膠黏劑課件：氰基丙烯酸酯膠黏劑

1、氰基丙烯酸酯膠黏劑目錄氰基丙烯酸酯的介紹氰基丙烯酸酯的介紹氰基氰基丙烯酸酯的工業(yè)制備丙烯酸酯的工業(yè)制備氰基氰基丙烯酸酯的固化丙烯酸酯的固化氰基丙烯酸酯的應(yīng)用氰基丙烯酸酯的應(yīng)用氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的介紹 氰基丙烯酸酯膠黏劑為單組分液狀、遇潮氣瞬間固化型膠黏劑，又稱(chēng)“瞬干膠”、“萬(wàn)能膠”等。氰基丙烯酸酯膠黏劑使用方便，被粘接表面不必進(jìn)行特殊預(yù)處理，不必加溫加壓，廣泛應(yīng)用于橡膠與橡膠、塑料與塑料、塑料與金屬之間的粘接與定位以及人體組織醫(yī)用粘接等。 1949年 A. E. Ardis 首先合成了-氰基丙烯酸酯，并獲得專(zhuān)利權(quán)。1959年 Eastman Kodak 公司實(shí)現(xiàn)了

2、工業(yè)化生產(chǎn)。 -氰基丙烯酸酯膠黏劑的特點(diǎn) 單液型：無(wú)需混合，不必另加催化劑，使用方便。 黏度低：便于涂布，容易濕潤(rùn)，用量很少，單滴應(yīng)用，膠層較薄。 使用易：不需要加熱或加壓，輕微指壓即可。 固化快：室溫瞬間固化，數(shù)秒內(nèi)即可粘牢。 強(qiáng)度高：對(duì)多種基材的粘接能達(dá)到很高的粘接強(qiáng)度。 透明好：膠層無(wú)色透明。 毒性?。簾o(wú)溶劑，無(wú)毒，可用于醫(yī)療。 脆性大：不能承受沖擊和振動(dòng)。 耐久差：耐熱、耐水、耐溶劑性都比較差，因而粘接不能持久。 易白化：若粘接環(huán)境濕度過(guò)大，容易出現(xiàn)結(jié)霜白化現(xiàn)象。氰基丙烯酸酯膠黏劑的使用方法表面處理：用適當(dāng)有機(jī)溶劑對(duì)被粘物表面脫脂清潔，打磨不能太粗糙，再次溶劑擦拭，并要干燥。如果殘留堿

3、性物質(zhì)，則會(huì)加速固化；殘留酸性物質(zhì)，則減慢固化。涂膠：一般來(lái)說(shuō)，涂膠量盡量少些為好，膠層越薄強(qiáng)度越高。對(duì)于致密、接觸良好的平板來(lái)說(shuō)，涂膠量為45mgcm-2已足夠。一滴膠約20mg，可涂45cm2.被粘物形狀和材質(zhì)相同時(shí)，任何一面涂膠均可；若不相同，涂膠于粘接面向上的一面或面積較小的一面，或固化速度慢的面，或難滲透的面。氰基丙烯酸酯膠黏劑的使用方法晾置時(shí)間：涂膠后最好不要馬上疊合，根據(jù)空氣濕度大小，晾置15s。氰基丙烯酸酯膠黏劑在空氣中曝露時(shí)間長(zhǎng)短與粘接強(qiáng)度的關(guān)系極大，當(dāng)晾置時(shí)間超過(guò)2min，性能下降50以上，3s內(nèi)粘接強(qiáng)度最高。清除殘膠：可用丙酮、甲苯或二甲基甲酰胺等有機(jī)溶劑清除殘膠或拆膠。

4、保存：膠黏劑用后蓋嚴(yán)封好，放置于干燥陰涼處。氰基丙烯酸酯的固化 由于氰基丙烯酸酯分子中有兩個(gè)強(qiáng)烈的吸電子基-氰基和酯基連接在同一個(gè)碳上，它們一方面降低了碳原子的電子云密度，致使位易于受到親核攻擊；另一方面位上無(wú)取代基團(tuán)阻礙，對(duì)親核試劑很敏感，因此很容易在水和弱堿物質(zhì)催化下迅速發(fā)生陰離子聚合。同時(shí)，氰基丙烯酸酯也可以進(jìn)行自由基聚合。氰基丙烯酸酯固化可以認(rèn)為是氰基丙烯酸酯的本體聚合過(guò)程，經(jīng)歷鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等階段。 引發(fā)和增長(zhǎng)階段 空氣中的水分（含OH - ）及大多數(shù)物體表面上，都會(huì)有OH -存在，這大概是膠固化的原因。 引發(fā)和增長(zhǎng)階段 鏈轉(zhuǎn)移鏈終止 活性增長(zhǎng)鏈在聚合過(guò)程中若遇到單體

