【華東理工大學(xué)】《膠黏劑的應(yīng)用與發(fā)展》課件-第四講(2)解析

1、【華東理工大學(xué)】膠黏劑的應(yīng)用與發(fā)展課件第四講(2)解析【華東理工大學(xué)】膠黏劑的應(yīng)用與發(fā)展課件第四講(2)解2022/9/924.1 膠粘劑的分類（1）按化學(xué)成分分類 硅酸鹽: 硅酸鈉（水玻璃），硅酸鹽水泥 磷酸鹽: 磷酸氧化銅 硫酸鹽: 石膏 硼酸鹽: 熔接玻璃 陶瓷: 氧化鋯，氧化鋁 低熔點(diǎn)金屬: 錫鉛無(wú)機(jī)2022/9/344.1 膠粘劑的分類（1）按化學(xué)成分分類有 機(jī)2022/9/93淀粉系淀粉，糊精蛋白系大豆蛋白，酪素，骨膠，魚(yú)膠，蟲(chóng)膠天然樹(shù)脂系松香，木質(zhì)素，樹(shù)膠、單寧天然橡膠系膠乳，橡膠溶液瀝青系天然系熱塑性聚醋酸乙烯，聚醋酸醇，聚乙烯醇縮醛類， 聚丙烯酸，聚酰胺，聚乙烯類，纖維素類，

2、 飽和聚酯，聚氨酯，聚氯乙烯類。熱固性脲醛樹(shù)脂，蜜胺樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂， 間苯二酚甲醛樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，不飽和聚酯， 聚異氰酸酯，聚酰亞胺，聚苯并咪唑。橡膠型氯丁橡膠，丁腈橡膠，丁苯橡膠，丁基橡膠， 聚硫橡膠，羧基橡膠，有機(jī)硅橡膠，熱塑性橡膠。復(fù)合型酚醛聚乙烯醇縮醛，酚醛氯丁橡膠， 酚醛丁腈橡膠，環(huán)氧聚酰胺，環(huán)氧酚醛， 環(huán)氧聚氨酯。樹(shù)脂型合成系有 機(jī)2022/9/35淀粉系淀粉，糊精天然系熱塑性聚醋固態(tài)型2022/9/94（2）按形態(tài)分類水溶性聚乙烯醇，纖維素，脲醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂， 硅酸鈉溶液硝酸纖維素，醋酸纖維素，聚醋酸乙烯， 氯丁橡膠，丁腈橡膠乳液（膠乳）聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，天然膠乳， 氯丁

3、膠乳，丁腈橡膠無(wú)溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂，丙烯酸聚酯，聚氰基丙烯酸酯 粉狀淀粉，酪素，聚乙烯醇，氧化銅 片、塊狀魚(yú)膠，松香，熱溶膠，蟲(chóng)膠 細(xì)繩狀環(huán)氧膠棒，熱溶膠 膠膜酚醛聚乙烯醇縮醛，酚醛丁腈， 環(huán)氧丁腈，環(huán)氧聚酰胺 帶狀 粘附型，熱封型膏狀與膩?zhàn)?液態(tài)型固2022/9/36（2）按形態(tài)分類水溶性聚乙烯醇，纖維素2022/9/95（3）按應(yīng)用方法分類 溶劑揮發(fā)型硝酸纖維素，膠水，聚醋室溫固化型 潮氣固化型聚氰基丙烯酸酯，室溫硫化硅橡膠 厭 氧 型 聚丙烯酸雙酯，丙烯酸聚醚 加固化劑型脲醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂熱固型酚醛樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，聚氨酯，聚酰亞胺熱熔型乙烯-醋酸乙烯共聚樹(shù)脂，聚酰胺，聚酯，丁苯嵌段

