膠粘劑與涂料演示文稿

膠粘劑與涂料演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有159頁\編輯于星期四（優(yōu)選）膠粘劑與涂料現(xiàn)在是2頁\一共有159頁\編輯于星期四你使用過膠粘劑嗎？

什么情況下使用的膠粘劑？你知道幾種膠粘劑？

他們的主要成分是什么？現(xiàn)在是3頁\一共有159頁\編輯于星期四緒論本緒論要點(diǎn)：1，膠粘劑的定義；2，膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)；3，在林產(chǎn)品加工中的應(yīng)用；4，發(fā)展方向一、膠粘劑的定義：

膠粘劑就是在一定條件下通過粘附作用能把被粘物結(jié)合在一起的物質(zhì)，又叫粘合劑、膠黏劑，習(xí)慣上稱為膠（但不宜稱作膠水）。幾個(gè)常用術(shù)語：

粘附：兩個(gè)表面靠化學(xué)力、物理力或兩者兼有的力使之結(jié)合在一起的狀態(tài)。

膠合、膠接、粘接、粘結(jié)：用膠粘劑將被粘物連接在一起的過程。

膠接技術(shù)：選擇適宜的膠粘劑，選擇適當(dāng)?shù)慕宇^形式，采用合理的粘接工藝而達(dá)到粘接目的的方法。

現(xiàn)在是4頁\一共有159頁\編輯于星期四

粘度：流體層間的剪切應(yīng)力與層間剪切速率之比。粘度是流體流動(dòng)阻力的量度。單位：mPa·S。膠接強(qiáng)度：膠接面破壞時(shí)，單位面積破壞所需的力。單位：MPa，kg/cm2。二、膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)及在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用1，膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)膠粘劑和膠接技術(shù)與傳統(tǒng)的鉚接、螺接、焊接等連接技術(shù)相比有很多特點(diǎn)。1）膠接適用范圍廣膠接不受被膠接材料的類型、幾何形狀的限制。厚、薄，硬、軟，大、小，材質(zhì)不同?，F(xiàn)在是5頁\一共有159頁\編輯于星期四2）膠接應(yīng)力分布均勻、很少產(chǎn)生傳統(tǒng)連接常出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，可以提高抗疲勞強(qiáng)度。一般膠接的反復(fù)疲勞強(qiáng)度破壞為4×106次，而鉚接只有2×105。薄板膠接耐振性比鉚接或螺接高50％左右。3）膠接工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率高。4）膠接可以減輕結(jié)構(gòu)件重量、節(jié)約材料。采用膠接可使飛機(jī)重量下降20％以上，成本下降30％以上。膠粘劑的使用量是現(xiàn)代汽車水平的一個(gè)重要標(biāo)志。5）膠接受力面大，機(jī)械強(qiáng)度高。6）膠接制件表面光滑、平整、美觀，能提高空氣動(dòng)力學(xué)特性和美觀性。7）膠接的密封性能優(yōu)良，并且具有耐水、防腐和電絕緣等性能?？梢苑乐菇饘俚碾娀瘜W(xué)腐蝕。8）膠接可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工和獨(dú)特組裝，也可功能性膠接。如集成電路、人體組織膠接?，F(xiàn)在是6頁\一共有159頁\編輯于星期四9）膠接工藝溫度低，對(duì)熱敏部件損害小。10）粘接修補(bǔ)、密封堵漏快捷高效。水下修補(bǔ)，帶電操作?？傊?，膠粘劑以其膠接方便、快速、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能而著稱，已從木材加工業(yè)逐步擴(kuò)展到航空、航天、航海、原子能、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、建筑、紡織、電子、化工、醫(yī)療、文化體育等各個(gè)領(lǐng)域和人民生活的各個(gè)方面。

當(dāng)然，膠粘劑和膠接技術(shù)還不是十全十美的，也存在著一些缺點(diǎn)。1）膠接質(zhì)量容易受各種因素影響，產(chǎn)品性能的重現(xiàn)性較差。2）無損檢測(cè)還不成熟，膠接的可靠性還較差。常常需要進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)，周期性長(zhǎng)，浪費(fèi)試件、時(shí)間、資金?，F(xiàn)在是7頁\一共有159頁\編輯于星期四3）膠接物常需要表面處理，膠接工藝要求嚴(yán)格。PE等的膠合常常要進(jìn)行表面處理，普通白乳膠不能在0℃以下膠接；酚醛樹脂要在較高溫度下膠合。4）膠接的力學(xué)性能和耐老化性等的研究與金屬等材料相比還十分不成熟。規(guī)律性性差，重現(xiàn)性差。5）高分子膠粘劑的膠接的溫度使用范圍限制大?！?）貯存期短?？傊?，膠接一般強(qiáng)度不夠高、耐熱性低、耐久性較差，重復(fù)性差；無損檢測(cè)還不成熟；膠接在很多方面還不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接方式，如焊接、鉚接等。但膠接是一門古老而年輕的技術(shù)，它的缺點(diǎn)通過技術(shù)進(jìn)步是可以得到改進(jìn)的。①現(xiàn)在是8頁\一共有159頁\編輯于星期四2，膠粘劑在國民經(jīng)濟(jì)主要部門中的作用1）航空工業(yè)

膠粘劑的使用使飛機(jī)的強(qiáng)度提高、結(jié)構(gòu)變輕、抗疲勞性提高、壽命延長(zhǎng)、生產(chǎn)效率提高。2）航天工業(yè)

在人造衛(wèi)星、宇宙飛船和運(yùn)載火箭等中膠粘劑也是大顯身手。膠粘劑的使用使航天器的結(jié)構(gòu)輕量化、合理化，推力大為提高。3）汽車工業(yè)汽車的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是輕量化，以便于節(jié)能、提高車速。4）電子工業(yè)國外，膠粘劑10－20％用于電子工業(yè)?，F(xiàn)在是9頁\一共有159頁\編輯于星期四三、膠粘劑在林產(chǎn)品－木材工業(yè)中的應(yīng)用

70％以上的木制品使用膠粘劑。木材加工業(yè)是膠粘劑用量最大的部門。據(jù)報(bào)道，前蘇聯(lián)約有80％膠粘劑用于木材加工業(yè)，日本76％，美國大約60％，我國大約30－50％（也有說70％的）。1,提高木材利用率。2,低劣質(zhì)木材、小徑材、殘廢材、加工剩余物、農(nóng)副產(chǎn)品的有效利用；3，提高木質(zhì)材料性能。5）建筑工業(yè)建筑工業(yè)是膠粘劑和密封劑最大的應(yīng)用市場(chǎng)之一。6）制鞋工業(yè)世界鞋年產(chǎn)量100億雙，中國最多，為30億。70－80％是膠粘鞋。7）包裝工業(yè)現(xiàn)在是10頁\一共有159頁\編輯于星期四四、膠粘劑的發(fā)展歷史與展望一、歷史幾千年前人類就開始使用膠粘劑，主要是一些天然的無機(jī)膠粘劑和動(dòng)植物膠粘劑。而只有合成膠粘劑的出現(xiàn)才使得膠粘劑得以長(zhǎng)足發(fā)展，也才使得膠粘劑成為一門科學(xué)，一門發(fā)展最快的新興的邊緣學(xué)科。合成樹脂膠粘劑的發(fā)展可大致分為3個(gè)階段，誕生期：20世紀(jì)初至30年代，成長(zhǎng)期：20世紀(jì)30年代至60年代，成熟期：60年代以后?！魑覈z粘劑品種已從1983年的600種，猛增到3500種，2003年產(chǎn)量已達(dá)到430萬噸。（？）我國人造板2003年產(chǎn)量為4553萬M3，其用膠量約為：4553萬M3×0.1噸/M3

