膠粘劑的原理與產(chǎn)品系列

膠粘劑是一種具有很好粘合性能的物質(zhì)。通過粘附力和內(nèi)聚力由表面粘合而起連接物體的作用。能將同種或兩種或兩種以上同質(zhì)或異質(zhì)的制件（或材料）連接在一起，固化后具有足夠強度的有機或無機的、天然或合成的一類物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠粘劑或粘接劑、粘合劑、習慣上簡稱為膠。

分天然高分子化合物(淀粉、動物皮膠、骨膠、天然橡膠等) 、合成高分子化合物(環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚胺酯等熱固性樹脂和聚乙烯醇縮醛、過氯乙烯樹脂等熱塑性樹脂，與氯丁橡膠，丁腈橡膠等合成橡膠) 、或無機化合物 (硅酸鹽、磷酸鹽等) 。根據(jù)使用要求，在膠粘劑中經(jīng)常摻入固化劑、促進劑、增強劑、烯釋劑、填料等。按用途分類，還可分離溫膠、密封膠、結(jié)構(gòu)膠等。按使用工藝分類有室溫固化膠、壓敏膠等。應(yīng)用膠合劑可連接異種材料和薄片材料，膠接處應(yīng)力分布均勻。在集裝箱制造中和修理中常用的有環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠和密封膠等。 

近年來,有機膠粘劑有了越來越廣泛的應(yīng)用,膠接技術(shù)亦已發(fā)展成熟,并成為膠接、焊接、機械連接當代三大連接技術(shù)之一。

膠粘劑應(yīng)用理論

聚合物之間，聚合物與非金屬或金屬之間，金屬與金屬和金屬與非金屬之間的膠接等都存在聚合物基 料與不同材料之間界面膠接問題。膠接是綜合性強，影響因素復雜的一類技術(shù)，而現(xiàn)有的膠接理論都是從某一方面出發(fā)來闡述其原理，所以至今全面唯一的理論是沒有的。

吸附理論

人們把固體對膠粘劑的吸附看成是膠接主要原因的理論，稱為膠接的吸附理論。理論認為：粘接力的主要來源是粘接體系的分子作用力，即范德化引力和氫鍵力。當膠粘劑與被粘物分子間的距離達到10-5Å時，界面分子之間便產(chǎn)生相互吸引力，使分子間的距離進一步縮短到處于最大穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)計算，由于范德華力的作用，當兩個理想的平面相距為10&Aring；時，它們之間的引力強度可達10-1000MPa；當距離為3-4&Aring；時，可達100-1000MPa。這個數(shù)值遠遠超過現(xiàn)代最好的結(jié)構(gòu)膠粘劑所能達到的強度。因此，有人認為只要當兩個物體接觸很好時，即膠粘劑對粘接界面充分潤濕，計算值是假定兩個理想平面緊密接觸，并保證界面層上各對分子間的作用同時遭到破壞時，也就不可能有保證各對分子之間的作用力同時發(fā)生。

膠粘劑的極性太高，有時候會嚴重妨礙濕潤過程的進行而降低粘接力。分子間作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。在某些特殊情況下，其他因素也能起主導作用。

膠粘劑的粘接原理

粘膠劑的使用應(yīng)用在生活和生產(chǎn)的方方面面，如汽車內(nèi)飾件粘膠、包材粘膠、鞋材以及其他的建筑或者裝飾材料的表面粘接等，那么什么是粘膠劑？膠粘劑的原理和用途又是什么呢？

膠接（粘合、粘接、膠結(jié)、膠粘）是指同質(zhì)或異質(zhì)物體表面用膠粘劑連接在一起的技術(shù)，具有應(yīng)力分布連續(xù)，重量輕，或密封，多數(shù)工藝溫度低等特點。膠接特別適用于不同材質(zhì)、不同厚度、超薄規(guī)格和復雜構(gòu)件的連接。

通過界面的黏附和內(nèi)聚等作用，能使兩種或兩種以上的制件或材料連接在一起的天然的或合成的、有機的或無機的一類物質(zhì)，統(tǒng)稱為膠粘劑（adhesive），又叫黏合劑，習慣上簡稱為膠。簡而言之，膠粘劑就是通過黏合作用，能使被黏物結(jié)合在一起的物質(zhì)?！澳z粘劑”是通用的標準術(shù)語。