4、 共聚物 接觸壓膠泥氯丁橡膠 壓敏型 自粘（冷粘）型橡膠膠乳類 暖粘（熱粘）型加熱起粘接的膠粘帶 永粘型聚氯乙烯膠粘帶，聚酯膜膠粘帶， 玻璃紙膠粘帶再濕型 水基型涂布糊精、膠類的紙、帶 溶劑型涂布酚醛、合成橡膠類的銘牌2022/9/37（3）按應(yīng)用方法分類 2022/9/96（4）按用途分類結(jié)構(gòu)用能長(zhǎng)期承受較大負(fù)荷，有良好的耐熱、油、水等： 酚醛縮醛，酚醛丁腈，環(huán)氧丁腈，環(huán)氧 尼龍，環(huán)氧酚醛。非結(jié)構(gòu)用有一定的膠連強(qiáng)度，隨著溫度上升粘接力迅速下降： 聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，橡膠類， 熱熔膠，蟲(chóng)膠，瀝青。特種用供某些性能和應(yīng)用特殊場(chǎng)合用： 導(dǎo)電膠，導(dǎo)熱膠，光敏膠，應(yīng)變膠，醫(yī)用膠， 耐超低溫度膠，耐

5、高溫膠，水下粘接膠。2022/9/38（4）按用途分類結(jié)構(gòu)用能長(zhǎng)期承受較大負(fù)荷2022/9/97用于我國(guó)古代長(zhǎng)城、古建筑糯米明礬膠古埃及木乃伊的密封防腐天然樹(shù)脂日常用品、家俱、樂(lè)器、工藝美術(shù)品、文教用品和武器的制作骨膠、魚(yú)膠、生漆、漿糊等，天然膠粘劑特點(diǎn)： 使用方便，粘接迅速，貯存時(shí)間長(zhǎng)，價(jià)格便宜，一般為水溶性，大多無(wú)毒或低毒。但原料來(lái)源受多種自然條件影響和限制，質(zhì)量容易波動(dòng)，粘接力較低，品種單純，不能大量發(fā)展。4.2 天然膠粘劑 2022/9/39用于我國(guó)古代長(zhǎng)城、古建筑糯米明礬膠4.2022/9/98在石油資源發(fā)生困難的情況下，開(kāi)發(fā)和利用再生資源（取材于不斷生長(zhǎng)的動(dòng)植物資料）制作膠粘劑，并

6、先進(jìn)技術(shù)與工藝加以改進(jìn)，開(kāi)創(chuàng)新的發(fā)展階段。天然膠粘劑主要包括動(dòng)物膠、植物膠和礦物膠。 按其化學(xué)組成分，有蛋白質(zhì)膠、碳水化合物膠和其他天然樹(shù)脂膠等三大類。2022/9/310在石油資源發(fā)生困難的情況下，開(kāi)發(fā)和利用再2022/9/99 植物蛋白和動(dòng)物蛋白膠粘劑 按其來(lái)源主要有：骨膠、魚(yú)膠、血朊膠、酪朊膠和植物蛋白膠。它們的基本組成單位是氨基酸，化學(xué)式為：一、蛋白質(zhì)膠粘劑2022/9/311 植物蛋白和動(dòng)物蛋白膠粘劑一、蛋白質(zhì)膠粘2022/9/9101.骨膠骨膠是骨膠朊衍生蛋白質(zhì)總稱，屬硬蛋白。 化學(xué)組成為：C102H149O31N31（1）來(lái)源和性質(zhì) 一般系將動(dòng)物骨、皮、腱先在石灰水中浸泡，然后水

7、洗、中和，再用溫水浸泡或在水中加熱蒸煮，獲得浸出物，直接脫水，干燥。成品為粒狀或塊狀。比重1.27。含水分1018，顏色因原料和制作方法而異，一般呈淺棕色，溶于熱水、甘油和醋酸，不溶于乙醇和乙醚。 骨膠水溶液即為膠液，在40以上時(shí)穩(wěn)定，呈粘流態(tài)；40以下易凝聚，呈塑性流動(dòng)。膠液粘度隨溫度、鹽含量和體系pH值變化而變化。2022/9/3121.骨膠骨膠是骨膠朊衍生蛋白質(zhì)總稱，屬硬2022/9/911（2）膠粘劑制備 將干骨膠放入適量冷水中浸泡24小時(shí)左右，充分膨脹，然后在60下（過(guò)熱易使膠變質(zhì)）間接加熱溶解，溶解后加足水量，并加入適當(dāng)配合劑，濃度為2050。 膠粉可直接加溫水溶解，并充分?jǐn)嚢瑁?/p>

