非織造學(xué)化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng)第七章教學(xué)課件

1、韋微義托兒所執(zhí)教：韋微義非織造學(xué)化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng)第七章教學(xué)課件第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系 7-3 粘合劑選用的原則7-4 粘合機(jī)理 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能 7-7 烘燥工藝 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 在非織造材料的生產(chǎn)工藝中，化學(xué)粘合法是其中應(yīng)用歷史最長(zhǎng)、使用范圍最廣的一種纖網(wǎng)加固方法。雖然近年來(lái)聚合物紡絲成網(wǎng)、水刺、熱粘合等非織造生產(chǎn)工藝的迅速發(fā)展和粘合劑生產(chǎn)技術(shù)的缺陷(主要是環(huán)境保護(hù)、人體健康方面的影響)，限制了化學(xué)粘合法的發(fā)展速度，但由于這種方法具有工藝靈活多變、產(chǎn)品多樣化、生

2、產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)非織造材料生產(chǎn)中仍占有很大比例，受到了生產(chǎn)廠(chǎng)商和行業(yè)技術(shù)人員的重視。隨著無(wú)毒副作用的“綠色”化學(xué)粘合劑的出現(xiàn)，化學(xué)粘合法技術(shù)一定會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 幾個(gè)同類(lèi)或不同類(lèi)的固體，由于介于兩者表面的另一種物質(zhì)的作用而牢固地結(jié)合起來(lái)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為粘合，而介于兩固體表面間的物質(zhì)稱(chēng)為粘合劑。粘合劑又稱(chēng)為膠粘劑、粘結(jié)劑或粘著劑。凡具有良好的粘合性能，可把兩個(gè)相同或不同的固體材料連接在一起的物質(zhì)，都可稱(chēng)為粘合劑?；瘜W(xué)粘合法生產(chǎn)非織造材料工藝中，粘合劑是重要材料，其性能對(duì)非織造材料的質(zhì)量和外觀起重要作用，必須根據(jù)非織造材料的用途和產(chǎn)

3、品特性以及用戶(hù)要求來(lái)選擇合適的粘合劑。因此，粘合劑的種類(lèi)、組成、特性及功能是粘合劑使用者必須關(guān)注的要素。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 一、粘合劑種類(lèi) 粘合劑種類(lèi)繁多，其分類(lèi)方法也很多，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)粘合劑的特點(diǎn)可作如下分類(lèi)： 按來(lái)源分類(lèi) 按粘合劑固化后的膠體特性分類(lèi) 按粘合劑基料物質(zhì)分類(lèi) 按外觀形態(tài)分類(lèi) 按特殊功能分類(lèi) 粘合劑 天然類(lèi)粘合劑 合成類(lèi)粘合劑 葡萄糖衍生物淀粉，糊精，阿拉伯樹(shù)膠，海藻酸鈉等氨基酸衍生物植物蛋白，酪朊，血蛋白，骨膠，魚(yú)膠天 然 樹(shù) 酯 木質(zhì)素，單寧，松香，蟲(chóng)膠，生漆 樹(shù)脂型 熱固型 熱塑型 酚醛樹(shù)脂，間苯二酚甲醛樹(shù)

4、脂，尿醛樹(shù)脂，不飽和聚酯，聚異氰酸酯，丙烯酸雙酯，有機(jī)硅等聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯-醋酸乙烯酯，聚丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚乙烯，聚酰胺，聚氨酯等。 橡膠型 丁晴橡膠，丁苯橡膠，丁基橡膠，氯丁橡膠，硅橡膠，聚氨酯橡膠等。 再生型再生橡膠。 酚醛-聚乙稀醇縮醛，酚醛-氯丁橡膠，環(huán)氧-酚醛 ，醋酸乙烯共聚物，丙烯酸酯共聚物，丁二烯-苯乙烯共聚物，羧基丁二烯丙烯腈共聚物等. 復(fù)合型 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 1、按來(lái)源分類(lèi) 可分為天然粘合劑和合成粘合劑。 天然粘合劑，就是其組成的原料主要來(lái)自天然，如蟲(chóng)膠、動(dòng)物膠

5、、淀粉、糊精、甲殼質(zhì)以及天然橡膠等。 合成粘合劑，就是由合成樹(shù)脂或合成橡膠為生產(chǎn)原料配制而成的粘合劑，如環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、氯丁橡膠和丁腈橡膠等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 2、按粘合劑固化后的膠體特性分類(lèi) 可分為熱塑性粘合劑和熱固性粘合劑。 熱塑性粘合劑為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，一般通過(guò)溶劑揮發(fā)、熔體冷卻和乳液凝固的方式事先固化。其膠體受熱軟化，遇溶劑會(huì)溶解，凝聚強(qiáng)度較低，耐熱性能較差。如聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇等。 熱固性粘合劑為網(wǎng)狀體形結(jié)構(gòu)，受熱不軟化，遇溶劑不溶解，具有較高的凝聚強(qiáng)度，而且耐熱、耐介質(zhì)腐蝕、抗蠕變，但沖擊強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度較低。如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等

6、。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 3、按粘合劑基料物質(zhì)分類(lèi) 可分為樹(shù)脂型粘合劑、橡膠型粘合劑、無(wú)機(jī)粘合劑和天然粘合劑。 樹(shù)脂型粘合劑是由合成樹(shù)脂為主要原料配制而成的粘合劑。如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。 橡膠型粘合劑是由合成橡膠為主體配制而成的粘合劑。如丁腈橡膠、丁苯橡膠等。 無(wú)機(jī)粘合劑是由無(wú)機(jī)物如磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、金屬氧化物等為原料配制成的粘合劑。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 4、按外觀形態(tài)分類(lèi) 粘合劑按其外觀形態(tài)可分為溶液、乳液或乳膠、膏糊、粉末、膜狀、泡沫、固體。 化學(xué)粘合法非織造材料生產(chǎn)工藝中，使用最多的不外乎溶液、乳液或乳

7、膠、泡沫。固體粘合劑在非織造材料生產(chǎn)技術(shù)中主要是熱熔膠用于生產(chǎn)漿點(diǎn)或粉點(diǎn)熱熔粘合襯布和衛(wèi)生用品。 粘合劑型態(tài) 特點(diǎn) 粘合劑品種 溶液在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑或水中溶解為粘稠溶液。粘合劑干燥快，初期粘合力大。熱固型樹(shù)脂：酚醛；脲醛，聚丙烯酸雙酯等。熱塑性樹(shù)脂：聚醋酸乙烯，聚丙稀酸酯，纖維素，聚氰基丙烯酸酯，飽和聚酯。 橡膠： 丁苯，氯丁，晴基橡膠。乳液或乳膠以水為介質(zhì)，無(wú)毒，不燃燒，蒸發(fā)水后成膜形成粘接，可在乳液中加填充劑而不影響乳液穩(wěn)定性乳液固含量高。熱塑型樹(shù)脂： 熱塑性樹(shù)脂：聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，環(huán)氧橡膠： 丁苯，氯丁，天然橡膠。熱粉末 水溶性樹(shù)脂在使用前加溶劑（水或有機(jī)溶劑），制成溶液。價(jià)格低，

