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文檔簡介
第6章其它膠黏劑原料來源于天然物質(zhì)制成的膠黏劑稱為天然膠黏劑。天然膠黏劑按天然物質(zhì)的來源可分為植物膠、動物膠、礦物膠和海洋天然膠黏劑。植物膠黏劑:包括樹脂類(松香樹脂、阿拉伯膠、桃膠、冷杉膠)、天然橡膠、淀粉類、纖維素類、大豆蛋白類、單寧類、木素類及其他碳水化合物制成的膠黏劑。6.2天然膠及其改性產(chǎn)品動物膠黏劑:包括甲殼素、明膠(皮膠、骨膠等)、酪蛋白膠、血蛋白膠、蟲膠、魚膠、仿聲膠等制成的膠黏劑。礦物膠黏劑:包括硫磺膠黏劑、瀝青膠黏劑、蠟質(zhì)膠黏劑。天然膠黏劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為葡萄糖衍生物、氨基酸衍生物和其他天然樹脂等。天然膠黏劑的特點:(1)原料易得,可以直接取自于大自然;(2)價格低廉;(3)生產(chǎn)工藝簡單;(4)使用方便;(5)大多為低毒或無毒;(6)能夠降解,不產(chǎn)生公害。6.2.1動物膠黏劑◆1、骨膠皮骨膠:用牲畜的皮、骨、腱和其他結(jié)締組織為原料經(jīng)堿洗(石灰水)、水洗、中和后,用水抽提(或加熱抽提),再將抽提物脫水干燥而成。熱塑性膠。分類:按原料分為骨膠、皮膠和明膠明膠:高純度的蛋白質(zhì)經(jīng)溫和處理生成高分子量高純度的蛋白質(zhì)。皮骨膠與明膠的區(qū)別:純度不同。特點:對極性基材有良好的黏合力,膠液初粘性好。膠液容易配制,使用方便,價格低廉,能適應(yīng)高速自動化生產(chǎn)的需要。應(yīng)用:膠合板、家具、樂器、體育用品紙箱生產(chǎn)。改性:改進(jìn)耐水性。◆2、酪蛋白膠酪蛋白:又稱干酪素,是動物乳汁中的含磷蛋白。將牛奶中作為鈣鹽呈膠體狀的高分子蛋白質(zhì)(約3%)用酸處理后,分離除去鈣后的凝固物。在pH4.6時凝固。酪蛋白膠:酪蛋白在pH8-9的弱堿(磷酸鈉等)溶液中成為高粘度的液體,待其水分揮發(fā)后即可作為膠粘劑使用。熱固性、耐水性膠,粘接強(qiáng)度高:用于木材及織物、紙張等,可用于木材與金屬、陶瓷、塑料、玻璃的粘接?!?、血蛋白膠黏劑來源:利用動物血液中的血清蛋白來制膠,如豬或牛的新鮮血。種類:血液膠、血粉膠。血液膠:用經(jīng)過脫纖處理的血液直接調(diào)制成膠液。血粉膠:將處理后的血液制成血粉后,再用來制膠。特點:多極性基團(tuán)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜;顏色深;有異臭,易受菌類腐蝕;固化后膠層較硬。應(yīng)用:膠合板(熱壓、冷壓)◆4、魚膠來源:用鱘魚類的魚鰾制成。特點:白色至黃色的半透明的角質(zhì)狀的薄片,魚膠水溶性的溶液黏附性好,初粘力大,能快速進(jìn)行粘接。應(yīng)用:金屬、木材、皮革、紙張、陶瓷、玻璃和云母?!?、蟲膠來源:又稱紫草茸,由蟲膠樹上的紫膠蟲吸食和消化樹汗后的分泌液,在樹枝上凝結(jié)干燥而成。特點:主要成分光桐酸酯,溶于乙醇和堿性溶液,微溶于酯類和烴類。常用乙醇、雜酚油等混合溶劑配膠,并以水浴加熱的粘稠液體。應(yīng)用:金屬、火柴頭的粘接,火漆的原料。1、淀粉膠黏劑最早將淀粉作為膠黏劑使用的是埃及人,他們用含淀粉的膠黏劑黏結(jié)紙草條,目前,淀粉作為膠黏劑應(yīng)用主要是在紙及紙制品中,如紙盒和紙箱的封糊、貼標(biāo)簽、平面上膠、粘信封、多層紙袋粘合等。6.2.2植物膠黏劑進(jìn)入21世紀(jì)以后,材料的良好環(huán)境性能將成為新材料的一大特點。