吸附理論

把固體對膠黏劑的吸附看成是膠接首要要素的理論，稱為膠接的吸附理論。理論認為：粘接力的首要來歷是粘接系統(tǒng)的分子作用力，即范德化引力和氫鍵力。膠粘與被粘物外表的粘接力與吸附力具有某種一樣的性質(zhì)。膠黏劑分子與被粘物外表分子的作用進程有兩個進程：榜首時期是液體膠黏劑分子憑借于布朗運動向被粘物外表分散，使兩界面的極性基團或鏈節(jié)彼此挨近，在此進程中，升溫、施加觸摸壓力和下降膠黏劑粘度等都有利于布朗運動的加強。第二時期是吸附力的發(fā)作。當膠黏劑與被粘物分子間的間隔到達10-5時，界面分子之間便發(fā)作彼此招引力，使分子間的間隔進一步縮短到處于最大安穩(wěn)狀況。

膠接強度與理論核算相差很大，這是由于固體的力學強度是一種力學性質(zhì)，而不是分子性質(zhì)，其巨細取決于資料的每一個部分性質(zhì)，而不等于分子作用力的總和。核算值是假定兩個抱負平面嚴密觸摸，并確保界面層上各對分子間的作用一同遭到損壞時，也就不或許有確保各對分子之間的作用力同時作用。

膠黏劑的極性太高，有時分會嚴峻阻礙濕潤進程的進行而下降粘接力。分子間作用力是供應(yīng)粘接力的要素，但不是僅有要素。在某些格外狀況下，別的要素也能起主導作用。

化學鍵構(gòu)成理論

化學鍵理論認為膠黏劑與被粘物分子之間除彼此作用力外，有時還有化學鍵發(fā)作，化學鍵的強度比范德化作用力高得多；化學鍵構(gòu)成不只可以行進粘附強度，還可以戰(zhàn)勝脫附使膠接接頭損壞的弊端。但化學鍵的構(gòu)成并不一般，要構(gòu)成化學鍵有必要滿意必定的條件，所以不或許做到使膠黏劑與被粘物之間的觸摸點都構(gòu)成化學鍵。何況，單位粘附界面上化學鍵數(shù)要比分子間作用的數(shù)目少得多，因而粘附強度來自分子間的作用力是不能忽略的。

弱界層理論

當液體膠黏劑不能極好潤澤被粘體外表時，空氣泡留在空地中而構(gòu)成弱區(qū)。又如，傍邊含雜質(zhì)能溶于熔融態(tài)膠黏劑，而不溶于固化后的膠黏劑時，會在固體化后的膠粘構(gòu)成另一相，在被粘體與膠黏劑全體間發(fā)作弱界面層（WBL）。發(fā)作WBL除技能要素外，在聚合物成網(wǎng)或熔體彼此作用的成型進程中，膠黏劑與外表吸附等熱力學景象中發(fā)作界層構(gòu)造的不均勻性。不均勻性界面層就會有WBL呈現(xiàn)。這種WBL的應(yīng)力松懈和裂紋的開展都會不一樣。

分散理論

兩種聚合物在具有相容性的條件下，當它們彼此嚴密觸摸時，由于分子的布朗運動或鏈段的擺發(fā)作彼此分散景象。這種分散作用是穿越膠黏劑、被粘物的界面交錯進行的。分散的作用致使界面的不見和過渡區(qū)的發(fā)作。粘接系統(tǒng)憑借分散理論不能闡明聚合物資料與金屬、玻璃或別的硬體膠粘，由于聚合物很難向這類資料分散。

靜電理論

當膠黏劑和被粘物系統(tǒng)是一種電子的接受體-供應(yīng)體的組合辦法時，電子會從供應(yīng)體（如金屬）轉(zhuǎn)移到接受體（如聚合物），在界面區(qū)兩邊構(gòu)成了雙電層，然后發(fā)作了靜電引力。然而，靜電力盡管的確存在于某些格外的粘接系統(tǒng)，但決不是起主導作用的要素。

機械作用力理論

從物理化學觀念看，機械作用并不是發(fā)作粘接力的要素，而是添加粘接作用的一種辦法。膠黏劑浸透到被粘物外表的縫隙或高低的地方，固化后在界面區(qū)發(fā)作了嚙合力，這些狀況相似釘子與木材的接合或樹根植入泥土的作用。機械連接力的實質(zhì)是摩擦力。在粘合時，安排連接力是很首要的，但對某些堅實而潤滑的外表，這種作用并不顯著。

膠粘劑的分類

1.按應(yīng)用方法可分為熱固型、熱熔型、室溫固化型、壓敏型等.

2.按應(yīng)用對象分為結(jié)構(gòu)型、非構(gòu)型或特種膠.屬于結(jié)構(gòu)膠粘劑的有：環(huán)氧樹脂類、聚氨酯類、有機硅類、聚酰亞胺類等熱固性膠粘劑；聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、甲醇類等熱塑性膠粘劑；還有如酚醛-環(huán)氧型等改性的多組分膠粘劑。

3.按固化形式可分為溶劑揮發(fā)型、乳液型、反應(yīng)和熱熔型四種.