8、適合于熱壓加工。 熱塑型樹(shù)脂：乙烯或丙烯基聚合物。熱固型樹(shù)脂：酚類(lèi)熱固化樹(shù)脂。天然物： 淀粉，酪朊，蟲(chóng)膠。第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 5、按特殊功能分類(lèi) 粘合劑除了具有將物與物表面之間相互粘合、物體加固的功能之外，還可以通過(guò)添加具有功能性的填料或使主體材料具有功能性，以達(dá)到壓敏、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、導(dǎo)磁、耐高溫、超低溫等目的。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 特殊功能粘合劑 功 能 粘 合 劑 主 體 成 份 特殊填料、副料及添加劑 導(dǎo)電 環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯、聚酯 石墨粉、炭粉

9、金屬粉(銀、銅、鋁金) 導(dǎo)熱 一般以液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂 金屬粉(銀、銅、鋁金)、氧化粉(氧化鈹) 導(dǎo)磁 環(huán)氧樹(shù)脂等 羰基鐵粉、鋁粉等 耐高溫 有機(jī)硅聚合物、含芳雜環(huán)聚合物及無(wú)機(jī)物(氧化銅) 超低溫 環(huán)氧樹(shù)脂改性聚氨酯、聚氨酯、尼龍改性環(huán)氧樹(shù)脂等壓敏 橡膠型：聚異丁烯橡膠、丁基橡膠、丁苯 橡膠樹(shù)脂型：丙烯酸酯、硅、氟樹(shù)脂 基材(布、紙、塑料膜等)、隔離劑 光敏 樹(shù)脂單體或預(yù)聚體為主料，加入光敏劑、經(jīng)光催化聚合固化 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 二、粘合劑組成 粘合劑是由多種成份構(gòu)成的混合物，除主體材料(基材)外，還應(yīng)根據(jù)不同特性和產(chǎn)品需要，添加若干種輔助材料，包括

10、固化劑、溶劑、增塑劑、乳化劑、增稠劑、偶聯(lián)劑、分散劑、絡(luò)合劑、引發(fā)劑、發(fā)泡劑、填料等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 1、基材 即主體高分子材料，是賦予粘合劑膠粘性的根本成份。其流變性、極性、結(jié)晶性、分子量及分布等對(duì)粘合劑的物理機(jī)械性能起主要作用。2、固化劑 是一種可使單體或低聚物變?yōu)榫€(xiàn)型高聚物或網(wǎng)狀體型高聚物的物質(zhì)，也可稱(chēng)為交聯(lián)劑或硫化劑。常用固化劑有過(guò)氧化物、多異氰酸酯化合物、環(huán)氧化合物、多元羧酸等。3、溶劑 有些粘合劑需用溶劑，這些溶劑是能與粘合劑主要成份相溶的低粘度液體物質(zhì)，包括水、有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 4、

11、增塑劑 是一種能降低高分子化合物玻璃化溫度和熔融溫度，改善膠層脆性、增進(jìn)熔體流動(dòng)性的物質(zhì)。其主要作用為能“屏蔽”高分子化合物的活性基團(tuán)，減弱分子間作用力，增加高分子化合物的韌性、延伸率和耐寒性，降低其內(nèi)聚溫度和彈性模量。常用增塑劑有鄰苯二甲酸酯類(lèi)、磷酸酯類(lèi)、癸二酸酯類(lèi)、液體橡膠類(lèi)等。 5、乳化劑 能使兩種或兩種以上互不相溶(或部分相溶)的液體形成穩(wěn)定的分散體系(乳化液)的物質(zhì)。它屬于表面活性劑的范疇，是水分散型粘合劑不可缺少的助劑。6、增稠劑 能增加粘合劑表觀粘度，減少流動(dòng)性的物質(zhì)。常用增稠劑有酪素、甲基纖維素、丙烯酸樹(shù)脂、氣相二氧化硅等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作

12、用 7、偶聯(lián)劑 能同時(shí)與極性和非極性物質(zhì)產(chǎn)生一定結(jié)合力的物質(zhì)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子同時(shí)具有極性和非極性部分。其作用是增加了主體材料本身分子間的作用力，提高了粘合劑的內(nèi)聚強(qiáng)度；在粘合劑與被粘物之間起到了一定的“架橋”作用。常用偶聯(lián)劑有：有機(jī)硅烷及其衍生物類(lèi)、有機(jī)鉻、有機(jī)鈦化合物、多異氰酸酯類(lèi)等。 8、分散劑 能使粘合劑組分均勻地分散在介質(zhì)中的物質(zhì)，屬表面活性劑范疇，是水分散型粘合劑所必需的。 9、絡(luò)合劑 能與被粘材料形成電荷轉(zhuǎn)移配價(jià)鍵，增加粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度的物質(zhì)。常用的有8羥基喹啉、鄰氨基酚等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 10、引發(fā)劑 在一定條件下能分解產(chǎn)生自由基的物質(zhì)。

13、一般含有不飽和鍵的化合物如不飽和聚酯膠、厭氧膠、光敏膠等都加入引發(fā)劑。常用引發(fā)劑有過(guò)氧化二苯甲酰、過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò)氧化異丙苯、偶氮二異丁腈等。 11、促進(jìn)劑(催化劑) 能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，縮短固化時(shí)間，降低固化溫度的物質(zhì)。 12、發(fā)泡劑 在泡沫粘合法中，使重要成份發(fā)泡的物質(zhì)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 13、填料 在粘合劑組分中不與主體材料起化學(xué)反應(yīng)，但可以改變其性能，賦予被粘物質(zhì)不同功能，能降低成本的非粘合性固體材料。如金屬粉、石墨粉、炭粉、金屬氧化物、石棉粉、玻璃粉、纖維、布料等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 三、粘合劑的性能指標(biāo) 粘合

14、劑的性能分為工藝性能、物理機(jī)械性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)性能。其中化學(xué)結(jié)構(gòu)性能主要與組成粘合劑的聚合物成份及分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而對(duì)于粘合劑的應(yīng)用者來(lái)說(shuō)，更多的應(yīng)考慮其基本的理化性能和工藝性能。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 1、基本物理性能 (1)含固量 在規(guī)定條件下，測(cè)得粘合劑中非揮發(fā)性物質(zhì)的重量百分?jǐn)?shù)。其公式如下：式中：X 粘合劑含固量() G1干燥后粘合劑試樣質(zhì)量(g) 干燥前粘合劑試樣質(zhì)量(g)第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (2)相對(duì)密度 用比重瓶法可以測(cè)定液體粘合劑的相對(duì)密度。用25 ml的比重瓶裝滿(mǎn)蒸餾水，放入25的恒溫槽中恒溫半小時(shí)，稱(chēng)重，再將

15、比重瓶裝滿(mǎn)待測(cè)的粘合劑液體，放入25的恒溫槽中恒溫半小時(shí)，稱(chēng)重，由此可測(cè)得液體粘合劑的相對(duì)密度，其公式如下： 式中：d 粘合劑相對(duì)密度； W 液體粘合劑的相對(duì)質(zhì)量； W水 水的質(zhì)量； d水 25蒸餾水密度。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (3)粘度 粘度是物體抵抗流動(dòng)變形能力的一種量度，它是評(píng)價(jià)粘合劑質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。用作用于1cm2面積上，并使相距1cm的兩層流體的速度相差1cm/s的粘滯力表示。單位為Pas。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中粘度的測(cè)量?jī)x器采用旋轉(zhuǎn)粘度劑。(4) PH值 某些粘合劑組分中含有酸性物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致一些被粘物的腐蝕和纖維水解，因此，必須測(cè)定粘合劑的PH值。 第七

