著名化学公司：HenkelHenkel,3M,3M,DuDu pontpont,BASE,BASE等。1.1 粘接剂的发展简史2024/7/1310l国内情况：n50年代前主要是天然胶粘剂，水平低技术落后。n60年代初、50年代末，进入合成胶粘剂时代，但发展缓慢。n70年代末、80年代初，科研水平不断提高，国外新技术、新工艺被引入，胶粘剂工业进入快速发展时期。现在我国已跨入世界胶粘剂工业行列，虽还有一定距离，但主要工艺和技术已逼近先进国家水平。n据统计：中国现在胶粘剂品种已达3500多种（1983年仅有600种），年产量近300万吨。1.1 粘接剂的发展简史2024/7/13111.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成1.按主体材料分有机胶粘剂 无机胶粘剂热塑性胶粘剂热固性胶粘剂橡胶胶粘剂复合型胶粘剂一、粘接剂的分类一、粘接剂的分类2024/7/13123.按固化方式分：（1）室温固化型；（2）高温固化型；（3）溶剂挥发型；（4）光敏型；（5）压敏型；（6）热熔型；2.按用途分结构胶粘剂（14.7MPa）非结构胶粘剂 特种胶粘剂 水溶液型膜状型4.按形态分液状型固状型块状型粉状型膏状型带状型乳液型溶剂型1.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成2024/7/1313p早期胶粘剂：组分简单，如淀粉+水现代胶粘剂：组分复杂常包括主体材料，固化剂，稀释剂，增塑剂，填充剂，防老剂等。1 1、胶粘剂的主体材料（基料）、胶粘剂的主体材料（基料）n基料的结构与力学性能（1）热塑性树脂基料：基料分子量M要适中，M大，胶层内聚力大，粘接强度越高;但M太大，润湿性下降，粘接强度反而下降。基料M分布要适中（不能太大，也不能太小），因为M分布太宽，胶层耐热性变差，M分布太窄，胶液初粘力变差，粘接强度也会变小。二、粘接剂的组成二、粘接剂的组成1.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成2024/7/1314（2）热固性树脂基料：分子量适当小些，分子量分布适当宽些，则湿润性好，粘接强度较高。（3）基料的极性：极性增大，对粘接强度、耐油、耐热性有利，但极性基团不易过多，否则会约束链段运动，降低粘接力。注意：使用中基料的极性应与被粘材料的极性相适应。（4）基料的结晶度：用作胶粘剂的树脂其结晶度不能太大（难溶解，初粘力差，扩散差），但适当的结晶度可提高胶的初粘力和内聚强度.1.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成2024/7/1315n选择基料的一般原则 1）对被粘物有良好的湿润性（极性相对应）2）具有优良的机械性能（内聚强度较大）3）具有良好的耐环境性能 4）一定的溶解性能n常用基料及性能1.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成2024/7/1316 2 2、固化剂、固化剂n固化剂：固化剂：可可与与胶胶粘粘剂剂单单体体或或低低聚聚物物反反应应或或交交联联而而成成为为具具有特定物理力学性能的线型或网状高聚物的物质。有特定物理力学性能的线型或网状高聚物的物质。n性能要求：性能要求：1 1）可可显显著著提提高高胶胶粘粘剂剂的的粘粘接接力力，固固化化速速度度快快慢慢可控，对胶层韧性影响较小；可控，对胶层韧性影响较小；2 2）固化过程中反应平稳，副产物少，放热少；）固化过程中反应平稳，副产物少，放热少；3 3）无毒，无味，无色；）无毒，无味，无色；4 4）价格适中）价格适中 。1.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成2024/7/1317 n固化剂的选用：固化剂的选用：1 1）根据基料品种和性能选定；）根据基料品种和性能选定；2 2）根据被粘物性能和具体粘接工艺选用）根据被粘物性能和具体粘接工艺选用;3)3)考虑用量及价格；考虑用量及价格；4 4）考虑使用要求、环保、健康危害等；）考虑使用要求、环保、健康危害等；n例：环氧胶粘剂在实际工程中的固化与使用。例：环氧胶粘剂在实际工程中的固化与使用。