＝455.3萬噸。如果換算成液體膠大概為900萬噸！

現(xiàn)在是11頁\一共有159頁\編輯于星期四二、膠粘劑的發(fā)展方向與前景1）遵循4E原則

21世紀(jì)的發(fā)展強(qiáng)調(diào)綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)膠粘劑和密封劑新品種不能只強(qiáng)調(diào)使用價(jià)值，還必須考慮環(huán)保價(jià)值。國際產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求是生態(tài)環(huán)境（Environment）、節(jié)約能源（Energy）、經(jīng)濟(jì)效益（Economy）并舉，簡(jiǎn)稱3E要求；而對(duì)于膠粘劑則提出了4E要求：低成本（Economics）、節(jié)約能源（Energy）、高性能（Excellence）、無公害（Environment）。出于對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，膠粘劑的發(fā)展方向出現(xiàn)了新特征，主要是水性化、固體化、無溶劑化、低毒化、高固體含量化等。

現(xiàn)在是12頁\一共有159頁\編輯于星期四2）采用新技術(shù)

共混與復(fù)合技術(shù)、納米技術(shù)、生物工程技術(shù)、輻射固化技術(shù)、可降解技術(shù)國外已經(jīng)將納米級(jí)SiO2用于膠粘劑；美國康涅狄格大學(xué)仿照貝殼膠粘劑，研制出一種可在幾分（秒）內(nèi)固化、形成高強(qiáng)度的膠粘劑，可用于治療骨折或肌肉創(chuàng)傷。3）重視開拓市場(chǎng)和重視基礎(chǔ)研究4）加強(qiáng)國內(nèi)、國際合作與交流

現(xiàn)在是13頁\一共有159頁\編輯于星期四第一章膠接理論基礎(chǔ)本章要點(diǎn)：1.膠接理論定義；2.膠粘劑在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)（特別是木材加工工業(yè)）中的地位；3.幾種膠接理論的要點(diǎn)、局限性；4.接觸角的概念與意義，膠粘劑對(duì)被粘物表面的濕潤(rùn)以及接觸角與膠接質(zhì)量的關(guān)系。

現(xiàn)在是14頁\一共有159頁\編輯于星期四

膠接是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程。它包括膠粘劑與被粘物的接觸、膠粘劑的液化流動(dòng)、對(duì)被粘物的潤(rùn)濕、擴(kuò)散、滲透、固化等。膠接涉及到高分子化學(xué)、高分子物理學(xué)、界面化學(xué)、材料力學(xué)、熱力學(xué)、流變學(xué)等多門學(xué)科。因此，它是一門跨學(xué)科的科學(xué)技術(shù)。膠接理論在20世紀(jì)40年代開始提出。膠接技術(shù)在航空航天飛行器等尖端科技領(lǐng)域的應(yīng)用，使得膠接理論的研究獲得了新動(dòng)力。膠接界面的作用力與膠接強(qiáng)度直接相關(guān)。一般認(rèn)為有3種主要的界面力：1,錨合、摩擦作用產(chǎn)生的機(jī)械力?？蛇_(dá)1.4~7MPa;2,分子間力。7×102~7×103MPa；3，化學(xué)鍵力。7×103~7×104MPa。不同情況下，作用不同。事實(shí)上，膠接強(qiáng)度只有理論值的很少部分。第一章膠接理論基礎(chǔ)現(xiàn)在是15頁\一共有159頁\編輯于星期四第一節(jié)膠接理論

膠接理論就是解釋膠接力形成機(jī)理，解釋膠接現(xiàn)象的理論。膠接理論對(duì)于指導(dǎo)膠接技術(shù)、指導(dǎo)膠粘劑的研究開發(fā)具有十分重要的作用。一、機(jī)械理論由Mcbain和Hopkis提出。要點(diǎn)：機(jī)械理論認(rèn)為膠粘劑滲入被粘物的凹陷處、縫隙或/和孔隙內(nèi)，固化后產(chǎn)生錨合、鉤合、楔合等作用，使被粘物膠接在一起。簡(jiǎn)而言之，機(jī)械理論就是只把膠接看成是純粹的機(jī)械嵌定作用。機(jī)械作用一般有：嵌裝，鉤合（可以是分子級(jí)的）、錨合、釘合、樹根固定等?，F(xiàn)在是16頁\一共有159頁\編輯于星期四

機(jī)械理論是最早提出的膠接理論。它對(duì)解釋木材等多孔性材料及表面粗糙的材料的膠接很有貢獻(xiàn)，已在膠接實(shí)踐中得到驗(yàn)證。如，為了得到高的膠接強(qiáng)度，塑料、金屬、玻璃等通過砂光、噴砂處理等使表面粗糙后再膠接。

適度膠接溫度與壓力，是產(chǎn)生足夠膠釘?shù)臈l件。有些材料按照潤(rùn)濕、分子間力等的概念是難以得到良好膠接的，但機(jī)械理論卻可以解釋它們最終可以獲得良好膠接的原因。如聚乙烯塑料膠接木材單板制造膠合板。

局限性：機(jī)械理論無法解釋非多孔性材料，如玻璃、金屬等物體的膠接現(xiàn)象，也無法解釋材料表面的化學(xué)變化對(duì)膠接作用的影響?！鳜F(xiàn)在是17頁\一共有159頁\編輯于星期四二、吸附理論

要點(diǎn)：吸附理論認(rèn)為膠粘劑分子通過布朗運(yùn)動(dòng)向被粘物表面移動(dòng)，使二者的極性分子基團(tuán)和鏈段靠近，當(dāng)分子間距小于0.5~1nm時(shí)，便產(chǎn)生分子間力，即范德華力，而形成粘接。20世紀(jì)40年代提出的。為大多數(shù)學(xué)者所認(rèn)可。

吸附理論認(rèn)為膠接作用是膠粘劑分子與被粘物分子在界面相互吸附而產(chǎn)生的。膠接作用是物理吸附與化學(xué)吸附共同作用產(chǎn)生的。物理吸附才是膠接作用的普遍性原因。吸附理論已被很多事實(shí)所證明。如，改性乳膠膠接玻璃、金屬時(shí)，隨著共聚物中－COOH的量的增加膠接強(qiáng)度提高；環(huán)氧樹脂膠接鋁合金，膠接強(qiáng)度跟－OH的量呈正向變化。吸附理論的特點(diǎn)1，分子間力普遍存在。同一種膠粘劑可以膠接不同材料，說明了吸附作用的普遍存在?，F(xiàn)在是18頁\一共有159頁\編輯于星期四2，吸附理論建立在熱力學(xué)平衡基礎(chǔ)上，據(jù)此可以推斷出膠接功。進(jìn)而可以比較理論強(qiáng)度。（實(shí)際上，實(shí)際強(qiáng)度比理論強(qiáng)度低1到幾個(gè)數(shù)量級(jí)；3，潤(rùn)濕是影響膠接強(qiáng)度的重要因素，是吸附理論的核心內(nèi)容。膠接力的產(chǎn)生一般認(rèn)為可分成兩個(gè)階段：1，膠粘劑分子通過布朗運(yùn)動(dòng)向物體表面運(yùn)動(dòng)，使分子鏈段或極性基團(tuán)相互靠近（通過提高溫度、降低粘度、加壓等有利于布朗運(yùn)動(dòng)）。2，吸附引力產(chǎn)生。與膠粘劑和被粘物的極性，分子間距，吸附點(diǎn)數(shù)等有關(guān)。吸附理論的局限性：1，不能解釋膠接的內(nèi)聚破壞這一現(xiàn)象；2，無法解釋測(cè)定的膠接強(qiáng)度的大小與剝離速度有關(guān)的現(xiàn)象；3，無法解釋非極性材料的膠接。4，被膠接物表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，對(duì)環(huán)氧樹脂的潤(rùn)濕性變差，但膠接強(qiáng)度卻上升?，F(xiàn)在是19頁\一共有159頁\編輯于星期四三、擴(kuò)散理論