淀粉作為一種無毒無害、價格低廉、可生物降解、對環(huán)境友好的天然可再生資源,在各行業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛。特別是近年來,世界膠黏劑工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)正朝著節(jié)省能源、低成本、無公害、高黏性和無溶劑化方向發(fā)展。淀粉膠黏劑作為一種綠色環(huán)保產(chǎn)品,已引起膠黏劑行業(yè)的廣泛關(guān)注和高度重視。就淀粉膠黏劑的應(yīng)用和發(fā)展看,采用玉米淀粉氧化的淀粉膠黏劑的前景看好,研究應(yīng)用最多。原淀粉的結(jié)構(gòu)淀粉是高分子碳水化合物,是由單一類型的糖單元組成的多糖。1811年,德國化學(xué)家Krichoff用硫酸水解馬鈴薯淀粉得到有甜味的澄清液體;1815年,法國化學(xué)家Saussur證明,此液體中成分為葡萄糖,且與葡萄糖汁中的葡萄糖相同,為D-葡萄糖;1935年,確定其組成單元為α—D—吡喃葡萄糖。
1940年,瑞士K.H.Meyer和T.Schoch將淀粉團(tuán)粒完全分散于熱的水溶液中,發(fā)現(xiàn)淀粉顆粒可分為兩部分,形成結(jié)晶沉淀析出的部分為直鏈淀粉(amylose),留存在母液中的部分為支鏈淀粉(amylopectin)。直鏈淀粉:是以α-1,4-甙鍵連接的線型聚合物。支鏈淀粉:是淀粉鏈上具有α-1,6-甙鍵連接的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)高支化聚合物。天然淀粉中一般同時含有直鏈淀粉和支鏈淀粉。多數(shù)谷類淀粉含直鏈淀粉在20%~30%之間,比根類淀粉要高,后者僅含17%~20%的直鏈淀粉。糯玉米、糯高粱和糯米等不含直鏈淀粉,全部是支鏈淀粉。常見淀粉的直、支鏈淀粉含量(%)淀粉種類直鏈淀粉含量支鏈淀粉含量玉米2674馬鈴薯2080小麥2572大麥2278高粱2773大米1981甘薯1882糯米0100豌豆(光滑)3565豌豆(皺皮)6634淀粉是一種可再生性天然高分子化合物,具有良好的粘合性和成膜性能。淀粉分子包括支鏈淀粉和直鏈淀粉2種成分。直鏈淀粉是一種線型聚合物,通過分子內(nèi)氫鍵的作用卷曲成螺旋型。這種緊密堆集的線圈式結(jié)構(gòu)不利于水分子接近,故不溶于冷水。支鏈淀粉有許多支鏈,這些短鏈容易與水分子形成氫鍵,故支鏈淀粉易溶于冷水。淀粉之所以能夠成為一種良好的膠黏劑,就是因為具備了可生成糊的支鏈淀粉,而另一部分直鏈淀粉又能促進(jìn)其發(fā)生膠凝作用的緣故。原淀粉相對分子質(zhì)量較大,聚合度較高,約160~6000,不溶于水,但在水中可溶脹。由于流動性及滲透性較差,若直接作為膠黏劑則其性能極差。淀粉分子中含有糖苷鍵和易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的羥基,所以淀粉能和許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這一性質(zhì)是制備性能優(yōu)異膠黏劑的理論基礎(chǔ)。