1.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成2024/7/1318 3 3、溶剂、溶剂p作用：溶解基料；提高胶的湿润能力及流平性.p选用原则：1）溶剂极性应与基料的极性相适应。溶剂对基料溶解性的好坏，严重影响胶的粘接强度，溶解性越好，粘接强度越大。溶剂选用一般遵照溶解度参数（）相近原则。要求溶剂与基料的溶解度差越小越好（1.5）。低分子物质极性相似相溶，高分子则相近相溶。1.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成2024/7/13191.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成实际生产中常需配制混合溶剂，可按下式计算：溶剂体积分数，溶解度参数2）挥发性适中，不能大也不能小 溶剂挥发性太大，胶层表面易形成封闭表面，阻止胶层内部溶剂挥发，而导致胶层鼓泡。挥发性太小，胶层内长时残留溶剂较多，影响粘接强度。3）可燃性低，毒性小，价格便宜。2024/7/13201.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成4.4.增塑剂增塑剂 增塑剂：能降低高分子的玻璃化温度和熔融温度，增进胶层韧性的高沸点难挥发性液体或低熔点固体物质。5.偶联剂偶联剂p偶联剂：能同时与极性物质和非极性物质产生一定作用力的物质。p作用：1）增加基料分子间作用力，提高内聚强度；2）增加基料与被粘物之间结合力，起架桥作用；p常用的偶联剂：有机硅烷、有机羧酸、鈦酸酯、多异氰酸酯等。2024/7/13211.2 粘接剂的分类和基本组成粘接剂的分类和基本组成6.6.填料及其他辅助材料填料及其他辅助材料p填料:p其他辅助材料：如:交联剂、引发剂、促进剂、增韧剂、增稠剂、增粘剂、防老剂、阻燃剂、阻聚剂、光敏剂、消泡剂、稳定剂、稀释剂等。2024/7/13221.3 1.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用一粘接剂及其特点一粘接剂及其特点1 1粘接剂粘接剂 填充于两物料之间能将其连接在一起，并且有足够强度的一类物质。又称粘合剂、胶粘剂、胶。2 2特点特点1)应用极其广泛，可用于粘接各种材料，包括同类与异类材料；同性与异性材料；有机与无机材料；超薄材料等。n如可粘接木材、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、织物、纸张及各种金属.涉及到日常生活、建筑、化工、电子、机械、航空等各种工业部门和领域。n可以说：没有不可粘接的材料，没有不用胶粘剂的行业.2024/7/13232)连接物体工艺简单，劳动强度小，生产效率高，成本低；3）不影响被粘物性能；4）牢固美观，明显优于铆接、焊接、螺接及嵌接等；5）表面光滑，气动性能好；6）密封性能好；7）应力分布均匀，粘接构件寿命长；8）粘接复合结构质量轻，强度大，装配简单，特别适合蜂窝结构、夹层结构的粘接。1.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用2024/7/13241.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用3粘接技术的不足点粘接技术的不足点p热固性胶粘剂的剥离强度较低；热塑性胶粘剂在受力的情况下有蠕变倾向；p某些胶粘剂易燃、有毒；p某些胶粘剂的粘接过程比较复杂；p存在老化问题，且目前缺乏粘接件在不同条件下使用寿命的完善测定方法；p缺乏准确度和可靠性均较好的无损检测粘接质量的方法。2024/7/13251.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用二粘接剂的应用二粘接剂的应用1、汽车工业的应用、汽车工业的应用p时代要求时代要求:结构材料轻量化、驾驶安全化、节能环保化、美观舒适化；p新材料的使用新材料的使用：铝合金、玻璃钢、蜂窝夹层材料、塑料、橡胶等。p工艺要求：工艺要求：以粘接代替焊接，所以胶粘剂用量大增。p资料显示：资料显示：20世纪70年代，日本每辆汽车的用胶量约为40kg,粘接部位超过40处。