要點(diǎn)：擴(kuò)散理論認(rèn)為膠粘劑和被粘物分子相互擴(kuò)散，大分子相互纏結(jié)交織或在界面發(fā)生互溶，導(dǎo)致界面消失和過渡區(qū)的產(chǎn)生，從而固化后形成牢固的膠合。擴(kuò)散理論又稱為分子滲透理論，適用于解釋同種或結(jié)構(gòu)、性能相近的高分子材料之間的膠接。如聚合物在溶劑或熱作用下的自粘。溶解性相近的聚合物的表面粘接。幾條規(guī)律：1，膠接強(qiáng)度隨時(shí)間增加、溫度升高、壓力增大和膠層厚度減小而升高；2，分子量過高、纏結(jié)、卷曲等不利于潤(rùn)濕、擴(kuò)散；3，分子鏈柔順、交聯(lián)度小，有利于擴(kuò)散，提高膠接強(qiáng)度。擴(kuò)散理論的局限性：不能解釋聚合物膠粘劑與金屬、玻璃、陶瓷等無機(jī)物的膠接過程；無法解釋一些膠粘劑與被膠接物的溶解度參數(shù)近似卻難以得到良好的膠接的現(xiàn)象。

現(xiàn)在是20頁\一共有159頁\編輯于星期四四、靜電理論靜電理論要點(diǎn)：又稱為雙電層理論，它認(rèn)為膠粘劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層，由于靜電的相互吸引而產(chǎn)生膠接力。靜電理論的局限性：不能解釋性能相同或相近的聚合物之間的膠接；無法解釋導(dǎo)電膠粘劑以及用碳黑作填料的膠粘劑的膠接過程；靜電理論無法解釋溫度等因素對(duì)剝離實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；實(shí)際上，一般靜電力小于0.04MPa，靜電力對(duì)膠接強(qiáng)度的貢獻(xiàn)是微不足道的。幾個(gè)事實(shí)：1，從一個(gè)表面剝離膠合膜，實(shí)際功為10-3~10J/cm2，而理論值為10-5~10-4J/cm2。2，剝離功（粘附力）與剝離速度有關(guān)（快速剝離時(shí)電荷逸出少，剝離功大），與理論分析不符。3，在干燥的暗室里剝離薄膜時(shí)，有撕裂聲并伴隨閃光。4，用吸附理論及其他理論不能滿意解釋非極性聚合物現(xiàn)在是21頁\一共有159頁\編輯于星期四形成化學(xué)鍵膠接的幾種方法。

1，膠粘劑和被膠接物之間的活性基團(tuán)在一定條件下反應(yīng)形成化學(xué)鍵。2，加入偶聯(lián)劑；3，通過表面處理產(chǎn)生活性基團(tuán)?；瘜W(xué)鍵理論的局限性：不能解釋大多數(shù)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的膠接現(xiàn)象。（化學(xué)鍵的形成是有條件的，很多情況下難以形成化學(xué)鍵）。五、化學(xué)鍵理論化學(xué)鍵理論要點(diǎn)：認(rèn)為膠接作用是由于膠粘劑分子與被粘物表面通過化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵的結(jié)果?；瘜W(xué)鍵能比分子間力要高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，如能形成化學(xué)鍵，則會(huì)獲得高強(qiáng)度、抗老化的膠接。對(duì)于木材等的膠接很有指導(dǎo)意義。幾個(gè)事實(shí)：1，硫化橡膠與黃銅表面形成硫化亞銅，產(chǎn)生化學(xué)鍵；2，聚烯烴材料難以膠合，但通過等離子處理產(chǎn)生－COOH、－OH等基團(tuán)，能夠與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高膠接強(qiáng)度；3，聚氨酯、異氰酸酯膠接木材能夠產(chǎn)生化學(xué)鍵?，F(xiàn)在是22頁\一共有159頁\編輯于星期四第二節(jié)、膠接界面化學(xué)膠接作用的形成，一是潤(rùn)濕，一是粘合力,二者缺一不可。一、潤(rùn)濕潤(rùn)濕是液體在固體表面的鋪展現(xiàn)象。接觸角是液體與固體接觸后，固液氣三相交界處形成的角度，即通過固液氣三相點(diǎn)所作液滴曲面的切線與液體接觸一面的固體平面的夾角，常用θ表示。γSLγLγSθγL（γLV

）表示液體表面張力，γS（γSV

）表示固體表面能，

γSL

為固液界面張力?，F(xiàn)在是23頁\一共有159頁\編輯于星期四由圖可見，固體表面能促進(jìn)液滴鋪展，而液體表面張力則促使液滴收縮，達(dá)到平衡時(shí)則有：

γSL＋γL

cosθ=γSYoung氏方程。

θ越小，鋪展越大，潤(rùn)濕性越好。θ＝0表示完全潤(rùn)濕，θ<90o

表示可以潤(rùn)濕；θ>90o表示難以潤(rùn)濕；θ＝180o表示完全不能潤(rùn)濕。

γSLγLγSθ現(xiàn)在是24頁\一共有159頁\編輯于星期四

二、固體表面能的測(cè)定方法－臨界表面張力（γC

）

010152025液體的表面張力(10-5N/cm)cosθ

1現(xiàn)在是25頁\一共有159頁\編輯于星期四三、界面化學(xué)特性與膠接強(qiáng)度的關(guān)系cosθ或固體表面能剪切強(qiáng)度現(xiàn)在是26頁\一共有159頁\編輯于星期四第三節(jié)、膠接流變學(xué)與膠接破壞粘度或活性時(shí)間（加入固化劑）膠接強(qiáng)度一、膠粘劑粘度對(duì)膠接強(qiáng)度的影響現(xiàn)在是27頁\一共有159頁\編輯于星期四二、膠接破壞膠接接頭結(jié)構(gòu)組成示意圖1，9被膠接物；2，8受膠粘劑影響的被膠接物層；3，7膠粘劑與被膠接物的界面層；4，6受界面影響的膠粘劑層；5，膠粘劑123456789接頭的破壞強(qiáng)度：?jiǎn)挝幻娣e或單位膠接長(zhǎng)度上所能承受的最大載荷。膠接接頭破壞類型：1，被膠接物破壞；2，內(nèi)聚破壞；3，界面破壞；4，混合破壞?，F(xiàn)在是28頁\一共有159頁\編輯于星期四三、影響膠接強(qiáng)度的因素1，膠粘劑的分子量、分子結(jié)構(gòu)、極性

分子量潤(rùn)濕性、內(nèi)聚力；分子結(jié)構(gòu)：線形、支型、體型；極性2，弱界面層

被膠接材料和膠粘劑中，由于材料表面與內(nèi)部存在著性質(zhì)上的差異而造成結(jié)構(gòu)不均勻性弱界面層。

主要對(duì)物理吸附的膠接體系產(chǎn)生影響，對(duì)化學(xué)膠接理論和自粘體系影響不大。

1)物理吸附，2）膠接體系中存在不相容的低分子物，3）低分子物對(duì)被膠接物的吸引力大。3，內(nèi)應(yīng)力

內(nèi)應(yīng)力主要是收縮應(yīng)力和熱應(yīng)力4，環(huán)境應(yīng)力

機(jī)械力，溫度變化（兩端溫度不同時(shí)，小分子易發(fā)生移動(dòng)），表面污染，濕度變化，微生物、霉菌。現(xiàn)在是29頁\一共有159頁\編輯于星期四四、膠接耐久性膠接耐久性：膠接接頭在使用和存放過程中長(zhǎng)期保持其性能的能力。