16、章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (5)玻璃化溫度 是高聚物從玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，也就是高聚物鏈段開(kāi)始發(fā)生運(yùn)動(dòng)的溫度。它與粘合劑成膜后的手感有密切關(guān)系。玻璃化溫度越高，手感越硬；反之，手感越軟。這是粘合劑制造商所掌握的一項(xiàng)重要技術(shù)數(shù)據(jù)。 試驗(yàn)表明，不同粘合劑的扭曲模量與溫度的關(guān)系是一組近似平行的曲線(xiàn)，而且扭曲模量為300kgf/cm2時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度和粘合劑的玻璃化溫度非常接近。因此，難以測(cè)量的玻璃化溫度，可通過(guò)測(cè)扭曲模量為300kgf/cm2時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度來(lái)獲得。通常： Tg=T300+79()第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 不同粘合劑扭曲模量與玻璃

17、化溫度的關(guān)系 10410310210扭曲模量T()300kgf/cm2Tg1Tg2Tg3第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (6)離子屬性 一般粘合劑中根據(jù)其乳化劑親水基團(tuán)的性質(zhì)可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性型和非離子型。同一離子屬性的粘合劑可以配合使用。 (7)固化速度 是研究各種粘合劑固化條件的重要數(shù)據(jù)。其測(cè)試方法為取一定量粘合劑試樣放在保持恒溫的加熱板上(一般為150，個(gè)別粘合劑在室溫下能快速固化的，則溫度應(yīng)更低些)，用玻璃棒不斷攪拌，直至粘合劑轉(zhuǎn)為不熔狀態(tài)所需的時(shí)間。(8)適用期(使用壽命) 是指粘合劑從各組分混合均勻開(kāi)始，到能維持其可用性能的時(shí)間，是檢驗(yàn)粘合劑質(zhì)量

18、的重要指標(biāo)。第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 粘合劑類(lèi)別 含固量(%) PH值 粘度 (0.01 Pas) 玻璃化溫度 成膜手感 丙烯酸酯類(lèi) 450.5 5690 -29軟3025硬6017中硬-14軟401.0 3038特硬100-19軟醋酸乙烯酯類(lèi) 401.0 20024中硬丙烯酸酯類(lèi)450.530硬90-27軟丁二烯苯乙烯 501.0 89206023硬約503中硬丙烯酸酯類(lèi) 452310045特硬醋酸乙烯丙烯酸酯 452430033硬丙烯酸酯類(lèi) 503.54.52軟第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 2、工藝性能(1)熱敏凝聚作用 采用水相乳液

19、型粘合劑浸漬纖網(wǎng)，烘燥時(shí)，在除去水分的同時(shí)，部分粘合劑會(huì)出現(xiàn)泳移，由于泳移將導(dǎo)致粘合劑在非織造材料上的分布不勻和分層，因此，為了減少粘合劑的泳移，常在粘合劑中加入熱敏劑，使其能在較低溫度下促進(jìn)膠乳凝聚，從而能成功控制粘合劑的泳移。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (2)高吸水性 非織造材料中醫(yī)用、衛(wèi)生用及“用即棄”產(chǎn)品對(duì)高吸水性聚合物有著特殊的需要。這些高吸水性聚合物一般通過(guò)接枝共聚、后交聯(lián)法、嵌段聚合等方法，使聚合物引入親水性基團(tuán)，使之既具有親水性，又非水溶性，達(dá)到高度吸水及膨化，被廣泛用于衛(wèi)生巾、尿布之類(lèi)一次性非織造材料產(chǎn)品中。第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘

20、合劑的種類(lèi)與作用 (3)成膜性 粘合劑乳液由分散相成為連續(xù)相的過(guò)程稱(chēng)為成膜。成膜一般經(jīng)歷四個(gè)步驟。首先是乳液水分揮發(fā)，粒子相互接觸；其次是乳液粒子間接觸面增大，粒子變形，產(chǎn)生粘性流動(dòng)并開(kāi)始產(chǎn)生連續(xù)相薄膜；三是乳液中的助劑逐漸離開(kāi)乳液粒子表面或溶解于聚合物中，而聚合物則由于高度自粘性而相互結(jié)合成均勻牢固的薄膜；四是形成薄膜后，膠膜結(jié)構(gòu)繼續(xù)變化，導(dǎo)致連續(xù)相的進(jìn)一步加強(qiáng)。 各種粘合劑有不同的最低成膜溫度，它與聚合物的玻璃化溫度有關(guān)，聚合物的玻璃化溫度高，其成膜溫度也高。對(duì)非織造材料的化學(xué)粘合法工藝而言，粘合劑在纖網(wǎng)中不應(yīng)該成連續(xù)薄膜狀，而應(yīng)該為點(diǎn)粘合。因此，可利用不同成膜溫度的聚合物摻混及應(yīng)用預(yù)凝膠

21、工藝，來(lái)達(dá)到纖網(wǎng)點(diǎn)粘合的目的。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 四、非織造常用粘合劑 非織造材料常用粘合劑絕大多數(shù)為分散型粘合劑，即乳液或乳膠，大多采用浸漬法，也可用于噴灑法或泡沫法。粉末型粘合劑(熱熔膠)則主要用于熱熔粘合襯。而低熔點(diǎn)纖維則作為熱粘合法中的纖維型粘合劑，已在第六章中作了詳細(xì)介紹。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (一)聚丙烯酸酯類(lèi) 聚丙烯酸酯類(lèi)包括丙烯酸及其酯類(lèi)以及含有丙烯酸酯類(lèi)組分的各種衍生物。其結(jié)構(gòu)式為： R1 CH2 C COOR2式中：R1為 H或CH3； R2為 H、CH3、C2H5、C3H7 第七章 化學(xué)粘合法加固纖

22、網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 該類(lèi)粘合劑是一個(gè)以碳單鍵為主鏈的高分子化合物。它們的許多性質(zhì)取決于側(cè)基中的R1和R2。若R1為H，即為聚丙烯酸酯衍生物；若R1為CH3，即為聚甲基丙烯酸酯衍生物。一般來(lái)說(shuō)，聚合物的玻璃化溫度Tg較低，其柔順性較好。由于空間位阻效應(yīng)，甲基丙烯酸酯及其衍生物的Tg值較高，其性質(zhì)也較為剛硬。R2中碳直鏈越長(zhǎng)，其非極性側(cè)基的柔順性越好，則大分子的柔軟性及撓曲性越好，Tg值也越低。因此分析這類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)時(shí)，關(guān)鍵在于掌握R1及R2的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 丙烯酸酯類(lèi)的單體的品種很多，而且其性質(zhì)各不相同，但單體之間的相容性很好。因此，丙烯酸酯作粘合劑時(shí)，一般都采用多種單體共聚，通過(guò)改變參

23、與共聚的單體品種及用量來(lái)控制粘合劑的性質(zhì)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 聚丙烯酸酯類(lèi)部分單體的特性 聚合物 伸長(zhǎng)率(%) 抗張強(qiáng)度(psi) 玻璃化溫度() 丙烯酸甲酯 75010059丙烯酸乙酯 180033-24丙烯酸丁酯 20003-54甲基丙烯酸甲酯 49000105甲基丙烯酸乙酯 7500065甲基丙烯酸丁酯 230100020不同單體賦予乳液聚丙烯酸酯的性能 單 體 特性 甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，丙烯腈（甲基）丙烯 硬度，附著力 丙烯腈，（甲基）丙烯酰胺，（甲基）丙烯酸耐溶劑性，耐油性丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯柔韌性（甲基）丙烯酸，高級(jí)