2024/7/13261.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用p胶粘剂在汽车工业中的应用有：胶粘剂在汽车工业中的应用有：车体车顶加固板；双层壳体顶板；车盖内外板；制动片；离合器和传动带；车窗密封；塑料挡板；盘式制动器摩擦衬块；玻璃钢车身壁板；散热水箱、油箱；塑料地板；车棚边缘突起。强度：强度：粘接汽车闸件的剪切强度高达：48-70MPa.铆接汽车闸件的剪切强度仅为：10MPa.资料：资料：1949-1975年，克莱斯勒汽车公司粘接2.5亿个刹车闸片，无一失效。2024/7/13271.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用2、航空航天工业的应用、航空航天工业的应用p航空工业是使用粘接剂最早和最主要的行业之一.p主要用于金属结构、金属与塑料橡胶、蜂窝夹层结构与壁板等的粘接，取代铆、焊、镙接；p资料：目前，世界各国采用粘接结构的飞机已达100多种，而且粘接已成为飞机设计的基础。p资料：三叉戟飞机的粘接面积占总联接面积的67%；波音-747飞机的粘接面积高达3000m2。p资料：平均每架大型客机的密封胶的用量超过450kg，如B-58轰炸机用400kg胶粘剂代替了15万只铆钉。2024/7/13281.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用3、电子电器工业的应用、电子电器工业的应用p电子工业是新兴的高技术产业，胶粘剂和密封剂是微电子技术的基础。p 如集成电路分立器件、液晶显示器、微波元件、柔性印制线路板、手机、计算机等各种电子器件、整机的密封和组装要大量使用胶粘剂。p家用电器的生产，都要大量使用胶粘剂和密封剂。4、机械工业的应用、机械工业的应用p代替焊接、铆接、镙接用于制造、维修、堵漏。2024/7/13291.3 粘接剂的特点和应用粘接剂的特点和应用5、建筑工业的应用、建筑工业的应用p胶粘剂用量大户，主要用于装修、封闭保温等.6、轻工业的应用、轻工业的应用p主要行业：制鞋业、家具制造业、纺织业、包装业、印刷业等。7、造船工业的应用、造船工业的应用8、医疗方面的应用、医疗方面的应用9、日常生活方面的应用、日常生活方面的应用 2024/7/1330 1.4 1.4 粘接剂的发展趋势粘接剂的发展趋势2胶粘剂的发展趋势p总体说是向4E(Economics,Energy,Excellence,EnvironmentEconomics,Energy,Excellence,Environment)方 向 发 展。着重发展低VOC(volatile(volatile organic organic compounds)compounds)、高固含量胶粘剂,如水性胶、热熔胶、反应型胶等。p具体说：1）基料方面：开发新型胶粘剂基材或对原有基料进行改性，提高胶粘剂的综合性能。如：基料的发展：淀粉、蛋白质、骨胶、天然橡胶、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、合成橡胶等。2024/7/13311.4 1.4 粘接剂的发展趋势粘接剂的发展趋势2）剂型方面：有机溶剂胶、水基胶、无溶剂胶。如：水性环氧胶、水性聚氨酯、热熔胶等。3）固化方面：改进固化方法，实现可控固化（快或慢）。固化方法：溶剂挥发型反应型（添加固化剂）辐射固化，如光、电子束固化等。4）包装方面：正规化，标准化，微胶囊技术，潜伏性固化。2024/7/13321.4 1.4 粘接剂的发展趋势粘接剂的发展趋势5）性能方面：综合性能的提高，特种性能的开发。如：纳米级胶粘剂；活性生命胶粘剂；太空用胶粘剂；微电子胶粘剂；耐高温胶粘剂500-1000；导电聚合物胶粘剂；高强度胶粘剂（100MPa）等.6）技术方面：先进的技术在胶粘剂领域的应用及开发。如：无损检测，机械检测，计算机配胶等。2024/7/1333 Thank you拯畏怖汾关炉烹霉躲渠早膘岸缅兰辆坐蔬光膊列板哮瞥疹傻俘源拯割宜跟三叉神经痛-治疗三叉神经痛-治疗 拯畏怖汾关炉烹霉躲渠早膘岸缅兰辆坐蔬光膊列板哮瞥疹傻俘源拯割宜跟三叉神经痛-治疗三叉神经痛-治疗