膠接接頭使用條件主要有外力的作用(蠕變和疲勞）和外部環(huán)境的作用（老化）。

蠕變破壞：在一小于靜態(tài)破壞力的負(fù)荷下，膠接接頭隨時(shí)間發(fā)生塑性形變，失去尺寸穩(wěn)定性，最后導(dǎo)致破壞。P1P1<P0t現(xiàn)在是30頁\一共有159頁\編輯于星期四

持久強(qiáng)度：膠接接頭在使用時(shí)間內(nèi)，單位面積所能承受的最大載荷。

持久壽命：膠接接頭在使用載荷下的破壞時(shí)間。疲勞破壞：膠接接頭在循環(huán)應(yīng)力作用下，強(qiáng)度下降，最后直至破壞。

疲勞強(qiáng)度：在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)下不引起破壞的最大應(yīng)力。疲勞壽命：膠接接頭在規(guī)定循環(huán)應(yīng)力作用下，發(fā)生破壞的次數(shù)。預(yù)測(cè)膠接耐久性困難的原因膠接耐久性受多種因素的影響：1，膠粘劑種類，成分；2，被膠接物材料種類、表面狀態(tài)；3，膠接部位尺寸、形狀；4，膠接條件、方法；5，膠接接頭所受應(yīng)力方向、大??；6，環(huán)境條件?，F(xiàn)在是31頁\一共有159頁\編輯于星期四第四節(jié)膠粘劑的組成與分類一、膠粘劑的組成成分

1，膠料；△2，固化劑；△3，增塑劑與增韌劑△；4，填料（作用：提高機(jī)械性能；賦予膠粘劑新功能；減小接頭應(yīng)力；改善操作工藝）；5，稀釋劑與溶劑；6，偶聯(lián)劑；7，其它。二、膠粘劑的分類

1，按固化方式分類：溶劑揮發(fā)型，化學(xué)反應(yīng)型，冷卻硬化型。

2，按表觀形態(tài)分類:液態(tài);固態(tài);膏狀與膩?zhàn)印?/p>

3，按化學(xué)成分分類:無機(jī);有機(jī)(天然,合成)。

4，按用途分類:結(jié)構(gòu)膠;非結(jié)構(gòu)膠;特種膠。

5，按耐水性分類:高耐水;中;低;非耐水膠?，F(xiàn)在是32頁\一共有159頁\編輯于星期四第二章氨基樹脂膠粘劑

本章要點(diǎn)1、脲醛樹脂（UF）膠粘劑、三聚氰胺甲醛（MF）樹脂膠粘劑的優(yōu)缺點(diǎn)；2、UF、MF合成原理與工藝控制；3、UF、MF性能影響因素；4、改性方法。特別是脲醛樹脂膠粘劑耐老化性、耐水性、游離甲醛含量（膠接制品的甲醛釋放量）方面的改性方法?，F(xiàn)在是33頁\一共有159頁\編輯于星期四第二章氨基樹脂膠粘劑生產(chǎn)工藝

第一節(jié)脲醛樹脂膠粘劑定義：尿素與甲醛在一定條件下縮聚而成的初期樹脂(UF)。優(yōu)點(diǎn)：膠接力好；中等耐水；固化快（常溫、高溫）；顏色淺；水混溶性好；易調(diào)制合適的粘度和濃度；成本低；合成易。一、原料

O（一）尿素

H2N－C－NH2

Urea（二）甲醛

H－C－H

Formaldehyde

O現(xiàn)在是34頁\一共有159頁\編輯于星期四二、UF樹脂膠粘劑合成原理

U含4個(gè)Ｈ，但是3官能度；F是2官能度。決定產(chǎn)物性能的因素：摩爾比，pH值，溫度，時(shí)間。粘度、固含量、游離甲醛含量、貯存期，固化速度（一）尿素與甲醛的加成反應(yīng)又稱為，羥甲基化。一般在弱堿性或中性條件下。

H2N－CO－NH2

＋H－CO－HH2N－CO－NH－CH2OHHOCH2－HN－CO－NH－CH2OH現(xiàn)在是35頁\一共有159頁\編輯于星期四

（二）縮聚反應(yīng)（弱酸性條件下）H2N－CO－NH－CH2OH＋HOCH2－HN－CO－NH－CH2OHH2N－CO－NH－CH2－O－CH2－HN－CO－NH－CH2OHHOCH2－HN－CO－NH－CH2－HN－CO－NH－CH2OH

現(xiàn)在是36頁\一共有159頁\編輯于星期四（三）固化反應(yīng)凝膠點(diǎn)CH2OHCH2OHCH2OHOCH2NH2NH2NH2CH2OCH2現(xiàn)在是37頁\一共有159頁\編輯于星期四

三、UF樹脂膠粘劑合成反應(yīng)的影響因素

合成工藝、配方直接決定樹脂的結(jié)構(gòu)、膠接性能和最終膠合產(chǎn)品的游離甲醛釋放量。（一）、甲醛與尿素的摩爾比樹脂性能1.01.21.41.61.82.0摩爾比游離F含量、膠合產(chǎn)品游離F釋放量樹脂固化時(shí)間膠合產(chǎn)品（PB、FB）內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度樹脂羥甲基含量、貯存期現(xiàn)在是38頁\一共有159頁\編輯于星期四分批加料：產(chǎn)品性能多次優(yōu)于1次

每批加入量（摩爾比1.2，3次加料）第一批加入太多，制造的樹脂貯存穩(wěn)定性差；第三批加入量太多>25%時(shí)，由于生成大量的羥甲基脲和游離尿素，使膠合產(chǎn)品濕強(qiáng)度下降嚴(yán)重。樹脂性能123加料次數(shù)樹脂貯存穩(wěn)定性游離F含量和膠合產(chǎn)品游離F釋放量現(xiàn)在是39頁\一共有159頁\編輯于星期四（二）反應(yīng)介質(zhì)的pH值大多數(shù)工廠采用弱堿－弱酸－弱堿合成工藝。1，加成階段

pH值在7－9，常用

pH值在4－6，節(jié)省合成時(shí)間、酸堿用量

pH值<3，不常用，合成溫度低、時(shí)間短、F低。但樹脂固化困難，產(chǎn)品性能較差。

2，縮聚階段（加成階段pH值在7－9的情況下，）縮聚pH值在4－6。3，脫水及貯存

pH值在7－7.5現(xiàn)在是40頁\一共有159頁\編輯于星期四（三）反應(yīng)溫度大多數(shù)工廠采用弱堿－弱酸－弱堿合成工藝時(shí)，開始是緩慢升溫，然后在90度反應(yīng)，最后在70－80度脫水。（四）反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)溫度、介質(zhì)pH值等直接相關(guān)。實(shí)際就是反應(yīng)終點(diǎn)的控制問題。（五）原料尿素：硫酸鹽含量<0.01％，縮二脲<0.7％，游離氨<0.015％。甲醛：工業(yè)濃度約37％。甲酸<0.1％；甲醇應(yīng)盡可能少。（UF預(yù)縮液）