24、酯，苯乙烯耐水性甲基丙烯酰胺，丙烯腈耐磨性，抗折性甲基丙烯酸酯耐氣侯性，耐久性，透明性低級(jí)丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯 抗沾污性第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 聚丙烯酸酯類(lèi)粘合劑具有良好的柔軟性、彈性、高透明性和抗皺性，而且耐水、耐溶劑。在非織造材料生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛、用量最大。BASF公司開(kāi)發(fā)的超低甲醛含量的丙烯酸酯粘合劑，其游離甲醛含量20ppm，大大低于同類(lèi)粘合劑，可使用于醫(yī)療衛(wèi)生材料上。 丙烯酸酯-羧甲基丙烯酰胺共聚乳液，耐熱，耐光，耐臭氧的降解性能，耐老化性好，汽車(chē)、室內(nèi)裝飾用非織造材料。 丙烯酸酯-甲

25、基丙烯酸酯共聚乳液作粘合劑，耐變色性?xún)?yōu)良，柔軟粘結(jié)力強(qiáng)，耐溶劑性強(qiáng)，高級(jí)服裝內(nèi)襯的非織造材料 。第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (二)乙烯類(lèi)聚合物 1、聚醋酸乙烯酯類(lèi) 醋酸乙烯酯均聚物又稱(chēng)白膠或白乳膠，對(duì)纖維素材料和多孔性材料有較好的粘合性能，其結(jié)構(gòu)式為： CHCH2 n OCOCH3 醋酸乙烯酯的均聚物有較高的玻璃化溫度(30)。因此，由它粘合制成的非織造材料，手感較硬且伸長(zhǎng)較小。將醋酸乙烯酯與其它單體共聚，可改變其玻璃化溫度，從而改善其手感等性能。 醋酸乙烯酯的成本較低，在非織造材料生產(chǎn)中用量較大，僅次于丙烯酸酯類(lèi)。主要用于粘合襯底布、用即棄產(chǎn)品、揩布和過(guò)濾材料等。

26、 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 醋酸乙烯共聚物及其性質(zhì) 共聚單體 酯化度() 玻璃化溫度() 馬來(lái)酸二丁酯 2010聚乙烯 500丙烯酸乙酯 20-5丙烯酸丁酯 50-20丙烯酸丁酯 80-40第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 醋酸乙烯酯丙烯酸酯共聚乳液： 玻璃化溫度降低 ，手感柔軟。醋酸乙烯酯甲基丙烯酸共聚乳液 ： 調(diào)節(jié)乳液的pH值，控制乳液粘結(jié)強(qiáng)度。發(fā)生分子交聯(lián)，提高材料耐水性、耐熱性。醋酸乙烯-羥甲基丙烯酰胺共聚乳液 ： 發(fā)生分子交聯(lián)，提高耐化學(xué)性，耐水性，耐熱性 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 2、聚氯乙烯 聚氯乙

27、烯的結(jié)構(gòu)為： CH2CH n CI 氯乙烯均聚物具有很高的玻璃化溫度和模量，單獨(dú)用于非織造材料，手感較硬。但它有優(yōu)良的阻燃性能，可通過(guò)改性取長(zhǎng)補(bǔ)短。如氯乙烯與乙烯共聚且兩種單體配比控制適當(dāng)，對(duì)非織造材料有很好的粘合力和柔軟性，并具有一定的阻燃性。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 3、聚乙烯酸 它是用醋酸乙烯部分或全部水解而制備的水溶性熱塑性樹(shù)脂。它能溶于水，故一般只用來(lái)生產(chǎn)低級(jí)的不洗滌的非織造材料或作為纖網(wǎng)的預(yù)加固粘合劑。為了改善其性能，可將它在存在酸性催化劑條件下與醛反應(yīng)，生成聚乙烯醇縮醛。采用不同的醛可制得不同的縮醛，其性能也不相同，可以自由調(diào)節(jié)，以滿(mǎn)足非織造材料產(chǎn)

28、品加工的要求。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (三)橡膠型膠乳 1、丁苯膠乳 結(jié)構(gòu)為： CH2CH m CH2CHCHCH2 n 丁苯膠乳由丁二烯和苯乙烯進(jìn)行乳液共聚合而制成。隨著丁二烯和苯乙烯的配比不同，可以得到一系列從軟到硬的丁苯乳膠。一般苯乙烯的含量為23.5，若再高，則手感硬而缺乏彈性，因?yàn)閭?cè)鏈上的苯環(huán)會(huì)妨礙鏈段的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 根據(jù)乳液共聚合的溫度不同，又有高溫型(50)和低溫型(5)之分，后者性能優(yōu)于前者，后者的強(qiáng)度高，耐寒性好。 丁苯乳膠的特點(diǎn)是價(jià)格低廉，貯存穩(wěn)定，耐熱性和耐老化性?xún)?yōu)于天然膠乳，缺點(diǎn)是由于

29、其大分子鏈極性較小，所以粘合性能較差，很少單獨(dú)使用。若與含官能團(tuán)單體共聚，性能會(huì)得到改善。在非織造材料生產(chǎn)中多用于厚型非織造材料的粘合加固或涂層中，產(chǎn)品適用于做汽車(chē)內(nèi)飾材料、襯里等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 2、丁腈乳膠 結(jié)構(gòu)為： CH2CH m CH2CHCHCH2 n CN 由丁二烯、丙烯腈進(jìn)行乳液共聚而制成。由于大分子內(nèi)含有極性的腈基，丁腈乳膠有很好的粘合性能，成膜強(qiáng)度高、彈性好、柔軟、耐磨，還有很好的耐油、耐溶劑、耐熱性能，而且這些性能隨著膠乳內(nèi)丙烯腈含量的增加而提高。在非織造材料生產(chǎn)中，可用于人造革底布、襯布和高蓬松性材料。缺點(diǎn)是在光、熱作用下會(huì)泛黃，

30、貯存穩(wěn)定性較差，貯存期一般不超過(guò)6個(gè)月，且價(jià)格較高。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 3、氯丁乳膠 結(jié)構(gòu)為： CH2CCHCH2 n CI 由于大分子含有強(qiáng)極性基團(tuán)CI，所以粘合性很好。有優(yōu)良的耐氣候性、耐溶劑性、耐氧化性和耐熱、耐燃性。氯丁乳膠通常為線(xiàn)形大分子，但在儲(chǔ)藏過(guò)程中會(huì)逐漸發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，特別是在較高溫下，大分子會(huì)轉(zhuǎn)化成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使膠乳變硬，彈性下降。貯存期一般不超過(guò)6個(gè)月。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (四)熱固性樹(shù)脂1、聚氨酯 聚氨酯粘合劑包括多異氰酸酯(如二異氰酸酯)和聚氨酯兩大類(lèi)。聚氨酯是由多異氰酸酯與多元醇(如二元醇H)反應(yīng)

31、而成。由于聚氨酯中重復(fù)的氨甲基酸酯鏈段只占少數(shù)，所以從廣義上講，聚氨酯乃是異氰酸酯的加聚物。不同類(lèi)型的異氰酸酯與多羥基化合物反應(yīng)后，能生成不同結(jié)構(gòu)的聚氨酯，從而可獲得不同性質(zhì)的聚氨酯粘合劑或其它聚氨酯高分子材料，如人造革涂層材料、纖維、橡膠等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 從化學(xué)角度來(lái)看，聚氨酯粘合劑可分為三種類(lèi)型：多異氰酸酯粘合劑。它是由多異氰酸酯單體溶解于適當(dāng)比例的溶液中，或與橡膠混合而制得的改性多異氰酸酯粘合劑?；藶楫惽杷狨セ木郯滨ヮA(yù)聚體粘合劑。聚氨酯樹(shù)脂粘合劑。它是由異氰酸酯與多羥基化合物充分反應(yīng)制成的溶液、乳膠、薄膜或粉末等狀態(tài)的粘合劑。 聚氨酯是一種