淀粉的改性氧化淀粉膠又稱淀粉膠,用次氯酸鹽(NaClO)氧化,這種作用方式使氧化淀粉膠黏劑的透明度、滲透性和抗凝聚性都較高,但膠接力較低。用NaClO氧化速度快,操作簡單,價格也便宜。(1)氧化淀粉將淀粉與乙酸在酸性介質(zhì)中加熱反應(yīng),得到淀粉乙酸酯。再將其作為基體制得淀粉膠??焖俟袒?,單組分。(2)淀粉乙酸膠將淀粉在堿性介質(zhì)中用環(huán)氧氯丙羥烷做交聯(lián)劑,制得接枝聚合物,又稱羧基淀粉,再將其制得淀粉膠。膠接強(qiáng)度高。(3)羧基淀粉膠將淀粉分子中的親水基團(tuán)與N-羥甲基丙烯酰胺或聚乙烯亞胺反應(yīng),生成部分交聯(lián)結(jié)構(gòu),制得具有耐水性較好的淀粉膠。(4)耐水淀粉膠糊精是淀粉的不完全水解物,黃色或白色無定形粉末,能溶于冷水而形成粘稠的具有較高粘接強(qiáng)度的液體。糊精膠比淀粉膠有更高的粘接強(qiáng)度,更好的耐水性及更簡便的操作工藝,常用于室溫快速膠接。直接煅燒法:制得的糊精稍帶褐色。加酸煅燒法:用酸促進(jìn)淀粉水解的方法。2、糊精膠阿拉伯膠(Arabicgum)也稱金合歡樹膠,是一種野生刺槐科樹上的流出膠液。由于多產(chǎn)于阿拉伯國家而得名。阿拉伯膠為白色至深紅色硬脆固體,相對密度1.3~1.4之間,能溶于水及甘油,不溶于有機(jī)溶劑。3、阿拉伯樹膠阿拉伯膠分子量很大,但其溶解度卻在各種多糖聚合物中居首位,是一種獨特的親水膠體。隨著溫度增加,溶解性增加,可以配制出含50%~55%阿拉伯膠的溶液。阿拉伯樹膠膠黏劑涂覆后,經(jīng)干燥能形成堅固的薄膜,但脆性較大。加入增塑劑可增加韌性,常用的有乙二醇、甘油、聚乙二醇等,但干燥速度有所減慢。阿拉伯樹膠膠黏劑典型配方配方組成/份配方組成/份阿拉伯樹膠100淀粉2.0氯化鈉2.5水130甘油2.0按配比稱好,混合、攪拌、溶解至透明即可。由于阿拉伯樹膠的水溶性好,因此配制十分簡單,既不要加熱也不需要促進(jìn)劑。阿拉伯膠液干燥極快。可用于光學(xué)鏡片的粘接、郵票上膠、商標(biāo)標(biāo)簽的粘貼、食品包裝的粘接和印染助劑等。海藻酸鈉也稱藻朊酸鈉,從海藻中提取,是β-無水右旋甘露密醛酸鈉的聚合物,為白色至暗棕色固體,溶于水,不溶于有機(jī)溶劑,有親水懸浮膠體的性質(zhì)。應(yīng)用:適于食用膠黏劑,冰淇淋、奶酪、巧克力中做增黏劑;印染中做上漿劑、整理劑;皮革整理劑,藥品、化妝品的穩(wěn)定劑,礦物油的穩(wěn)定劑,混凝土的防水劑。4、海藻酸鈉5、豆膠來源:大豆。種類:豆粉膠、豆蛋白膠(豆精膠)。豆粉膠:利用冷榨法的豆餅加以粉碎而得豆粉作原料。豆蛋白膠:從含豆蛋白的植物中抽提出豆蛋白作為原料。特點:不耐水;耐腐性差;干狀剪切強(qiáng)度較高;使用方便;無毒、無臭;操作條件好;適用期長;成本低廉。應(yīng)用:包裝用膠合板(熱壓、冷壓)大豆含有20%的油質(zhì)和80%的豆粉,50%的豆粉為蛋白質(zhì)。6.2.3礦物膠黏劑硫磺膠黏劑:將硫磺加熱熔化后加入松香、液體聚硫橡膠、輝緣巖粉等即可。耐酸,用于酸性地面瓷磚的鋪設(shè)。瀝青膠:在石油瀝青中加入環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、水泥等即得。防水密封性能好,對金屬、玻璃有一定的粘接力,但軟化點較低,用于防水密封工藝。蠟質(zhì)膠:將蠟類、樹脂基機(jī)油等熔融在一起即得。電性能優(yōu)異,有可折性,但黏附力差,用于電子產(chǎn)品、線圈、磁芯等的定位與固定。6.2.4海洋膠黏劑藤壺、貽貝分泌出一種特殊的黏性很強(qiáng)的蛋白質(zhì)膠,能在水下固化,粘接力極強(qiáng),呈生物惰性。人工模擬膠蛋白海洋膠粘接強(qiáng)度:底材不同,粘力不同海洋生物膠黏劑的應(yīng)用:醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤顯重要化學(xué)合成基因合成工程聚合物骨架上接枝DOPA6.3橡膠膠黏劑概念:橡膠型膠粘劑是以橡膠或彈性體作基料制成的膠粘劑又稱彈性體膠黏劑。