鐵加速康尼查羅反應(yīng)，影響樹脂顏色。應(yīng)<0.0005％現(xiàn)在是41頁\一共有159頁\編輯于星期四（四）脲醛樹脂合成工藝

摩爾比、加料次數(shù)、反應(yīng)溫度、pH控制、脫水。（一）原料計(jì)算

設(shè)U為尿素摩爾數(shù)，F(xiàn)為甲醛摩爾數(shù)，X為摩爾比，W為重量，Q為純度，M為分子量。

U/F＝1/X，則F＝U×XWf×Qf/Mf

＝Wu×Qu/Mu×XWf

＝Mf×[X×（Wu×Qu

）/Mu]/Qf

如果確定了裝料系數(shù)，混合液密度，反應(yīng)罐容積，最后脫水量，如何計(jì)算一次的最大產(chǎn)量？現(xiàn)在是42頁\一共有159頁\編輯于星期四（二）反應(yīng)終點(diǎn)控制

直接測(cè)定分子量是不可能的。

1。測(cè)定、觀測(cè)與水的相溶性

A，水?dāng)?shù)測(cè)定法5ml膠粘劑常溫發(fā)生沉淀時(shí)加入的水量。

B，憎水溫度(霧點(diǎn)法)將一滴膠液滴入水中發(fā)生云霧狀沉淀時(shí)的溫度。

C，濁點(diǎn)膠液冷卻出現(xiàn)混濁時(shí)的溫度。

2。測(cè)定粘度旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、涂－4杯粘度計(jì)，氣泡粘度計(jì)，恩格拉粘度計(jì)、改良奧氏粘度計(jì)等?，F(xiàn)在是43頁\一共有159頁\編輯于星期四（三）工藝類型選擇

1。加料次數(shù)

A，尿素一次加入

B，尿素多次加入，甲醛1次或2次加入。

一般工廠采用尿素3次加入，甲醛1次加入。

2。溫度低溫縮聚45－60℃反應(yīng)高溫縮聚90℃以上縮聚。工廠普遍采用。

3。pH值堿－酸－弱堿，弱酸－弱堿，強(qiáng)酸－弱堿現(xiàn)在是44頁\一共有159頁\編輯于星期四（三）工藝類型選擇

4。脫水與不脫水

A，脫水濃縮粘度大、固含高、游離F低、膠合性能好。

B，不脫水、不濃縮粘度小、固含低、游離F高、生產(chǎn)成本低。

（四）合成實(shí)例膠合板用UF膠粘劑：摩爾比較高1.4~1.8，游離甲醛含量高；一般加入少量聚乙烯醇（也可不加）；樹脂多數(shù)不脫水；要求初粘性好，使用時(shí)可加入10－20％的填料?，F(xiàn)在是45頁\一共有159頁\編輯于星期四

刨花板用UF膠粘劑：摩爾比較低，一般在1.2~1.6，最低可達(dá)1.05。樹脂一般脫水，固含量高（60－70％）；樹脂粘度小，初粘性高；樹脂的水混溶性好、能與石蠟乳液混溶。

中密度纖維板用UF膠粘劑：摩爾比不可過低，以保證有足夠的強(qiáng)度，防止卸版時(shí)分層；樹脂粘度小，初粘性?。ǚ乐估w維粘連，堵塞管道）。

細(xì)木工板用脲醛樹脂膠粘劑：固含量高（65－70％），摩爾比高（1.8-2.0)?，F(xiàn)在是46頁\一共有159頁\編輯于星期四脲醛樹脂膠粘劑制造工藝1）將1000kg甲醛（37％）加入反應(yīng)釜中，用氫氧化鈉（30％）溶液調(diào)pH值至7.0~7.5，升溫至35℃;2）加尿素362公斤，聚乙烯醇0~20公斤，60min升溫至90℃；保溫60min，pH為6.0～6.5;3）用甲酸（20％），調(diào)pH＝4.2~4.8，在902℃反應(yīng)至粘度為涂－4杯19～23秒（40℃），或者反應(yīng)液滴入水中呈濃霧狀；4）用氫氧化鈉調(diào)反應(yīng)液pH＝7.0～7.5，加入尿素180kg、三聚氰胺0~20kg，在70～80℃保溫20分鐘；5）開動(dòng)真空泵，脫水200~300公斤；6）加入尿素40公斤，在70℃反應(yīng)30分鐘；7）降溫至40℃，出料。膠粘劑質(zhì)量指標(biāo)：固體含量/％56~62pH值7.0~7.5粘度/cP（20℃）150~300固化時(shí)間/s40~60游離甲醛含量/%0.2~0.4適用期/h>4貯存期/d>30現(xiàn)在是47頁\一共有159頁\編輯于星期四

五、脲醛樹脂的調(diào)制

又稱調(diào)膠，是膠粘劑使用過程中的一道重要工序。

（一）固化劑

可以降低膠粘劑pH值，使樹脂在使用時(shí)能夠快速固化。常是酸或可以放出酸的物質(zhì)。

酸類：無機(jī)酸，有機(jī)酸；酸性鹽；潛伏型。固化劑選擇原則：

1，根據(jù)人造板生產(chǎn)工藝：適用期要長(zhǎng)（4h），膠合時(shí)固化要快。刨花板表、芯層固化劑量、種類有別。

2，根據(jù)氣候條件或氣溫變化調(diào)節(jié)固化劑用量、種類。

3，固化后膠層的pH值不可過高或過低?，F(xiàn)在是48頁\一共有159頁\編輯于星期四固化劑選擇原則：

4，固化劑應(yīng)無毒、無污染、水溶性好、價(jià)格低廉。工廠現(xiàn)在一般用NH4Cl。常與氨水、尿素、六次甲基四胺等配合使用。固化劑用量（％）固化時(shí)間（S）適用期(分)NH4Cl0.522.5140NH4Cl+氨水126.5300六次+NH4Cl137420NH4Cl+六次+尿素＋水1040>600現(xiàn)在是49頁\一共有159頁\編輯于星期四

五、脲醛樹脂的調(diào)制（二）助劑

1，填料和增量劑

作用：節(jié)約樹脂用量，降低成本；增加膠液粘度，避免透膠、缺膠；降低膠層收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，提高膠層的耐老化性。

A，填料一般是不溶于水的固體顆粒狀物質(zhì)。種類有：無機(jī)物，果殼類，木粉，茶葉粉等。

填料可以提高膠粘劑的粘度，防止透膠，降低成本。研究還發(fā)現(xiàn)填料可以降低游離甲醛，提高耐老化性，提高機(jī)械性能。

納米填料的研究將是一個(gè)重要方向，對(duì)提高膠接性能，降低游離甲醛都會(huì)有十分重要的意義?，F(xiàn)在是50頁\一共有159頁\編輯于星期四B，增量劑一般是溶于水或能形成糊狀的固體物質(zhì)。種類有：淀粉類，可溶性纖維素類，蛋白質(zhì)類等。

小麥粉是工廠最常用的增量劑，可以賦予膠粘劑的預(yù)壓性能，提高膠接工藝性能，提高膠液粘度，防止透膠。豆粉帶有NH2，可以延長(zhǎng)適用期，可以參與反應(yīng)，降低游離甲醛。

填料和增量劑的用量一般為5－30％，最大可達(dá)100－200％。填料用量對(duì)UF樹脂老化性能的影響膠層厚度填料量放置天數(shù)膠接強(qiáng)度（Mpa）0.50305.2107.3100106.8現(xiàn)在是51頁\一共有159頁\編輯于星期四2，發(fā)泡劑在UF樹脂中加入發(fā)泡劑，通過攪拌可以使體積增大到3－4倍。可以避免透膠，減少用膠量，降低成本。主要有血粉、明膠、表面活性劑等。