8、止結(jié)塊。配制時(shí)，以采用鍍鋅鐵皮或不銹鋼容器等為宜，鋼質(zhì)和銅質(zhì)容器經(jīng)長(zhǎng)期加熱會(huì)變色。 常用固化劑:脲醛樹(shù)脂、三甲基苯酚、硫酸鋁、醋酸鈉 和重鉻酸鉀等； 增塑劑:甘油、乙二醇、山梨醇、甘油酸和糊精； 填充劑:粘土和碳酸鈣； 增稠劑:硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鉻； 稀釋劑:硫脲、尿素、縮二脲和苯酚等； 防腐劑:水楊酸和苯酚。 2022/9/313（2）膠粘劑制備2022/9/912 表41 骨膠膠粘劑配方舉例（重量份） 組分木材用涂漆紙用增韌性牛皮膠7010030尿素14苯酚2甲醛7蓖麻油酸60山梨糖醇-甘油(3：7)1液體石蠟1水5574200282022/9/314 表41 骨膠膠粘劑配方舉例（重量

9、份2022/9/913（3）應(yīng)用與性能骨膠膠粘劑可粘接木材、金屬、皮革、織物和紙張。 常用于膠合板、木材、家具、樂(lè)器和體育用品的粘接； 用于砂輪和砂布的粘接； 用于雨衣防雨漿和絲綢等織物的上光； 用于書(shū)籍裝訂與銅版紙的制造。 骨膠膠液一般分別涂于被粘物表面，涂膠后立即貼合，停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，膠液溫度過(guò)低易出現(xiàn)凝膠，使粘接力下降或失敗。貼合后加壓1-5公斤/厘米2，固化時(shí)間為數(shù)分鐘（高頻加熱）至16-24小時(shí)（室溫下）。2022/9/315（3）應(yīng)用與性能2022/9/9142魚(yú)膠魚(yú)膠也是一種骨膠朊型蛋白質(zhì)，與骨膠相似，在多肽分子的末端有羧基、胺基或羥基。（1）來(lái)源與性質(zhì)魚(yú)膠一般以黃魚(yú)魚(yú)肚為原料，經(jīng)

10、加水蒸煮、濃縮制得；或用鱈魚(yú)魚(yú)皮為原料，經(jīng)清洗、水煮、除渣和蒸發(fā)濃縮制得。成品為凍膠狀或液態(tài)（魚(yú)皮膠），后者濃度一般為45%左右，粘度為400-700厘泊（20），冷至4以下時(shí)，凝固成凝膠，升至室溫時(shí)變?yōu)橐后w，分子量約為3-6萬(wàn)。魚(yú)膠極易溶解于水，并易受熱和酶的作用而分解，易受細(xì)菌和生物酶作用變質(zhì)，貯存時(shí)應(yīng)注意保管。2022/9/3162魚(yú)膠魚(yú)膠也是一種骨膠朊型蛋白質(zhì)，與骨2022/9/915（2）膠粘劑制備凍膠狀魚(yú)膠加水并在溫度40-50煮后，即成膠粘劑。液體魚(yú)膠本身就是膠液，一般不需要配制。魚(yú)膠膠粘劑中，加入甘油、乙二醇可以增塑；加入硫酸鋁、硫酸鎂、鉻礬、酸性鉻酸鹽、甲醛、戊二醛及乙二醛等

11、可以提高耐水性；加入香精和殺菌劑可以防止變質(zhì)。魚(yú)膠膠粘劑工藝性能較好，適于粘接多孔材料、容易干燥。粘接非多孔性材料時(shí)，須作再濕性處理，即在兩被粘物表面分別涂膠，并干燥，然后在一面用水再濕潤(rùn)，將兩面貼壓粘合。粘接多孔性材料，如硬木時(shí)，涂膠后需晾置1-1.5小時(shí)，膠接后停放一天以上才能使用。2022/9/317（2）膠粘劑制備2022/9/916（3）性能與應(yīng)用 魚(yú)膠膠粘劑具有較高的粘接力，對(duì)多種材料有良好粘接性能，可粘接木材、軟木、皮革、玻璃、陶瓷和金屬等?？赡?-260。 木材與木材 家具、樂(lè)器、文體用品等，剪切強(qiáng)度達(dá)200公斤/厘米2以上。 顏料與瓷器 將魚(yú)膠與著色劑及玻璃料球磨成水溶性漿料