產(chǎn)量:世界橡膠產(chǎn)量的5%以上被用于制造膠粘劑。優(yōu)點:(1)優(yōu)良的彈性;(2)能在常溫、低壓下膠接;(3)對多種材料具有優(yōu)良的膠接性能。分類:按應(yīng)用性能分◆結(jié)構(gòu)型(多為復(fù)合體系)氯丁-酚醛丁腈-酚醛聚硫-環(huán)氧丁腈-環(huán)氧氯丁橡膠丁腈橡膠硅橡膠聚硫橡膠改性天然橡膠◆非結(jié)構(gòu)型按形狀分溶液型:75%左右乳液型預(yù)聚體型膠液膠膜膠帶膩子
應(yīng)用:◆橡膠與橡膠的膠接◆橡膠與其它材料的膠接:橡膠與金屬、塑料、皮革、木材、水泥等的膠接◆應(yīng)用領(lǐng)域:飛機(jī)、汽車、建筑、輕工、橡膠制品加工等◆木材工業(yè):人造板及木制品的表面膠貼常用的合成橡膠膠黏劑的品種主要有氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、硅橡膠等。
氯丁橡膠膠黏劑是合成橡膠膠黏劑種產(chǎn)量最大、用途最廣的一個品種。氯丁橡膠膠黏劑的主要成分是氯丁橡膠,是氯丁二烯的聚合物,其結(jié)構(gòu)比較規(guī)整,分子上又有極性較大的氯原子,故結(jié)晶性強(qiáng),在室溫下就有較好的膠接性能和內(nèi)聚力。非常適宜作膠黏劑。
6.3.1氯丁橡膠膠黏劑
1.氯丁橡膠膠黏劑的優(yōu)點①具有僅次于丁腈橡膠膠粘劑的高極性,故對極性物質(zhì)的膠接性能良好;②在常溫不硫化也具有較高的內(nèi)聚強(qiáng)度和粘附強(qiáng)度;③具有優(yōu)良的耐燃、耐臭氧、耐侯、耐油、耐溶劑和化學(xué)試劑的性能;④膠層彈性好,膠接體的抗沖擊強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度好;⑤初粘性好,只需接觸壓力便能很好地膠接,特別適合于一些形狀特殊的表面膠貼;⑥涂覆工藝性能好,使用簡便。氯丁橡膠膠黏劑的缺點①耐熱性、耐寒性差;②貯存穩(wěn)定性較差,容易分層、凝膠和沉淀。氯丁橡膠膠黏劑的類型氯丁橡膠膠黏劑可分為溶液型、乳液型和無溶劑液體型三種。目前仍以溶液型用量最大。2.氯丁橡膠膠黏劑的主要成分及作用
一般的氯丁橡膠膠黏劑是由氯丁橡膠、硫化劑、樹脂、防老劑、溶劑、填充劑、促進(jìn)劑等組成。(1)氯丁橡膠:按聚合條件又可分成硫磺調(diào)節(jié)通用型(G型)、非硫調(diào)節(jié)通用型(W型)以及膠接專用型三大類,各類氯丁橡膠雖然都可配成膠黏劑,但它們的性能卻有很大的差別,因此必須根據(jù)應(yīng)用的具體要求來正確地加以選擇。
2.金屬氧化物★作用:促使橡膠(生膠)發(fā)生硫化反應(yīng)(即交聯(lián)反應(yīng)),提高膠的耐熱性,增加抗張強(qiáng)度?!镒畛S茫貉趸\(3號)和氧化鎂(輕質(zhì)),兩通常者并用★金屬氧化物的作用:硫化劑、酸吸收劑、樹脂反應(yīng)物、防焦燒劑。(三)、防老劑氯丁橡膠膠黏劑不加防老劑也能使用,但為防止橡膠分解,改善耐老化性能,一般加入2%左右的防老劑。其中以防老劑甲和防老劑丁用得較多,特別是防老劑丁的防老效果好,價格又便宜,故用得最多。但易變色?!颪-苯基-α-萘胺(防老劑甲或A),N-苯基-β-萘胺(防老劑丁或D)