4.合成化學工作者常喜歡將膠粘劑按粘料的化學成分來分類.

5.按主要成分分為有機類、無機類。

6.按外觀分類，可分為液態(tài)、膏狀和固態(tài)三類。

7.按組分分類：單組分，雙組分，反應(yīng)型。

組成膠粘劑的主劑與助劑

合成膠粘劑由主劑和助劑組成，主劑又稱為主料、基料或粘料;助劑有固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、增稠劑、防老劑、阻聚劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、乳化劑等，根據(jù)要求與用途還可以包括阻燃劑、發(fā)泡劑、消泡劑、著色劑和防霉劑等成分。

主劑

主劑是膠粘劑的主要成分，主導膠粘劑粘接性能，同時也是區(qū)別膠粘劑類別的重要標志。主劑一般由一種或兩種，甚至三種高聚物構(gòu)成，要求具有良好的粘附性和潤濕性等?？勺鳛檎沉系奈镔|(zhì)有：

1.天然高分子，如淀粉、纖維素、單寧、阿拉伯樹膠及海藻酸鈉等植物類粘料，以及骨膠、魚膠、血蛋白膠、酪蛋白和紫膠等動物類粘料。

2.合成樹脂，分為熱固性樹脂和熱塑性樹脂兩大類。熱固性如環(huán)氧、酚醛、 不飽和聚酯、聚氨酯、有機硅、聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺、烯丙基樹脂、呋喃樹脂、氨基樹脂、醇酸樹脂等;熱塑性樹脂如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂、尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、熱塑性聚酯、聚苯醚、氟樹脂、聚苯硫醚、聚砜、聚酮類、聚苯酯、液晶聚合物等，以及其改性樹脂或聚合物合金等。是用量最大的一類粘料。

3.橡膠與彈性體。橡膠主要有氯丁橡膠、丁基腈乙丙橡膠、氟橡膠、聚異丁烯、聚硫橡膠、天然橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠等;彈性體主要是熱塑件彈性體和聚氨酯彈性體等。

4.此外，還有無機粘料，如硅酸鹽、磷酸鹽和磷酸-氧化銅等。

助劑

為了滿足特定的物理化學特性，加入的各種輔助組分稱為助劑，例如：為了使主體粘料形成網(wǎng)型或體型結(jié)構(gòu)，增加膠層內(nèi)聚強度而加入固化劑(它們與主體粘料反應(yīng)并產(chǎn)生交聯(lián)作用);為了加速固化、降低反應(yīng)溫度而加入固化促進劑或催化劑;為了提高耐大氣老化、熱老化、電弧老化、臭氧老化等性能而加入防老劑;為了賦予膠粘劑某些特定性質(zhì)、降低成本而加入填料;為降低膠層剛性、增加韌性而加入增韌劑;為了改善工藝性降低粘度、延長使用壽命加入稀釋劑等。包括：

1.固化劑

2.溶劑

3.增塑劑

4.填充劑

5.增韌劑

6.偶聯(lián)劑

7.其他助劑：引發(fā)劑、促進劑、增粘劑、阻聚劑、穩(wěn)定劑、防老劑、絡(luò)合劑、乳化劑。

膠粘劑的產(chǎn)品系列

熱塑性

纖維素酯、烯類聚合物（聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、過氯乙烯、聚異丁烯等）、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚丙烯酸酯、a-氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇縮醛、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等類

熱固性

環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰-甲醛樹脂、有機硅樹脂、呋喃樹脂、不飽和聚酯、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、酚醛-聚乙烯醇縮醛、酚醛-聚酰胺、酚醛-環(huán)氧樹脂、環(huán)氧-聚酰胺等類

合成橡膠型

氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁鈉橡膠、異戊橡膠、聚硫橡膠、聚氨酯橡膠、氯磺化聚乙烯彈性體、硅橡膠等類

橡膠樹脂型

酚醛-丁腈膠、酚醛-氯丁膠、酚醛-聚氨酯膠、環(huán)氧-丁腈膠、環(huán)氧-聚硫膠等類

膠粘劑產(chǎn)品

硬化膠、灌封膠、硅橡膠、聚氯乙烯膠、通用環(huán)氧膠、改性環(huán)氧膠、絕緣膠、聚酰亞胺膠、改性酚醛膠、丙烯酸酯膠、絕緣膠帶、雙面膠帶、高溫膠帶、特種膠 帶 、模切膠帶、其他