5、之外的其他物質(zhì)，如水、醇、酸等，能使陰離子質(zhì)子化，則很快阻止聚合反應(yīng)進(jìn)行，引起鏈終止。 氰基丙烯酸酯的制備-氰基丙烯酸酯單體氰基丙烯酸酯單體-氰基丙烯酸酯單體結(jié)構(gòu)式為： CH2C（CN）COOR其中R代表某一烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基、異丁基等。在工業(yè)上打多采用粘接強(qiáng)度較高的甲酯和乙酯。在醫(yī)療方面粘接傷口代替縫合，一般為高碳鏈烷基酯單體。配方組成配方組成增稠劑增稠劑因?yàn)閱误w的黏度很低，使用時(shí)易流到不應(yīng)粘接的部位，而且不適用于多孔性材料及間隙較大的填充性膠接，因此必須加以增稠。常用的增稠劑有聚甲基丙烯酸甲酯、纖維素衍生物等。配方組成配方組成增塑劑增塑劑為改善膠黏劑固化后涂層的脆性，往往加入鄰

6、苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等增塑劑，以提高膠層的抗沖擊強(qiáng)度。配方組成配方組成穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑由于單體較易發(fā)生聚合，因此，必須加入一定量的二氧化硫及對(duì)苯二酚穩(wěn)定劑，以阻止發(fā)生陰離子聚合作用及游離基聚合作用。配方組成配方組成工業(yè)合成（以氰基丙烯酸乙酯為例）： 第一步：氰乙酸乙酯的制備 ClCH2COOH + NaCN CNCH2COOH + NaCl (氯代乙酸與氰化鈉的親核取代） CNCH2COOH + C2H5OH CNCH2COOC2H5 + H2O (酯化反應(yīng)） 在上述預(yù)聚物中，其分別有以H封端和以羥甲基封端。在高溫裂解時(shí)，以H封端的預(yù)聚物會(huì)生成副產(chǎn)物水，水會(huì)使產(chǎn)物氰基丙烯酸酯單體聚合，

7、因此必須在裂解過(guò)程中加入強(qiáng)吸水劑。 而以羥甲基封端的預(yù)聚物裂解則會(huì)形成副產(chǎn)物氰乙酸乙酯，因此預(yù)聚物聚合度n越大，副產(chǎn)物所占比例越小。 綜上，提高-氰基丙烯酸酯的產(chǎn)率和純度，在縮合階段提高預(yù)聚物的分子量是整個(gè)合成技術(shù)的關(guān)鍵。 氰乙酸乙酯與甲醛的摩爾比對(duì)合成的影響 氰乙酸乙酯與甲醛的摩爾比小于1.0時(shí)，縮合產(chǎn)物中以CH2OH封端的居多，多余的甲醛及裂解時(shí)生成的水會(huì)使單體聚合而使產(chǎn)率降低；當(dāng)氰乙酸乙酯過(guò)量太多時(shí)，縮聚產(chǎn)物分子量過(guò)低，不僅產(chǎn)率降低而且產(chǎn)品純度也差。不同摩爾比對(duì)產(chǎn)率的影響如圖所示。從圖中可以得出，理想的摩爾比為1.051.10耐熱性的改進(jìn)原因：一般的-膠只能耐熱到80，這主要是由于他們是

8、熱塑性分子，固化后還含有大量殘余單體，其Tg不高所致方 法一、采用交聯(lián)劑交聯(lián)劑，使其具有一定程度的熱固性如：乙二醇的雙氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸乙二醇的雙氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸烯丙酯。氰基戊二烯酸的單酯或雙酯烯丙酯。氰基戊二烯酸的單酯或雙酯二、采用耐熱粘附促進(jìn)劑耐熱粘附促進(jìn)劑，改善膠和膠結(jié)材料之間的界面狀態(tài)如：?jiǎn)卧蚨嘣人?、酸酐、酚?lèi)化合物單元或多元羧酸、酸酐、酚類(lèi)化合物等等三、適當(dāng)?shù)募尤肴⑦m當(dāng)?shù)募尤朐鏊軇┰鏊軇┭a(bǔ)充：在在-膠中引入馬來(lái)酰亞胺也可以提高膠中引入馬來(lái)酰亞胺也可以提高耐熱性耐熱性氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性耐水性的改進(jìn)方 法對(duì)聚合物本身：引入交聯(lián)單體或共聚單體聚合物本身