32、新材料，作為纖維(氨綸)和人造革涂層材料(PU人造革)，有著廣泛而成熟的應(yīng)用。而作為非織造材料粘合劑的歷史還不長(zhǎng)，應(yīng)用不是很多。但是由于聚氨酯粘合劑具有彈性好、耐熱水、耐溶劑、耐熱、耐寒、耐油、耐氧化和耐臭氧等優(yōu)良性能，近年來(lái)發(fā)展很快，是一種很有發(fā)展前途的粘合劑。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 CH2OH CH3CH2C CH2OH + 3OCN CH3 CH2OH NCO CH2OCONH CH3 NCO CH3CH2C CH2OCONH CH3 NCO CH2OCONH CH3 NCO第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 2、酚醛樹(shù)脂 酚醛樹(shù)脂是

33、由酚類(lèi)化合物與醛類(lèi)化合物進(jìn)行縮合反應(yīng)而制成的合成高分子物。通常用于配制粘合劑的酚醛樹(shù)脂是苯酚與甲醛縮聚反應(yīng)而得的低分子量可溶樹(shù)脂。其優(yōu)點(diǎn)是極性大、粘結(jié)力強(qiáng)；耐熱性、耐老化性(高溫老化和自然老化)好，能耐水、耐油、耐腐蝕；易改性，也能對(duì)其它粘合劑改性；抗蠕變，尺寸穩(wěn)定性好；電絕緣性能優(yōu)良；制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是脆性大，剝落強(qiáng)度低；需高溫高壓固化。該種粘合劑一般用于堅(jiān)硬、厚重的高溫層壓非織造產(chǎn)品。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 (五)熱熔粘合劑 熱熔粘合劑是一種不含溶劑或水的熱塑性高分子聚合物固體材料。此類(lèi)材料受熱時(shí)熔融，成為粘流體滲透到被粘體內(nèi)部，冷卻后固化，與被粘

34、物牢固固化。非織造材料生產(chǎn)中使用的熱熔粘合劑主要指熱熔膠和熱熔纖維。熱熔纖維在第六章中已有詳述，以下介紹熱熔膠。 熱熔膠是熱塑性樹(shù)脂，具有線(xiàn)形結(jié)構(gòu)或不均勻網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在高溫下為主彈態(tài)，經(jīng)加熱熔融后呈粘流態(tài)。將熱熔膠均勻地涂布在非織造材料上制成粘合襯的加工方法稱(chēng)為涂層。常用的涂層工藝有撒粉法、粉點(diǎn)法、漿點(diǎn)法、熱熔轉(zhuǎn)移法、網(wǎng)膜復(fù)合法和雙點(diǎn)法等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 用于粘合襯布的熱熔膠，一般要求具備下列性能： 良好的流動(dòng)性 進(jìn)行涂層加工時(shí)，熱熔膠要能夠按照加工產(chǎn)品質(zhì)量要求，迅速地轉(zhuǎn)移到底布上，并確保涂膠量和涂膠均勻。為此熱熔膠應(yīng)具有適合加工工藝的顆粒大小、顆粒形狀

35、和粒度分布。 良好的粘合性 熱熔膠必須與底布的纖維有較好的粘合力，僅用少量熱熔膠就能使襯布具有高剝離強(qiáng)力。 良好的熔融性 熱熔膠熔點(diǎn)低，熔融溫度范圍和熔融指數(shù)適中，可使涂層加工在較低溫度下完成，而不影響織物的手感和損傷纖維，也可使壓燙在短時(shí)間、低溫、低壓下完成，而不發(fā)生滲料及不損傷面料。 較好的耐洗性能 經(jīng)洗滌后粘合強(qiáng)度無(wú)顯著下降。 具有抗老化性能 在光、熱條件下不會(huì)變色、變脆。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 熱熔膠技術(shù)指標(biāo)： 熔融粘度與熔融指數(shù) 松裝密度 安息角 熔點(diǎn)范圍 粒徑 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 熔融粘度與熔融指數(shù)： 熱熔膠的熱

36、流動(dòng)性取決于它的熔融粘度。熔融粘度隨分子量的增加而迅速增加。熔融粘度不易直接測(cè)定，可用熔融指數(shù)(MI)來(lái)衡量熱熔膠的熱流動(dòng)性。熔融粘度與熔融指數(shù)之間存在線(xiàn)性下降關(guān)系，即隨著熔融指數(shù)的增加，熔融粘度降低，熱流動(dòng)性提高，有利于熱熔膠對(duì)織物的浸潤(rùn)和擴(kuò)散。但熔融指數(shù)過(guò)高會(huì)造成滲料現(xiàn)象。熔融指數(shù)一般在10150范圍內(nèi)選定。 松裝密度： 松裝密度是指在無(wú)振動(dòng)或擠壓情況下，單位體積粉體的重量，以g/cm3表示。松裝密度與顆粒大小和分布狀況有關(guān)。采用粉點(diǎn)涂層加工時(shí)，熱熔膠的涂布量與松裝密度有密切關(guān)系。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 安息角： 安息角(也稱(chēng)休止角)是指粉體松散堆放在平面

37、物體上時(shí)，與平面成的夾角。用以表征粉體的流動(dòng)性能。良好的流動(dòng)性能便于粉體涂層的轉(zhuǎn)移。 熔點(diǎn)范圍： 高分子熱熔膠的熔融過(guò)程有較寬的溫度范圍，稱(chēng)為熔點(diǎn)范圍。對(duì)于襯布用熱熔膠，需要較低的熔點(diǎn)范圍(100130)，以免粘合時(shí)損傷基布或面料。但是，熔點(diǎn)太低將影響其耐水洗和耐干洗性能。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-1 粘合劑的種類(lèi)與作用 粒徑： 熱熔膠粉體是經(jīng)專(zhuān)門(mén)技術(shù)，如低溫粉碎技術(shù)加工而成的。其粉體粒徑可用篩網(wǎng)分篩的辦法測(cè)量。一般情況下熱熔膠粉體的粒徑呈一定的分布。按涂層加工要求，粉體粒徑的大小可分為以下幾檔： 粗粉 粒徑 150500m 用于撒粉涂層 細(xì)粉 粒徑 60200m 用于粉點(diǎn)涂層 精細(xì)粉

38、 粒徑 80m以下 用于漿點(diǎn)涂層 粘合襯常用熱熔膠有聚乙烯類(lèi)(PE)，其中包括高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)兩種，聚酰胺類(lèi)(PA)，聚酯類(lèi)(PES)，乙烯醋酸乙烯類(lèi)(EVA)和聚氨酯類(lèi)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系 化學(xué)粘合法工藝生產(chǎn)非織造材料，粘合劑自身的基本技術(shù)性能和粘合法工藝所控制調(diào)節(jié)的技術(shù)參數(shù)對(duì)非織造材料的性能有很大的影響，前者與粘合劑的選用有關(guān)，后者與化學(xué)粘合法設(shè)備及工藝技術(shù)有關(guān)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系一、斷裂強(qiáng)力 化學(xué)粘合法非織造材料的斷裂強(qiáng)力首先與粘合劑的含量有關(guān)。在相同克重的纖