(四)、樹脂加入樹脂可提高橡膠膠黏劑的膠接性,有利于膠接表面光滑的材料,如金屬、玻璃和塑料。應(yīng)用最廣泛的是對叔丁基酚醛樹脂(牌號為2402,即101),用量為45~95份。樹脂與氧化鎂的比例為10:1,樹脂與氧化鎂預(yù)反應(yīng)需少量水催化,水量通常為樹脂質(zhì)量的0.5%~1%。(五)、溶劑溶劑使膠液具有合適的工作黏度和固體含量。溶劑的種類和用量關(guān)系到氯丁橡膠膠黏劑的溶解性、穩(wěn)定性、滲透性、初粘性、膠接強(qiáng)度以及燃燒性和毒性等。氯丁橡膠能溶于芳香族溶劑(如苯、甲苯、二甲苯等)、氯化物溶劑(如三氯乙烯、四氯化炭等)和某些酮類,而對丁酮則為半溶性。它不溶于單獨的丙酮、脂肪烴(如己烷、汽油)及酯類(如醋酸甲酯、醋酸乙酯)等溶劑中,而溶于它們以一定比例混合的溶劑中。(六)、填充劑用于改善操作性能,降低成本和減少體積收縮率。
常用的填料有半補(bǔ)強(qiáng)碳黑、白碳黑、重質(zhì)碳酸鈣、陶土、滑石粉等,其中用重質(zhì)碳酸鈣的膠剝離強(qiáng)度較高。
(七)、促進(jìn)劑:促進(jìn)硫化,提高耐熱性(八)、交聯(lián)劑:提高強(qiáng)度和耐熱性丁腈橡膠膠粘劑:是以丁腈橡膠作為基料加入其它各種助劑配制而成的膠粘劑,是橡膠型膠粘劑中的一個重要品種,應(yīng)用不如氯丁橡膠膠粘劑廣泛。分為單組分、雙組分;溶劑型、乳液型;室溫固化、高溫固化的。
6.3.2丁腈橡膠膠黏劑一、特點(1)具有優(yōu)異的耐油、耐溶劑性能(2)對極性材料(如木材)有較高的膠接強(qiáng)度(3)良好的耐熱、耐磨、耐化學(xué)介質(zhì)和耐老化性(4)耐水性出色(5)膠層彈性、耐臭氧性、耐低溫性和電器絕緣性均較差(6)在光、熱作用下易變色二、丁腈膠黏劑的組成※(1)丁腈橡膠◆制備:是丁二烯和丙烯腈的共聚物。根據(jù)腈含量的不同分為高、中、低三類。◆分子式丙烯腈含量對膠接強(qiáng)度的影響:因被膠接材料而異,如:金屬—隨含量的提高而增大高丙烯腈含量:耐油性、膠層強(qiáng)度和膠接強(qiáng)度均較高;高丙烯腈含量:與酚醛樹脂相溶性很好,但膠的耐寒性和膠膜的彈性卻有所下降?!?)硫化劑◆目的:改善膠的耐熱等性能,適應(yīng)于常溫膠接,使丁腈橡膠能在低溫下快速硫化?!舫S玫牧蚧瘎毫蚧恰⒀趸\及有機(jī)過氧化物(如過氧化二異丙苯)等※(3)補(bǔ)強(qiáng)劑◆目的:提高內(nèi)聚強(qiáng)度、耐熱性和膠接強(qiáng)度,調(diào)節(jié)膠層的熱膨脹系數(shù)◆種類:黑色填料(提高膠接性能)—槽法炭黑,氧化鐵;白色填料(提高膠接性能、膠的白度和貯存穩(wěn)定性)—氧化鋅,二氧化鈦(鈦白粉)。※(4)增塑劑◆目的:改善膠層彈性和耐寒性;◆常用增塑劑:酯類(鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二鋅酯和磷酸三甲苯酯等)→用量≤30份。※(5)增黏劑◆目的:增加初粘力,提高粘接強(qiáng)度?!魳渲N類(交聯(lián)):熱固性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、間苯二酚甲醛樹脂提高膠的膠接強(qiáng)度、耐熱性和膠層強(qiáng)度結(jié)構(gòu)型膠粘劑※(6)防老劑◆目的:提高膠層的耐老化性◆常用防老劑:沒食子酸酯類(沒食子酸丙酯、沒食子酸乙酯等);防老劑丁、防老劑HP(苯基-β-萘胺和N,N‘-二苯基對苯二胺的混合物)、防老劑RD(丙酮和苯胺的反應(yīng)物)等,但有污染性;非污染的防老劑,如防老劑DOD(4,4’-二羥基聯(lián)苯)◆用量:0.5~5份?!?)溶劑◆溶解能力最強(qiáng):酮類化合物(如丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮)、氯代烴(如氯苯、二氯乙烷、三氯乙烷等)◆溶解能力較差:醋酸酯類化合物(如醋酸乙酯、醋酸丁酯)?!