膠粘劑原材料及助劑

稀釋劑 、固化劑 、硫化劑、引發(fā)劑、促進劑、增塑劑 、增韌劑 、軟化劑、增粘劑 、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑 、修補劑 、 加速劑 、抗氧劑 、防霉劑、增強劑 、催化劑、 填充劑、接著劑、干燥劑、清潔劑 、防銹劑、乳化劑 、 阻聚劑、偶聯(lián)劑、防老劑、消泡劑、增稠劑、氧化劑 、阻燃劑、光敏劑、防腐劑 、潤滑劑、乳 液、單 體、助 劑 、溶 劑 、合成橡膠與彈性體、天然聚合物、合成樹脂、其他

膠粘劑制作設(shè)備

點膠機、真空泵、輸送泵、冷凝設(shè)備、捏合設(shè)備、乳化設(shè)備、釜類設(shè)備、研磨設(shè)備、檢測設(shè)備、裝卸設(shè)備、實驗設(shè)備、混合分散設(shè)備、貯罐類設(shè)備、加熱及輔助設(shè)備、 其它設(shè)備

膠粘劑包裝

打碼機、標簽機、液體灌裝機械、紙制品包裝、封口打包機械、膏體灌裝機械、鐵聽（桶）包裝、塑料及復合材料包裝、打包及其它耗材

膠粘劑的選擇方法

選擇原則

（1）考慮膠接材料的種類性質(zhì)大小和硬度；

（2）考慮膠接材料的形狀結(jié)構(gòu)和工藝條件；

（3）、考慮膠接部位承受的負荷和形式（拉力、剪切力、剝離力等）；

（4）考慮材料的特殊要求如導電導熱耐高溫和耐低溫。

膠接材料性質(zhì)

（1）金屬：金屬表面的氧化膜經(jīng)表面處理后，容易膠接；由于膠粘劑粘接金屬的兩相線膨脹系數(shù)相差太大，膠層容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；另外金屬膠接部位因水作用易產(chǎn)生電化學腐蝕。

（2）橡膠：橡膠的極性越大，膠接效果越好。其中丁腈氯丁橡膠極性大，膠接強度大；天然橡膠、硅橡膠和異丁橡膠極性小，粘接力較弱。另外橡膠表面往往有脫模劑或其它游離出的助劑，妨礙膠接效果。

（3）木材：屬多孔材料，易吸潮，引起尺寸變化，可能因此產(chǎn)生應(yīng)力集中。另外，拋光的材料比表面粗糙的木材膠接性能好。

（4）塑料：極性大的塑料其膠接性能好。

（5）玻璃：玻璃表面從微觀角度是由無數(shù)部均勻的凹凸不平的部分組成.使用濕潤性好的膠粘劑，防止在凹凸處可能存在氣泡影響.另外，玻璃是以si-o-為主體結(jié)構(gòu)，其表面層易吸附水.因玻璃極性強，極性膠粘劑易與表面發(fā)生氫鍵結(jié)合，形成牢固粘接.玻璃易脆裂而且又透明，選擇膠粘劑時需考慮到這些．

特點和選擇

（1）. 連接各種彈性模量和厚度不同的材料尤其是薄材料；

（2）. 膠接表面光滑，氣動性良好；

（3）. 密封性能好，腐蝕性能好；

（4）. 延長膠接件的使用壽命和減輕膠接件重量；

（5）. 勞動強度低，成本少，生產(chǎn)效率高；

（6）. 非導電膠耐熱抗震絕緣，其中：

a、 改性環(huán)氧樹脂柔韌性的大小順序為：環(huán)氧-聚硫>；環(huán)氧-聚酰胺>；環(huán)氧-胺固化劑；

b、 改性酚醛柔韌性的大小順序為：酚醛-聚酰胺>；酚醛-聚醋酸乙烯酯>；酚醛-環(huán)氧；

質(zhì)量要點

為了確保膠粘質(zhì)量，必須做到如下幾點：

（1）選擇恰其所用的膠粘劑。

（2）兼顧膠粘劑強度高和耐久性好的兩個方面。

（3）不要使用超過貯存期和適用期的膠粘劑。

（4）單組份膠如果分層、沉淀、使用前應(yīng)攪拌均勻。

（5）多組份膠應(yīng)按規(guī)定比例調(diào)配混合均勻。

（6）不要采用簡單的對接。

（7）盡量采用搭接、斜接、套接、混合連接。

（8）搭接長度不要太長。

（9）膠粘層壓材料勿用搭接，而且斜接

（10）加螺加鉚，卷邊包角、防止剝離。