助劑很多，還有防水劑、阻燃劑、甲醛捕捉劑等，可根據(jù)需要加入。調(diào)膠實(shí)例P73：刨花板表層與芯層的調(diào)膠工藝不同?！蛄?、脲醛樹脂膠粘劑的改性

UF樹脂膠粘劑的缺點(diǎn)：耐沸水性差，不能用作室外人造板；耐老化性差；膠接制品有甲醛釋放，污染空氣?，F(xiàn)在是52頁\一共有159頁\編輯于星期四

改性方法：共聚或與其他樹脂共混；加入改性劑。（一）提高耐水性

A，與苯酚、三聚氰胺、間苯二酚等共聚；B，與PF、MF樹脂以及丁苯等橡膠類膠乳、異氰酸酯樹脂共混；加入改性劑：如造紙木素、環(huán)氧樹脂、礦物質(zhì)等。

（二）改善老化性

UF膠粘劑老化的原因：1，UF樹脂的固化是不完全的，固化后仍存在有未反應(yīng)的基團(tuán)（－CH2OH、NH2等），還會(huì)進(jìn)一步反應(yīng)；另外還有醚鍵會(huì)斷裂放出甲醛。2，UF樹脂的羥甲基等吸水性基團(tuán)通過吸、放水，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。3，外界因素?，F(xiàn)在是53頁\一共有159頁\編輯于星期四

六、脲醛樹脂膠粘劑的改性（二）改善老化性

改進(jìn)UF膠粘劑耐老化性的方法

1，木材表面光滑，在保證不缺膠的前提下盡量減少膠層厚度；

2，與熱塑性樹脂共混（PVAc乳液、丁苯膠乳）或共聚（PVA）。加入醇類醚化封端。

3，加入各種填料和增量劑。(如,玻璃粉,Al2(O)3）

4，使用合適的固化劑。（膠層pH值盡量接近中性）現(xiàn)在是54頁\一共有159頁\編輯于星期四（三）降低游離甲醛釋放量

游離甲醛釋放的原因：1，膠粘劑本身的F殘留；2，UF樹脂的合成反應(yīng)是可逆反應(yīng)，如R－CH2OHRH+CH2O，熱壓時(shí)放出甲醛；3，膠接產(chǎn)品使用時(shí)，由于膠層是弱酸性受外界濕溫影響會(huì)放出F。

改進(jìn)方法

1，降低摩爾比，采用合適的合成工藝。

2，改進(jìn)固化條件。高溫和延長(zhǎng)熱壓時(shí)間，降低板坯含水率。＠

3，加入甲醛捕捉劑。（U、M、R、PVA、酰胺類化合物）。

4，使用合適的固化劑。

5，將板材進(jìn)行封閉涂層，用氨等進(jìn)行后處理?，F(xiàn)在是55頁\一共有159頁\編輯于星期四七,脲醛樹脂的應(yīng)用

1，木材加工;2，改進(jìn)材料的性能:如紙張,織物中加入可以提高紙張(干，濕)的抗撕裂強(qiáng)度和使織物（服裝）永久性的不熨自平。

3，復(fù)合材料的制造:如木材和玻璃,玻璃織物的膠接.4，改善其他膠粘劑的性能:如提高乳膠的耐水性,耐熱性和抗蠕變性。

5，其他。如，涂料、砂布，裝飾品?，F(xiàn)在是56頁\一共有159頁\編輯于星期四

第二節(jié)三聚氰胺－甲醛樹脂膠粘劑定義：特點(diǎn)：膠接強(qiáng)度高；耐水性好；硬度高，耐磨性好；耐熱性高，光澤好；耐化學(xué)腐蝕，耐污染。常用作塑料貼面板的裝飾紙和表層紙的浸漬和人造板飾面紙的浸漬。

一、三聚氰胺樹脂的原料NH2N－CC－NH2NNC－NH2M為弱堿性，幾乎不溶于冷水（100°C，5％）。M很活潑，為六官能度?，F(xiàn)在是57頁\一共有159頁\編輯于星期四二、三聚氰胺樹脂的合成原理（一），加成摩爾比為1：3，中性或弱堿性，70－80℃可形成三羥甲基三聚氰胺。摩爾比為1：12時(shí)，可形成六羥甲基化合物。（二），縮合反應(yīng)與UF合成不同，MF可在中性或弱堿性下縮聚。并且反應(yīng)為不可逆的。（三），固化

M為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，固化需要在較高的壓力、溫度下才可完全。產(chǎn)品具有很高的耐水性、耐熱性、硬度、光澤。pH值足夠低時(shí)，低溫也可固化，但性能不好?，F(xiàn)在是58頁\一共有159頁\編輯于星期四三、三聚氰胺樹脂合成反應(yīng)的影響因素（一），摩爾比摩爾比（M：F)為1：2-3最好。（二），反應(yīng)介質(zhì)pH值與UF合成不同，MF可在中性或弱堿性下縮聚。酸性條件下，M和F反應(yīng)生成亞甲基三聚氰胺沉淀。最初pH值為8.5－10時(shí)制出的膠粘劑最穩(wěn)定（透明－乳白的時(shí)間）。（三），溫度溫度低時(shí)，M不溶于甲醛，反應(yīng)慢；60－70℃時(shí)，溶解，變透明，反應(yīng)速度加快。（四），原料質(zhì)量現(xiàn)在是59頁\一共有159頁\編輯于星期四四、三聚氰胺樹脂的合成工藝P84

純MF樹脂，不但價(jià)格貴，而且固化后的膠層易發(fā)生龜裂。常加入乙醇等改性提高其韌性和貯存穩(wěn)定性。

MF樹脂膠粘劑制造工藝1、將100g甲醛（37％）,三聚氰胺45g加入反應(yīng)瓶中，用氫氧化鈉（30％）溶液調(diào)pH值至9，40-60分鐘升溫至88－90℃;pH不低于8；2、保溫30分鐘，反應(yīng)中pH不小于8，反應(yīng)至水?dāng)?shù)4－5（20℃，一份膠與水混合出現(xiàn)渾濁時(shí)水的倍數(shù)），80℃向反應(yīng)釜中加入三聚氰胺18g，繼續(xù)反應(yīng)至水?dāng)?shù)為2－3。3、降溫至40℃以下，出料?，F(xiàn)在是60頁\一共有159頁\編輯于星期四五、三聚氰胺樹脂的改性

MF樹脂具有耐水、耐熱、耐腐蝕、電絕緣性優(yōu)良、膠接強(qiáng)度高、耐火等優(yōu)點(diǎn)。膠膜透明、硬度高、光澤好、耐磨性好。

缺點(diǎn)：膠膜性脆易龜裂；貯存穩(wěn)定性差；價(jià)格貴。改性方法：

1，改進(jìn)脆性

常加入乙醇、對(duì)甲基苯磺酰胺(CH3Q-SO2NH2)等與M反應(yīng)，降低官能度。還可以加入水溶性聚酯、聚酰胺等線形聚合物提高其韌性。PVA

2，增加穩(wěn)定性

提高摩爾比，加入稀釋劑（降低濃度，反應(yīng)性下降），粉狀化。

3，降低成本與U共聚現(xiàn)在是61頁\一共有159頁\編輯于星期四第三節(jié)三聚氰胺－尿素－甲醛共縮聚樹脂（MUF）膠粘劑

MF樹脂耐水、膠接強(qiáng)度高，但貯存穩(wěn)定性差、價(jià)格貴。隨著對(duì)膠合產(chǎn)品甲醛釋放量限制的要求的高漲，MUF膠粘劑的研究越來越受到重視。日本等已經(jīng)有了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