39、網(wǎng)中，粘合劑含量增加，非織造材料的斷裂強(qiáng)力也增加。粘合劑的粘結(jié)強(qiáng)度越高，初始彈性模量越大，非織造材料的斷裂強(qiáng)力就越高。粘合劑的玻璃化溫度越高、粘合劑薄膜的斷裂強(qiáng)度越大，則非織造材料的抗拉伸性能就越好。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系粘合劑玻璃化溫度和非織造材料斷裂強(qiáng)力的關(guān)系 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系粘合劑薄膜斷裂強(qiáng)度與非織造材料斷裂強(qiáng)力的關(guān)系 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系二、斷裂伸長(zhǎng) 非織造材料的斷裂伸長(zhǎng)隨粘合劑含量的增加而增加。當(dāng)粘合劑初始模量下降時(shí)，非織造材料的斷裂伸長(zhǎng)就增加。當(dāng)非

40、織造材料的延伸性超出一定范圍時(shí)，斷裂強(qiáng)力就下降，而斷裂強(qiáng)力的下降促使斷裂伸長(zhǎng)減小。有人認(rèn)為，隨著粘合劑薄膜斷裂強(qiáng)度的變化，非織造材料斷裂伸長(zhǎng)的變化是很小的，因而可以忽視由于粘合劑含量變化而產(chǎn)生的斷裂伸長(zhǎng)變化。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系 聚丙烯腈纖維平行排列的纖網(wǎng)用丁腈乳膠粘合的非織造材料的斷裂伸長(zhǎng)與粘合劑含量的關(guān)系 05%丁腈膠乳 12%18%丁腈膠乳 24%丁腈膠乳 35%丁腈膠乳第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系三、初始彈性模量 粘合劑含量和粘合劑初始彈性模量影響著化學(xué)粘合法非織造材料的初始彈性模量。有人認(rèn)為，當(dāng)粘合劑含

41、量增加時(shí)，非織造材料的初始彈性模量可達(dá)到最大。但亦有人認(rèn)為，兩者是線(xiàn)形關(guān)系，并提出公式：MF=Bc(1.75lgMB+0.685)。式中MF為化學(xué)粘合法非織造材料的初始彈性模量，MB為粘合劑的初始彈性模量，Bc為粘合劑含量。這一公式表明，化學(xué)粘合法非織造材料的初始彈性模量受粘合劑含量的影響比受粘合劑初始初始彈性模量的影響大。如果用硬度高、伸長(zhǎng)小的粘合劑代替延伸大的粘合劑，則對(duì)非織造材料的初始彈性模量不產(chǎn)生明顯作用。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系四、柔軟性 化學(xué)粘合法非織造材料的柔軟性隨粘合劑含量的增減而微有增減，而粘合劑的玻璃化溫度和非織造材料的懸垂長(zhǎng)度有著

42、關(guān)系，影響非常明顯。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系粘合劑玻璃化溫度對(duì)非織造材料懸垂性的影響 25%粘合劑含量(對(duì)纖網(wǎng)重) 100%粘合劑含量(對(duì)纖網(wǎng)重)第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系五、防皺性 用低玻璃化溫度的粘合劑(軟性粘合劑)粘合的非織造材料，很少會(huì)起皺，至少在10秒鐘內(nèi)不會(huì)自行起皺。因此，在化學(xué)粘合法非織造材料生產(chǎn)中，提高軟性粘合劑的含量是有好處的。硬性粘合劑的作用恰恰相反，非織造材料的折皺性會(huì)隨硬性粘合劑含量的提高而增加。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-2 粘合劑與非織造材料性能的關(guān)系粘合劑玻璃化溫度對(duì)非織造材料折

43、皺性的影響 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-3 粘合劑選用的原則一、非織造材料對(duì)粘合劑的要求 非織造材料對(duì)粘合劑的主要要求是： 高的內(nèi)聚強(qiáng)度 對(duì)纖維有高的粘合性能和好的粘合效果 加油良好的柔潤(rùn)性和回彈性 能耐水洗、干洗 化學(xué)穩(wěn)定性好 與其它粘合劑、添加劑相容性好 染色性好，色牢度高 無(wú)毒、無(wú)氣味、無(wú)環(huán)境污染 成本低 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-3 粘合劑選用的原則二、粘合劑選用原則(一)粘接強(qiáng)度 化學(xué)粘合法非織造材料的拉伸性能與纖維在粘合劑作用下的粘接強(qiáng)度有關(guān)。粘接強(qiáng)度由粘合狀態(tài)和粘接親和力決定，也和粘合劑的流動(dòng)性和潤(rùn)濕性有關(guān)，兩者相互影響。粘合狀態(tài)受纖維的長(zhǎng)度、細(xì)度、截面形狀及其表面狀態(tài)

44、的影響，它與選用纖維有關(guān)。粘接親和力與粘合劑的化學(xué)基團(tuán)有關(guān)，有時(shí)為增強(qiáng)化學(xué)鍵合力應(yīng)發(fā)生適當(dāng)交聯(lián)，選用自交聯(lián)官能團(tuán)或外加交聯(lián)劑而完成。但這時(shí)應(yīng)對(duì)交聯(lián)時(shí)機(jī)和交聯(lián)程度加以控制，否則實(shí)現(xiàn)交聯(lián)時(shí)機(jī)不對(duì)或交聯(lián)不足及過(guò)度，均會(huì)破壞非織造材料質(zhì)量和性能。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-3 粘合劑選用的原則 粘合劑的流動(dòng)性和潤(rùn)濕性由粘合劑的粘度、顆粒大小、表面張力等決定，這些又與粘合劑分子結(jié)構(gòu)和分子量有關(guān)，且與膠層的自身強(qiáng)度有關(guān)。 粘合劑在纖網(wǎng)中形成膠層后除應(yīng)使纖維之間粘接良好外，其自身強(qiáng)度應(yīng)足夠大，否則膠層本身會(huì)被拉斷，膠層自身強(qiáng)度與粘合劑的分子結(jié)構(gòu)及分子量有關(guān)。粘合劑的分子結(jié)構(gòu)應(yīng)選用柔性大、鏈段易于運(yùn)動(dòng)的

45、長(zhǎng)主鏈，支化度較低，但能有帶極性的較短側(cè)基，可實(shí)現(xiàn)適度交聯(lián)反應(yīng)。 粘合劑的分子量要足夠大，且分子量分布寬度應(yīng)較窄，這樣其膠層自身強(qiáng)度可較高，但分子量過(guò)高，使粘合劑粘度增加，不利于對(duì)非織造材料的潤(rùn)濕、擴(kuò)散和滲透。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-3 粘合劑選用的原則(二)非織造材料的剛?cè)嵝?非織造材料的柔軟懸垂性或硬挺性與粘合劑的硬度有關(guān)，粘合劑硬度與粘合劑的玻璃化溫度和成膜性有關(guān)，而這些又與粘合劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。玻璃化溫度反應(yīng)聚合物分子結(jié)構(gòu)的差異，所以應(yīng)按非織造材料產(chǎn)品的剛?cè)嵝砸髞?lái)選用適當(dāng)玻璃化溫度的粘合劑。 粘合劑的成膜性與材料的剛?cè)嵝杂嘘P(guān)。若粘合劑在纖網(wǎng)中固化呈連續(xù)片狀膜，則非織造材料的