敉ǔ6嗖捎没旌先軇赫{(diào)節(jié)溶劑的揮發(fā)速度和膠液的其它性能。三、應(yīng)用※廣泛用于:汽車工業(yè)中耐油部件的膠接和海綿材料的膠接?!c酚醛樹脂等:對多孔性材料(如軟木、硬木板、皮等)、極性的聚合材料(如軟質(zhì)聚氯乙烯塑料、賽璐珞、聚酯等)、金屬材料及硅酸鹽材料(玻璃、陶瓷、水泥等)均有很好的膠接效果。※木材工業(yè):主要用于把塑料、金屬及其他材料膠貼到木材或人造板基材上進(jìn)行二次加工。6.3.3聚硫橡膠膠黏劑6.3.4丁基橡膠膠黏劑6.3.5聚異丁烯膠黏劑6.3.6硅橡膠膠黏劑6.3.7氯磺化聚乙烯膠黏劑6.3.8天然橡膠膠黏劑以無機(jī)物如磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、陶瓷低熔點金屬等為黏料配制成,稱為無機(jī)膠黏劑。隨著航天、航空技術(shù)的飛速發(fā)展,迫切需要具有耐高溫性能的新型材料,促進(jìn)了無機(jī)膠黏劑的研究及其開發(fā)應(yīng)用。6.4無機(jī)膠黏劑一.無機(jī)膠黏劑的特點(1)耐高溫,可承受1000℃或更高溫度;(2)抗老化性好;(3)收縮率小;(4)脆性大,彈性模量比有機(jī)膠黏劑高一個數(shù)量級;(5)抗水、耐酸堿性差。二.無機(jī)膠黏劑的類型按固化方式可將無機(jī)膠黏劑分為四類。(1)氣干型:如水玻璃、粘土等;(2)水固型:如石膏、水泥等;(3)熔融型:如低熔點金屬、玻璃膠黏劑等;(4)反應(yīng)型:如硅酸鹽、磷酸鹽等膠黏劑。◆熱熔型低熔點合金、玻璃膠粘劑、玻璃陶瓷膠粘劑等◆氣干型指在膠接中失去水分或其他溶劑而固化。如硅酸鈉(水玻璃)、醋酸鈉、硼酸鈉等?!羲绦褪唷⒐杷猁}水泥、鋁酸鹽水泥等各種水泥?!舴磻?yīng)型指膠料與除水以外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化。如膠體二氧化硅。6.4.1氣干型無機(jī)膠硅酸鈉(Na2SiO3
)是一種可溶性硅酸鹽。其水溶液俗稱水玻璃,可用作肥皂填料,木材防火劑及黏膠劑等。俗稱泡花堿,組成單元:Na2O·SiO2和膠體SiO2二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)的比值稱為水玻璃的摩爾數(shù)水玻璃的濃度越高,則水玻璃的密度和黏度越大,硬化速度越快,硬化后的黏結(jié)力與強(qiáng)度,耐熱性與耐酸性越高。水玻璃的硬化碳化硬化-水玻璃吸水空氣中的二氧化碳,析出二氧化硅凝膠,并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化Na2O.nSiO2+CO2+mH2O--nSiO2.mH2O+Na2CO3
水玻璃的性質(zhì)
a.黏結(jié)力強(qiáng),強(qiáng)度較高b.耐酸性好
c.耐熱性好d.耐堿性和耐水性差水玻璃的應(yīng)用水玻璃可粘接玻璃、金屬、多孔物質(zhì)木材、紙張等,還有以下用途:a.涂刷材料表面b.提高抗風(fēng)化能力
c.加固土壤d.配置速凝防水劑
e.修補(bǔ)磚墻裂縫
6.4.2水固型無機(jī)膠1、波特蘭水泥◆組成與品種波特蘭水泥(俗稱水泥,Portlandcement):由石灰?guī)r和粘土等配制、磨細(xì)成生料,將生料煅燒使之部分熔融形成熟料,最后將熟料與適量的石膏(緩凝劑)共同磨細(xì)即可。普通水泥:硅酸三鈣(3CaO?SiO2)、硅酸二鈣(2CaO?SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO?Al2O3)、鐵鋁酸四鈣(4CaO?Al2O3