一、ＭＵＦ性能耐水性、膠接強(qiáng)度、膠接產(chǎn)品游離F釋放量等與M的量直接相關(guān)。二，合成原理

1，共混；2，共縮聚與MF的合成工藝接近。

現(xiàn)在是62頁\一共有159頁\編輯于星期四三、合成工藝第四節(jié)三聚氰胺樹脂的應(yīng)用

1，其他膠粘劑的改性

2，裝飾板的制造

3，紙張?zhí)幚韯?/p>

4,作阻燃防火劑

5,織物處理劑現(xiàn)在是63頁\一共有159頁\編輯于星期四第三章酚醛樹脂（PF）膠粘劑本章要點(diǎn)1.酚醛樹脂膠粘劑的性質(zhì)與用途；2.反應(yīng)機(jī)理和生成反應(yīng)；3.影響酚醛樹脂結(jié)構(gòu)與性能的因素；4.酚醛樹脂生產(chǎn)工藝，酚醛樹脂的改性方法?，F(xiàn)在是64頁\一共有159頁\編輯于星期四第三章酚醛樹脂（PF）膠粘劑

PF樹脂最早合成高分子，木材工業(yè)第二用量，特別是耐水、耐候性人造板。

優(yōu)點(diǎn)：膠接強(qiáng)度高、耐水、耐熱、耐磨、耐化學(xué)藥品腐蝕等。

缺點(diǎn)：顏色深、膠層硬脆、易龜裂，固化溫度高，對(duì)單板含水率要求嚴(yán)，價(jià)格較貴。

第一節(jié)、原料

1，苯酚、甲酚、二甲酚

－OH－OHH3C－OHH3CH3C現(xiàn)在是65頁\一共有159頁\編輯于星期四2，間苯二酚OH－OH3，醛類

HCCH

甲醛、乙醛、糠醛

HCC－CHOO現(xiàn)在是66頁\一共有159頁\編輯于星期四第二節(jié)酚醛樹脂（PF）的合成原理PF樹脂的生成反應(yīng)加成?－OH＋CH2OH

O－?－CH2OH（鄰位或?qū)ξ唬獵H2OHO－?－(CH2OH)2＋CH2OHO－?－(CH2OH)3縮合HO－?－(CH2OH)2+H

O－?－CH2OHHO－?－(CH2OH

)

－CH2－(H

O－)－?－CH2OH或H

O－?－(CH2OH)—CH2—O—CH2—

?－OH－OH現(xiàn)在是67頁\一共有159頁\編輯于星期四1，苯酚被活化?－OH＋NaOH

?－O－＋Na＋2，摩爾比大于1F：P>1縮聚反應(yīng)<<加成－O－一、堿性條件下熱固性PF的合成－CH2OHCH2CH2OHCH2CH2OCH2－OH現(xiàn)在是68頁\一共有159頁\編輯于星期四二、酸性條件下熱塑性PF的合成1，甲醛被活化CH2O＋H＋

＋

CH2OH2，摩爾比小于1F：P<1縮聚反應(yīng)<加成H

O－?－CH2—nn＝4－12－OH現(xiàn)在是69頁\一共有159頁\編輯于星期四三、高鄰位PF的合成1，二價(jià)金屬作催化劑

2，摩爾比小于1F：P<1高鄰位PF樹脂活性高、固化快，是比較受關(guān)注的研究課題。H2C－O-O－M現(xiàn)在是70頁\一共有159頁\編輯于星期四四、間苯二酚甲醛樹脂(RF)的合成特點(diǎn)：RF樹脂耐候、耐水、耐腐蝕，膠接強(qiáng)度高，常溫固化，可用于高含水率木材的膠接。合成注意點(diǎn)：間苯二酚（R）的兩個(gè)-OH使得它非?；顫姡c甲醛的反應(yīng)性很高（是苯酚的10－15倍）。1，摩爾比小于1（否則，反應(yīng)難以控制）

2，甲醛分?jǐn)?shù)次加料，3，60度以下合成固化時(shí)加入聚甲醛粉末。由于R太貴，純RF樹脂使用很少?，F(xiàn)在是71頁\一共有159頁\編輯于星期四第三節(jié)、酚醛樹脂(PF)的固化一、固化條件1，線形酚醛樹脂必須加甲醛或甲醛給與體（聚甲醛、六次甲基四胺等）

2，一般木材膠接用水溶性PF樹脂，可以直接加熱固化，也可加入酸性固化劑后常溫固化。一般木材膠接用PF樹脂，多采用加熱固化二、固化速度影響因素1，摩爾比2，NaOH量NaOH/P＝0.2－0.3時(shí)固化快（但實(shí)際要高）?，F(xiàn)在是72頁\一共有159頁\編輯于星期四3，溫度受溫度影響大。較UF樹脂固化溫度要求高20－30度。熱壓溫度高、時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，單板壓縮率高。4，催化劑碳酸鈉、碳酸氫鈉可以促進(jìn)固化?，F(xiàn)在是73頁\一共有159頁\編輯于星期四第四節(jié)、影響酚醛樹脂(PF)性能的因素一、原料苯酚中對(duì)、鄰甲酚及2，5二甲酚的量不可過多，否則難以形成體型結(jié)構(gòu)。（1，官能度小，2，反應(yīng)速度慢）。甲醛中甲醇降低反應(yīng)速度，影響產(chǎn)品質(zhì)量（<12％）二、摩爾比摩爾比越高樹脂化（清液－渾濁）時(shí)間越長(zhǎng)（可能與樹脂的水溶性有關(guān)），固化速度變快。樹脂化（清液－渾濁）時(shí)間固化時(shí)間0123摩爾比現(xiàn)在是74頁\一共有159頁\編輯于星期四二、摩爾比摩爾比小于1時(shí)形不成體型結(jié)構(gòu)。摩爾比越高樹脂中游離酚含量越低。三、催化劑（一）、堿性催化劑1.NaOH

催化性能高，生產(chǎn)水溶性PF樹脂最常用。量一般為苯酚的10－15％。太多，則樹脂性能下降。2.BaOH

催化性能平緩，生產(chǎn)醇溶性PF樹脂用。殘留物不降低樹脂性能。3.NH4OH

催化性能平緩，反應(yīng)易于控制，生產(chǎn)醇溶性PF樹脂用?，F(xiàn)在是75頁\一共有159頁\編輯于星期四（二）、酸性催化劑主要有，鹽酸、硫酸、石油磺酸、草酸等。木材工業(yè)使用較少。（三）、金屬離子催化劑

催化性能平緩，反應(yīng)易于控制。常用的有醋酸鋅、氧化鋅等。四、分次加甲醛五、反應(yīng)溫度和時(shí)間現(xiàn)在是76頁\一共有159頁\編輯于星期四第五節(jié)、酚醛樹脂(PF)的合成工藝一、原料用量計(jì)算二、工藝類型選擇

1，縮聚次數(shù)

一次縮聚弱堿催化，反應(yīng)平穩(wěn)。利于降低水溶性，易于脫水。醇溶性樹脂和高鄰位PF樹脂合成時(shí)采用。二次縮聚木材工業(yè)用PF樹脂常采用?？蓽p緩反應(yīng)放熱，降低游離酚。