46、手感較硬；而粘合劑在纖網(wǎng)中呈點(diǎn)狀分布，則手感較柔軟。 粘合劑的最低成膜溫度與其玻璃化溫度有關(guān)，可利用不同成膜溫度聚合物的滲混來(lái)達(dá)到點(diǎn)粘合的目的。非織造材料的剛?cè)嵝猿伺c粘合劑自身性能有關(guān)外，還與粘合工藝及烘燥固化過(guò)程控制有關(guān)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-3 粘合劑選用的原則(三)粘合劑的固化性能 粘合劑以液態(tài)形式進(jìn)入纖網(wǎng)，要經(jīng)過(guò)烘燥逐步固化，膠層成膜是逐步實(shí)現(xiàn)的。首先在一定溫度下，纖網(wǎng)中水分子蒸發(fā)，隨著溫度的升高，粘合劑中固體粒子聚集并不斷擴(kuò)大聚集面，在固化溫度下，經(jīng)交聯(lián)或自交聯(lián)形成穩(wěn)定的膠層結(jié)構(gòu)及與纖維的粘接狀態(tài)。粘合劑的固化或交聯(lián)溫度以及固化速度是確定化學(xué)粘合工藝的重要參數(shù)，選用時(shí)，

47、應(yīng)同時(shí)考慮纖網(wǎng)中的纖維種類(lèi)和烘房長(zhǎng)度，因?yàn)楣袒瘻囟炔荒芙咏w維的熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)，而烘房長(zhǎng)度則是保證固化速度的前提條件。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-3 粘合劑選用的原則(四)粘合劑的含固量和附著率 粘合劑的含固量一定程度上反應(yīng)有效成份的多少，附著率則表示單位纖維質(zhì)量含有的粘合劑固體質(zhì)量。為了達(dá)到非織造材料上粘合劑附著率的要求，就要結(jié)合工藝要求，配制相應(yīng)濃度的粘合劑。粘合劑濃度的選擇很重要，否則，會(huì)影響附著率、粘合劑的滲透、粘接效果以及烘燥能耗的高低。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-3 粘合劑選用的原則含固量與附著率有以下關(guān)系式： 式中：GS 粘合劑含固量 Gf 纖維質(zhì)量 K 單位纖維質(zhì)量含

48、有的粘合劑量 Z 粘合劑濃度 Y 附著率第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-4 粘合機(jī)理 化學(xué)粘合法生產(chǎn)的非織造材料中，被粘合的固體主要是纖維，纖維之間的粘合牢度取決于粘合劑和被粘纖維分子之間及粘合劑自身分子之間的結(jié)合強(qiáng)度。假定粘合劑和纖維相互接觸的界面是具有一定厚度的區(qū)域，聚合物大分子鏈段可在期間相互擴(kuò)散，并存在界面間的化學(xué)鍵合作用。迄今為止，有各種不同的理論來(lái)解釋粘合強(qiáng)度的影響因素，但均不能很好地體現(xiàn)粘合機(jī)理。若要合理完整地分析粘合機(jī)理，一般認(rèn)為，粘合劑使纖維之間產(chǎn)生粘合力是各個(gè)單一理論統(tǒng)一起來(lái)的綜合作用，即潤(rùn)濕吸附能力、擴(kuò)散能力、化學(xué)鍵合以及機(jī)械嵌合等等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-4

49、 粘合機(jī)理一、潤(rùn)濕吸附 作為粘合劑，首先應(yīng)該具備的條件是容易流動(dòng)，這樣才能充分浸潤(rùn)被粘物質(zhì)的表面，有利于充分粘合。吸附理論認(rèn)為，粘結(jié)力的形成首先是高分子溶液中粘合劑分子的布朗運(yùn)動(dòng)，使粘合劑的大分子鏈遷移到被粘物質(zhì)的表面，即表面潤(rùn)濕過(guò)程，然后發(fā)生纖維對(duì)粘合劑大分子的吸附作用。這一階段，強(qiáng)調(diào)粘合劑的潤(rùn)濕能力，其大小取決于纖維與粘合劑之間接觸界面的表面張力，這是影響粘合劑的重要因素。下節(jié)將詳述材料表面能與界面結(jié)合力的關(guān)系。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-4 粘合機(jī)理二、擴(kuò)散作用 厚度一般為1100nm。由于潤(rùn)濕作用的存在，使被粘纖維在溶液中產(chǎn)生溶脹或混溶，界面兩相大分子能相互滲透擴(kuò)散。擴(kuò)散程度影響

50、著粘合強(qiáng)度，因?yàn)閿U(kuò)散程度決定了界面區(qū)的結(jié)構(gòu)、可運(yùn)動(dòng)鏈段的多少和界面自由能的大小。若擴(kuò)散不良，界面分子易在外力作用下產(chǎn)生滑動(dòng)，粘合強(qiáng)度就很低。 從界面上分子或鏈段擴(kuò)散角度來(lái)研究粘合現(xiàn)象的理論稱(chēng)為擴(kuò)散理論，它能解釋時(shí)間、溫度、分子量、聚合物類(lèi)型等因素對(duì)粘合強(qiáng)度的影響。對(duì)于金屬、玻璃、陶瓷等材料的粘合，則很難用擴(kuò)散理論來(lái)解釋。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-4 粘合機(jī)理 擴(kuò)散理論的另一個(gè)論點(diǎn)認(rèn)為，高聚物相互間的粘附作用是與其互溶性密切相關(guān)的，這種互溶性基本上由極性相似來(lái)決定。如果兩個(gè)高聚物都是極性的，或都是非極性的，經(jīng)驗(yàn)證明它們的粘附力較高；反之，一個(gè)是極性，另一個(gè)是非極性，要獲得較高的粘附力則很

51、困難。這一論點(diǎn)，對(duì)粘合劑的選擇是一個(gè)有價(jià)值的依據(jù)，即應(yīng)根據(jù)纖維特性選擇粘合劑。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-4 粘合機(jī)理三、化學(xué)鍵合 如果粘合劑和被粘物質(zhì)之間存在化學(xué)鍵，即使沒(méi)有很好的擴(kuò)散，也能產(chǎn)生很強(qiáng)的粘合力，這就是化學(xué)鍵合理論。誠(chéng)然，通過(guò)界面間可能產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)而得到牢固的化學(xué)結(jié)合力，這個(gè)理論是有效的，但它只限于反應(yīng)性的粘合劑，對(duì)于許多與被粘物質(zhì)沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)的粘合劑的粘合，則無(wú)法解釋。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-4 粘合機(jī)理四、機(jī)械結(jié)合作用 機(jī)械結(jié)合作用是指粘合劑滲入被粘合材料的孔隙內(nèi)部或其表面之間，固化后，被粘合材料就被固化的粘合劑通過(guò)錨鉤或包覆作用結(jié)合起來(lái)而產(chǎn)生粘合強(qiáng)度。 錨

52、鉤作用 包覆作用 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 研究高分子材料表面能是了解其粘合機(jī)理的基礎(chǔ)。無(wú)論是從熱力學(xué)理論出發(fā)提出的粘接功，還是反應(yīng)材料潤(rùn)濕能力的接觸角以及與材料粘合有關(guān)的擴(kuò)散、鍵合、機(jī)械作用等理論，都與液固兩相及其界面的表面能表面張力有關(guān)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 一、表面張力與分子間作用力 物體表面具有表面張力，這與表面上分子與體相內(nèi)分子所處的狀態(tài)不同有關(guān)。表面層的分子是處于不對(duì)稱(chēng)的力場(chǎng)中，它受到四面八方分子的作用力，總的作用力之和等于零，而表面的分子只受到下邊分子的作用力，于是表面分子就沿著表面平行的方向增大分子間的距