?Fe2O3)。快干水泥:組成與普通相同,原料、煅燒條件等控制較嚴(yán)、細(xì)度較高。白水泥:氧化鐵較少,白色,光潔度較好,易著色。礦渣水泥:高爐礦渣和水泥熔塊粉碎而得,早期強(qiáng)度低,長時間后,可達(dá)普通水泥強(qiáng)度,且耐海水性好。氧化鋁水泥:氧化鋁較多的粘土與石灰?guī)r粉碎制得,具良好的早期強(qiáng)度?!魬?yīng)用水泥刨花板:刨花和水泥(1:2.5-4)→攪拌→成型→加壓→養(yǎng)護(hù)水泥硬化過程分為三個階段:溶解期(準(zhǔn)備期)-從水泥調(diào)水后水泥料起水化作用開始。膠化期(凝結(jié)期)-水泥繼續(xù)水化,析出成為膠體狀態(tài),并逐漸開始凝結(jié)。結(jié)晶期(硬化期)-漿體的強(qiáng)度逐漸提高并變成堅硬的石狀固體(水泥石),即凝膠變成晶體2、石膏◆天然石膏(生石膏)天然二水石膏(CaSO4
?2H2O):軟石膏,最常見(簡稱為石膏)。天然無水石膏(CaSO4):硬石膏。◆石膏的性質(zhì)生石膏:白色至灰色晶體,密度2.31-2.32,性脆。半水石膏或燒石膏:生石膏在110-150℃加熱轉(zhuǎn)變。無水石膏:燒石膏進(jìn)一步加熱至190℃而制得。◆應(yīng)用石膏刨花板:刨花/木纖維和石膏(0.2-0.3)→攪拌→鋪裝成型→加壓→水化硬化(水膏比0.3-0.4)→干燥→成品緩凝劑:硼砂、檸檬酸鈉、皮膠、蛋白膠促凝劑:氯化鈉、氟化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、硫酸鈉6.4.3熔融型無機(jī)膠熔接玻璃:硼酸鹽為基礎(chǔ),分為PbO-B2O3系玻璃和無鉛低溫玻璃,用于彩電顯像管的真空密封。熔接金屬:Pb-Sn系軟合金,粘接玻璃及陶瓷;Ag-Cu-Cd-Sn系硬合金粘接金屬金屬陶瓷:單組分金屬氧化物,粘接陶瓷,金屬。
6.4.4反應(yīng)型無機(jī)膠
1.硅酸鹽類膠黏劑以液態(tài)硅酸鹽做為結(jié)合劑,按實際情況需要適當(dāng)加入固化劑和填料調(diào)和而成。
固化劑主要包括:二氧化硅、氧化鎂、氧化鋅、氫氧化鋁、硼酸鹽、磷酸鹽等。
填料的選取原則(1)加入填料后膠黏劑的線性膨脹系數(shù)與被膠接材料的線性膨脹系數(shù)應(yīng)基本一致,保證在高溫下使用時不產(chǎn)生過大熱應(yīng)力而破壞膠接;(2)填料本身還應(yīng)該具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、較好的耐熱和耐水性,并能降低膠黏劑固化時的收縮率等。主要有氧化硅、氧化鋁、碳化鈦、氧化硼、云母等。硅酸鹽類膠黏劑膠接強(qiáng)度較高,耐熱、耐水性能較好,但耐酸、堿性性能較差??蓮V泛應(yīng)用于金屬、玻璃、陶瓷等多種材料的膠接。
加入食鹽可以提高硅酸鈉溶液的黏度,改善溶液的膠接性能;加入尿素、硼砂、純堿可以提高膠接強(qiáng)度;加入石灰可以提高膠黏劑的耐水性;摻入一定長徑比的無機(jī)纖維,可以提高膠黏劑的膠接強(qiáng)度,并降低固化物的收縮率。硅酸鹽類膠黏劑及其固化劑硅酸鹽固化劑硅酸鋰Li2O·nSiO2金屬粉末:Zn金屬氧化物:ZnO,MgO,CaO
,Al2O3金屬氫氧化物:Mg(OH)2,Ca(OH)2,
Al(OH)3硅酸鈉Na2O
·nSiO2硅氟化物:Na2SiF6,K2SiF6硅化物:
Al2O3·
SiO2硅酸鉀K
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