12、，涂于未燒制的瓷器上。燒結(jié)時(shí)，魚(yú)膠被燒掉，圖案熔在此瓷器上。2022/9/318（3）性能與應(yīng)用2022/9/9173.血朊膠粘劑血液是由血清和血球多種蛋白質(zhì)組成的混合物，用它制成的粘膠劑即稱血朊膠粘劑。 （1）來(lái)源與性質(zhì) 血朊膠主要采用牛、豬和其他家畜的血液為原料制成。一般系將脫纖血或血清（脫除纖維蛋白），進(jìn)行低溫濃縮和低溫干燥（50-60）,然后制得高溶解性血粉，其中脂肪1%、灰分5%、水分9）溶劑混合液。木質(zhì)素不單獨(dú)用作膠粘劑，一般利用木質(zhì)素酚基與甲醛作用獲得酚醛樹(shù)脂類似聚合物?？膳c如環(huán)氧異氰酸酯，苯酚、間苯二酚等其他化合物作用，以改進(jìn)耐水性能。本質(zhì)素-環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑，與環(huán)氧膠粘劑相比，

13、抗彎強(qiáng)度增高約8%。木質(zhì)素-酚醛樹(shù)脂膠粘劑，性能幾乎與一般酚醛樹(shù)脂相同。主要用于制造膠合板和刨花板等，木質(zhì)素膠粘劑粘度高，色澤太深，改進(jìn)后，可擴(kuò)大應(yīng)用。2022/9/362木質(zhì)素為無(wú)色至淡黃色樹(shù)脂、經(jīng)酸、堿和熱作2022/9/9615. 單寧單寧是一種含有多元酚基和羧基的類似有機(jī)化合物的混合物，廣泛存在于植物干、皮、根、葉和果實(shí)中。主要來(lái)源于木材加工中樹(shù)皮下腳料和單寧含量較高的植物，如金合歡樹(shù)。單寧溶于水、乙醇和丙酮，略帶酸性，有澀味。單寧中含有較多酚羥基，通過(guò)加熱與甲醛反應(yīng)，生成酚醛型樹(shù)脂。配入固化劑和填料，攪拌均勻，即得膠粘劑。 單寧膠粘劑具有良好耐濕熱老化性能，粘接木材性能與酚醛膠相似。

14、主要用于木材等粘合。2022/9/3635. 單寧單寧是一種含有多元酚基和羧基的2022/9/9622022/9/3642022/9/963表4-9 單寧膠粘劑配方舉例（重量份） 組分TF-1（日本）TF-2（日本）合金歡單寧甲醛水樹(shù)脂合成條件： 溫度， 時(shí)間，分膠粘劑組分：TF樹(shù)脂30%苛性鈉多聚甲醛調(diào)料1009.2510040601002.02.53.010013.910025601002.02.53.02022/9/365表4-9 單寧膠粘劑配方舉例（重量份） 2022/9/9646. 松香 松香是由松樹(shù)分泌的粘性物經(jīng)干燥制得，呈脆性、淺黃色至深棕色透明狀，有特殊氣味。主要成分為松香酸和

15、松脂酸酐等不飽和化合物；前者含量約80-90%。 松香為溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、松節(jié)油、油類和堿液，不溶于水。堿化后有水溶性。（1）溶劑型膠粘劑 將松香溶于有機(jī)溶劑，加熱、攪拌，即成膠液。用低沸點(diǎn)乙醚、丙酮和苯作溶劑，膠液持粘性短；用高沸點(diǎn)蓖麻油等作溶劑，膠液持粘性長(zhǎng)。 如配方：松香樹(shù)脂，100份 蓖麻油，55份2022/9/3666. 松香 松香是由松樹(shù)分2022/9/965（2）水基型膠粘劑 將松香加水、堿化、加熱攪拌，即成水基膠液。堿化時(shí)，將適量堿液加熱至130-140，慢慢加入松香粉；或加熱樹(shù)脂至120-135，慢慢加入適量堿液。 采用過(guò)量堿法時(shí)，應(yīng)保溫?cái)嚢?-6小時(shí)，再連