53、離，總的結(jié)果相當(dāng)于有一種張力將表面分子之間的距離擴(kuò)大了，此力稱(chēng)為表面張力。表面張力可以用N/cm的單位來(lái)表示。不同材料(液體) 的表面張力是不同的，這與分子間的作用力(包括色散、極性和氫鍵)大小有關(guān)。相互作用大者表面張力高，相互作用小者則表面張力低，但不論表面張力大小，物體總是力圖縮小其表面，降低表面能，趨向穩(wěn)定。通常將表面張力在10010-3N/m以上者稱(chēng)為高能表面，10010-3N/m以下者稱(chēng)為低能表面。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 表面張力與分子間作用力 液體膜張力縮小表面積示意圖 液體體相內(nèi)分子與表面分子所處的狀態(tài)及分子間作用力第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng)

54、 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 部分材料的表面張力 物質(zhì)名稱(chēng) 表面張力(10-5N/cm) 物質(zhì)名稱(chēng) 表面張力(10-5N/cm) 聚醋酸乙烯乳液38聚乙烯醇37聚氯乙烯39聚甲基丙烯酸甲酯39聚偏二氯乙烯40滌綸43聚乙烯31尼龍46聚苯乙烯33纖維素45第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 二、界面張力與粘附功 不同的兩相高聚物相接觸，其接觸面就是兩相的界面。將界面可逆地分離開(kāi)所需的能量即為粘附功(Wa)，它和兩相的表面張力r1和r2以及界面張力r12有以下關(guān)系： Wa= r1 r2 r12 由上式可知，要使粘附功Wa增大，就要降低界面張力r12，當(dāng)兩相物質(zhì)相同，則

55、界面消失，r120，r1 r2。 兩相高分子材料的表面張力和極性決定了界面張力的大小，溫度、介質(zhì)等環(huán)境因素也程度不同地影響其大小。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 三、接觸角與潤(rùn)濕能力 潤(rùn)濕吸附理論實(shí)質(zhì)上就是以表面能為基礎(chǔ)的吸附理論，它認(rèn)為粘合的好壞決定于浸潤(rùn)性，浸潤(rùn)得好，被粘物體和粘合劑分子之間緊密接觸而發(fā)生吸附，則粘合界面形成了巨大分子間作用力，同時(shí)排除了粘合體表面吸附的氣體，減少了粘合界面的空隙率，提高了粘合強(qiáng)度，因此人們常把浸潤(rùn)(潤(rùn)濕)性作為一個(gè)量度來(lái)預(yù)測(cè)和判別粘合效果。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 液滴對(duì)材料的潤(rùn)濕模型 rS

56、rSLrL第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 液體對(duì)固體表面潤(rùn)濕程度可用接觸角表示。它是在液滴、固體、氣體接觸的三相界面點(diǎn)，作液滴曲面的切線(xiàn)與固體表面的夾角。可見(jiàn)，液體在固體表面上的接觸角越小，潤(rùn)濕程度越好。而潤(rùn)濕角的大小取決于它們的表面張力的大小。當(dāng)一滴液滴在固體表面上達(dá)到平衡時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足下列方程： 式中：rS 固、氣表面張力 rL 液、氣表面張力 rSL 固、液表面張力 接觸角 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 如果上式成立，則液體處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)的接觸角稱(chēng)為潤(rùn)濕角。要想增加潤(rùn)濕程度，就應(yīng)該增加cos、減小或提高固氣表面張力。隨著潤(rùn)濕程度的

57、增加，角相應(yīng)減小，當(dāng)0時(shí)，即呈完全潤(rùn)濕。這就是說(shuō)，只有液體的表面張力小于固體的表面張力時(shí)，才有可能潤(rùn)濕；而表面張力大的物質(zhì)不能潤(rùn)濕表面張力小的物質(zhì)。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-5 材料表面能與界面結(jié)合力 對(duì)于高分子材料而言，粘接功WA 可用下式表示： 由上式可知，粘接功與潤(rùn)濕性關(guān)系很大，因此人們常用角的大小來(lái)度量潤(rùn)濕性和粘接強(qiáng)度。 粘接過(guò)程是很復(fù)雜的，僅從熱力學(xué)理論分析還不夠，還有一個(gè)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，即潤(rùn)濕速度，而潤(rùn)濕速度則與體系的表面粗糙度、粘度、分子量等因素有關(guān)。為了得到良好的粘合，要求潤(rùn)濕速度大于粘合劑的固化速度。 另外，根據(jù)接觸角原理，為增加粘合劑的潤(rùn)濕能力，可在其中加入適量表面活性

58、劑，以降低其表面張力。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能 非織造材料的化學(xué)粘合法工藝就是將化學(xué)粘合劑的乳液或溶液采用不同的工藝方法施加到纖網(wǎng)中去，經(jīng)熱處理后達(dá)到纖網(wǎng)加固目的。常用的方法有浸漬法、噴灑法、泡沫浸漬法、印花法及溶劑法等。 第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能一、浸漬法與設(shè)備 浸漬法是化學(xué)粘合法中應(yīng)用最早、最廣泛的方法，也稱(chēng)全浸漬或飽和浸漬。 基本工藝流程： 纖網(wǎng)喂入有粘合劑的浸漬槽中，浸漬后經(jīng)過(guò)一對(duì)軋輥或吸液裝置除去多余的粘合劑，再通過(guò)烘燥裝置使纖網(wǎng)得到固化而成為非織造材料。 按軋液和吸液方式可分為浸軋式、吸液式和吸液-軋液結(jié)合式

59、，按簾網(wǎng)形式可分為單簾網(wǎng)+圓網(wǎng)和雙簾網(wǎng)形式。第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能(一)單簾網(wǎng)+圓網(wǎng)浸漬+軋液 要求纖網(wǎng)經(jīng)預(yù)加固，否則易發(fā)生變形，產(chǎn)品手感硬。軋輥第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能(二)單簾網(wǎng)+圓網(wǎng)浸漬+真空吸液 可改善產(chǎn)品手感和蓬松性。真空吸液洗網(wǎng)裝置第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能(三)雙簾網(wǎng)浸漬真空吸液+軋液 纖網(wǎng)不易變形，產(chǎn)品手感較好，形成一定的外觀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)簾工作壽命不及圓網(wǎng)。真空吸液第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能(四)雙網(wǎng)轉(zhuǎn)移式浸漬+真空吸液 纖網(wǎng)呈水平運(yùn)動(dòng)，不易

60、變形，產(chǎn)品手感和彈性較好。粘合劑槽粘合劑轉(zhuǎn)移輥托槽真空吸液洗網(wǎng)裝置第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能(五)浸漬槽中帶軋輥 適合于經(jīng)預(yù)加固的厚型纖網(wǎng)。第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能(六)深槽浸漬+軋液 減少浸漬槽中粘合劑數(shù)量，防止過(guò)早凝聚和離析，國(guó)外常用于針刺地毯的浸漬粘合。鍥狀物第七章 化學(xué)粘合法加固纖網(wǎng) 7-6 化學(xué)粘合法工藝與產(chǎn)品性能二、泡沫浸漬法(一)原理與特點(diǎn) 泡沫浸漬法是用發(fā)泡劑和發(fā)泡裝置將粘合劑濃溶液成為泡沫狀態(tài)，并將發(fā)泡的粘合劑涂于纖網(wǎng)上，經(jīng)加壓和熱處理，由于泡沫的破裂，泡沫中的粘合劑微粒在纖維交叉點(diǎn)成為很小的粘膜狀粒子沉積