9、：引入交聯(lián)單體或共聚單體對(duì)界面：許多粘附促進(jìn)劑（二酐、苯酐、硅烷界面：許多粘附促進(jìn)劑（二酐、苯酐、硅烷等）可以改善界面狀態(tài)，在一定程度上改善粘等）可以改善界面狀態(tài)，在一定程度上改善粘附性，同時(shí)改善了耐水性附性，同時(shí)改善了耐水性氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性耐沖擊性改性方 法一、引入可共聚的內(nèi)增塑單體引入可共聚的內(nèi)增塑單體如：-氰基氰基-2,4-2,4-戊二烯酸酯戊二烯酸酯 等二、添加各種增塑劑添加各種增塑劑如：苯酰丙酮、多羥基甲苯酸及其衍生物、脂肪族多元苯酰丙酮、多羥基甲苯酸及其衍生物、脂肪族多元醇、聚醚及其衍生物醇、聚醚及其衍生物 等三、用高分子量彈性體高分子量彈性體如：聚氨酯橡膠、聚

10、乙烯醇縮醛、丙烯酸酯橡膠以及接聚氨酯橡膠、聚乙烯醇縮醛、丙烯酸酯橡膠以及接枝共聚物枝共聚物 等氰基丙烯酸酯的改性氰基丙烯酸酯的改性彈性體泛指在除去外力后能恢復(fù)原狀的材料，然而具有彈性的材料并不一定是彈性體。彈性體只是在弱應(yīng)力下形變顯著，應(yīng)力松弛后能迅速恢復(fù)到接近原有狀態(tài)和尺寸的高分子材料氰基丙烯酸酯是一系列物質(zhì)的合稱(chēng)，常見(jiàn)品牌有AA超能膠（Aron Alpha）、強(qiáng)力膠（Superglue）、瘋狂快干膠（Crazy glue）等。醫(yī)用膠如多抹棒（Dermabond）及Traumaseal則含有2-氰基丙烯酸辛酯（2-octyl cyanoacrylate。）其具有片刻聚合的特點(diǎn)，有強(qiáng)大的粘著力

11、，用作膠粘劑和聚合物的單體，可用于皮膚手術(shù)切口和新鮮傷口的粘合。氰基丙烯酸酯的應(yīng)用氰基丙烯酸酯的應(yīng)用氰基丙烯酸酯的應(yīng)用氰基丙烯酸酯的應(yīng)用作用機(jī)理：當(dāng)把超能膠涂在物件表面時(shí)，溶劑會(huì)蒸發(fā)，而物件表面或來(lái)自空氣中的水份（更準(zhǔn)確是水份所形成之氫氧離子）會(huì)使單體迅速地進(jìn)行陰離子聚合反應(yīng)（anionic polymerization）形成長(zhǎng)而強(qiáng)的鏈子，把兩塊表面黏在一起。由于其聚合過(guò)程是放熱反應(yīng)，所以可以發(fā)現(xiàn)其溫度會(huì)輕微上升。由于溶劑（丙酮）在其間蒸發(fā)，所以使用超能膠會(huì)嗅到一些難耐的異味。在犯罪調(diào)查之應(yīng)用在警方的犯罪調(diào)查中會(huì)以超能膠煙熏方法（Super-glue fuming）來(lái)查出潛在指紋。其過(guò)程如下：

12、需要被套取指紋的物品會(huì)被安置在一個(gè)已加熱并且不漏氣的容器中。在容器中放入超能膠，氰基丙烯酸酯會(huì)蒸發(fā)，并以風(fēng)扇使它在容器中循環(huán)散布。由于指紋上殘留的物質(zhì)譬如氨基酸和葡萄糖會(huì)與氣化的膠漿起反應(yīng)，并使指紋呈現(xiàn)。氰基丙烯酸酯的應(yīng)用氰基丙烯酸酯的應(yīng)用發(fā)展前景1995年以后，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，對(duì)CA的快速發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，產(chǎn)量保持高增長(zhǎng)率，呈現(xiàn)于一派欣欣向榮的景象。由于金鵬公司在CA技術(shù)創(chuàng)新方面取得可喜的成績(jī)，其被科技部認(rèn)定為國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，科技進(jìn)步使得我國(guó)的CA生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量逐步趕上世界先進(jìn)水平。目前我國(guó)的CA產(chǎn)業(yè)已從增長(zhǎng)期進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期。1、氰基丙烯酸酯固化的引發(fā)物質(zhì)一般是什么？ 水和（物體表面）弱堿性物質(zhì)2、氰基丙烯酸酯的工業(yè)配方一般含有什么成分？ 單體、增稠劑、增塑劑、穩(wěn)定劑3、提高-氰基丙烯酸酯的產(chǎn)率和純度的合成技術(shù)關(guān)鍵是什么？ 在縮合階段提高預(yù)聚物的分子量4、氰基丙烯酸酯的改性主要由哪些方面來(lái)進(jìn)行改善耐熱性、耐水性、耐沖擊性5