16、續(xù)加熱1-2小時(shí)，至游離堿消失，呈乳狀，冷卻后得透明物。 表4-10 堿化松香樹(shù)脂配方舉例（重量份）組分松香樹(shù)脂水蘇打灰苛性鈉1008015-1008013.7110080-11.25 用硅酸鈉100份（波鎂36）與松香樹(shù)脂5份配合，在低溫下攪拌成液態(tài)，膠接強(qiáng)度比單用硅酸鈉為高。2022/9/367（2）水基型膠粘劑表4-10 堿化松香2022/9/966（3）火漆膠 將松香、白堊、石膏等填料及無(wú)機(jī)顏料，如朱砂、鐵紅等共熔、混合，即得熱熔性火漆膠。 主要用途有： a. 粘合金屬包裝用金屬箔、粘蠅紙； b. 火漆密封文件和儀表； c. 增粘改性作壓敏膠、橡膠增粘劑，其他水溶性樹(shù)脂增粘劑或干燥劑；

17、改性松香與間苯二酚型樹(shù)脂縮合，可以制得耐水性聚合物。 2022/9/368（3）火漆膠2022/9/9677.蟲(chóng)膠蟲(chóng)膠又稱紫膠，是蟲(chóng)膠樹(shù)上紫膠蟲(chóng)吸食和消化樹(shù)汁后的分泌液在樹(shù)枝上凝結(jié)干燥的產(chǎn)物，主要成分為光酮酸酯，結(jié)構(gòu)式為： 蟲(chóng)膠呈片狀，原為紫紅色，精制后呈黃色或淺棕色。溶于乙醇和堿溶液，微溶于酯和烴類。將蟲(chóng)膠與乙醇、雜酚等溶劑混合，并加入其它組分，加熱即成。 適用于金屬的粘接，火柴頭粘接，亦可作火漆等原材料。 2022/9/3697.蟲(chóng)膠蟲(chóng)膠又稱紫膠，是蟲(chóng)膠樹(shù)上紫膠蟲(chóng)吸2022/9/968表4-11 蟲(chóng)膠膠粘劑配方與性能（重量份）組分棕色蟲(chóng)膠片50橙色蟲(chóng)膠片50505050雜酚油55555氨水

18、0.50.5松節(jié)油2萜品醇22膠接強(qiáng)度，公斤/厘米22382663223012382022/9/370表4-11 蟲(chóng)膠膠粘劑配方與性能（重量2022/9/9698. 生漆 生漆是從漆樹(shù)割取的乳白色液體，除去水、橡膠質(zhì)和含氮化合物后為高粘度粘稠體，主要成分（含量4070%）為漆酚，結(jié)構(gòu)式如下： 漆酚呈棕黃色，在空氣中氧化易變黑固化，溶于乙醇、二甲苯等，稍溶于水。漆酚耐腐蝕，對(duì)皮膚有刺激作用。 將生漆與淀粉（如小麥粉、米粉）或無(wú)機(jī)填料混合，即成膠粘劑。 2022/9/3718. 生漆 生漆是從漆樹(shù)割取的2022/9/970表4-12 生漆膠粘劑配方 （重量份）組分木材、陶器用木材與布用木材與紙用生漆710785淀粉糊101010小麥粉34混合淀粉漆膠固化速度較慢，約15天以上；小麥粉直接混合漆膠固化速度較快、約一晝夜。固化時(shí)要求較高的環(huán)境濕度。苯和甲苯等可以調(diào)節(jié)粘度。麥漆粘接力高，適用于木材、如木器、紅木家具，美術(shù)工藝品，陶瓷等的粘接。2022/9/372表4-12 生漆膠粘劑配方 （重量份）2022/9/9719. 瀝青用作膠粘劑的石油瀝青為棕色至黑色帶光澤樹(shù)脂，分純?yōu)r青和吹制瀝青兩種。前者是原油經(jīng)常壓或減壓蒸餾取出輕質(zhì)液體組分后的殘余物，后者是由重