2，催化劑強(qiáng)堿，弱堿，金屬離子等?，F(xiàn)在是77頁\一共有159頁\編輯于星期四3，縮聚溫度高溫>90度木材用水溶性PF樹脂合成低溫<70度偶見于浸漬樹脂的生產(chǎn)4，濃縮處理濃縮粘度大，固含高，游離酚、醛低，樹脂不分層。但，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、能耗大、成本高。膠合板用。不濃縮粘度小，固含低，游離酚、醛高。但，生產(chǎn)周期短、能耗小、成本低。刨花板、纖維板用。三、合成工藝現(xiàn)在是78頁\一共有159頁\編輯于星期四

酚醛樹脂膠粘劑制造工藝1.將反應(yīng)釜升溫至50℃，加入苯酚500公斤、水400公斤和氫氧化鈉（40％溶液）250公斤，開動(dòng)攪拌10分鐘；2.緩慢加入甲醛（37％）750公斤，放熱升溫至80～90℃;3.90～95℃保溫50分鐘，降溫至80℃；4.向反應(yīng)釜中緩慢加入甲醛220公斤，氫氧化鈉（40％溶液）50公斤,10分鐘升溫至922℃；5.測(cè)粘度，反應(yīng)至粘度為涂－4杯19～21秒（40℃），立即降溫至40℃，出料。

膠粘劑質(zhì)量指標(biāo)：固體含量40～46％粘度（20℃）100~200厘泊游離甲醛含量<0.1%游離苯酚含量<0.1%貯存期>2月現(xiàn)在是79頁\一共有159頁\編輯于星期四第六節(jié)、酚醛樹脂(PF)的調(diào)制熱固性甲階PF樹脂要達(dá)到某些特殊的性能或合成時(shí)難以達(dá)到的某些性能可以通過添加某些物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。稱作調(diào)制或者調(diào)膠。一、填充劑和增稠劑木粉、面粉、礦石粉、造紙廢液等。二、促進(jìn)劑常溫固化要加固化促進(jìn)劑，磺酸類。低毒PF固化慢，要加促進(jìn)劑，如硫酸鋁等。間苯二酚樹脂固化時(shí)要補(bǔ)加醛?，F(xiàn)在是80頁\一共有159頁\編輯于星期四第七節(jié)、酚醛樹脂(PF)的改性PF樹脂有其不可替代的優(yōu)點(diǎn)，也有其明顯的缺點(diǎn)。改性方法：共混，共聚；化學(xué)方法，物理方法。一、降低成本

1，加填充劑，如木粉、面粉、礦石粉、造紙廢液等。

2，與尿素、木素、單寧等共聚據(jù)報(bào)道，花生殼水解物與苯酚、甲醛共聚，可節(jié)省50％苯酚，而PF樹脂性能不變。二、提高韌性與柔性高分子共混或共聚，如酚醛－縮醛膠粘劑，酚醛－丁腈橡膠膠粘劑，間苯二酚－縮醛膠粘劑?，F(xiàn)在是81頁\一共有159頁\編輯于星期四三、降低膠層顏色三聚氰胺、苯酚、甲醛共聚，可降低膠層顏色，而膠粘劑樹脂性能也可提高。PF樹脂乳液膠粘劑（聚乙烯醇）也可降低膠層顏色，提高膠粘劑的韌性。四、提高固化速度、降低固化溫度

1，添加固化促進(jìn)劑或高反應(yīng)性物質(zhì)加入碳酸鈉、碳酸鉀等，栲膠、間苯二酚、苯胺、間甲酚等。

2，改變樹脂化學(xué)結(jié)構(gòu)，提高反應(yīng)性高鄰位PF樹脂，與間苯二酚、苯胺、間甲酚等的共聚樹脂。

現(xiàn)在是82頁\一共有159頁\編輯于星期四3，與快速固化樹脂共混復(fù)合熱固性PF樹脂，與UF樹脂，間苯二酚樹脂等共混。4，提高樹脂的聚合度提高熱固性PF樹脂的反應(yīng)程度。加入熱塑性PF樹脂粉末?，F(xiàn)在是83頁\一共有159頁\編輯于星期四第八節(jié)、酚醛樹脂(PF)的應(yīng)用1,木材加工2,層壓制品:浸漬過酚醛樹脂的紙已在制造石油,燃料和空氣過濾器中有著重要用途,PF還能用于電池隔板,裝飾板的制造。3,纖維增強(qiáng)材料的制造。4,鑄造,研磨,摩擦材料的制造。5,用于其他膠粘劑的改性?，F(xiàn)在是84頁\一共有159頁\編輯于星期四第四章、烯類高聚物膠粘劑要點(diǎn)：1.聚醋酸乙烯酯膠粘劑的優(yōu)缺點(diǎn)與用途；2.反應(yīng)機(jī)理與生成反應(yīng)、生產(chǎn)工藝；3.乳膠結(jié)構(gòu)與性能的影響因素（包括乳化劑、引發(fā)劑、增塑劑、聚合溫度等）；4.乳膠的幾種改性方法；5.了解丙烯酸酯類膠粘劑的一些知識(shí)?，F(xiàn)在是85頁\一共有159頁\編輯于星期四第四章、烯類高聚物膠粘劑常用烯類膠粘劑:聚醋酸乙烯酯乳液、醋酸乙烯酯共聚乳液和丙烯酸酯類膠粘劑。第一節(jié)聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑

聚醋酸乙烯酯（聚乙酸乙烯酯，英文縮寫PVAc）乳液膠粘劑是以醋酸乙烯作為單體在分散介質(zhì)水中經(jīng)乳液聚合而制得的，俗稱白膠或乳白膠。一、PVAc乳液膠粘劑性能優(yōu)點(diǎn)：

1，良好安全的操作性能。

無毒、無腐蝕，無火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)，可用水洗滌。

現(xiàn)在是86頁\一共有159頁\編輯于星期四2，常溫膠接3，干狀膠接強(qiáng)度高4，膠層韌性好，不損害刀具。5，貯存期長(zhǎng)，使用方便。貯存期可達(dá)1年以上，可直接使用。6，不易產(chǎn)生缺膠或透膠7，固化后的膠層無色透明，不會(huì)污染板面。缺點(diǎn)：1，耐水、耐濕性差2，耐熱性差3，易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象4，低溫易凍結(jié)而影響使用現(xiàn)在是87頁\一共有159頁\編輯于星期四5，對(duì)非極性材料膠接強(qiáng)度不高如聚烯烴類塑料。6，最低成膜溫度高，冬季膠接不理想

未加增塑劑、未改性PVAc的在15℃以下難以成膜。二、原料

1，醋酸乙烯酯無色、可燃液體、蒸氣有毒。有氧化物存在時(shí)易聚合，無阻聚劑時(shí)存放時(shí)間不可超過24h。

2，分散介質(zhì)水，安全、易得。反應(yīng)易控制。用量：總重量的50-80％?，F(xiàn)在是88頁\一共有159頁\編輯于星期四3，引發(fā)劑

常用過硫酸銨、過硫酸鉀

用量：?jiǎn)误w重量的0.1-1％。4，乳化劑

常用的有OP-10，C8H17―－O(CH2CH2O)nH

（辛烷基酚聚氧乙烯醚），烷基硫酸鈉，烷基苯磺酸鈉等。用量：水乳液重量的0.01-5％。臨界膠束濃度（CMC）。5，保護(hù)膠體

動(dòng)物膠、聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉等。

PVA常用的有，1788，1799，2088。用量：乳液重量的1-4％。6，分子量調(diào)節(jié)劑

四氯化碳、硫醇等。用量：?jiǎn)误w重量的2-5％?，F(xiàn)在是89頁\一共有159頁\編輯于星期四7，緩沖劑

碳酸鹽、醋酸鹽、磷酸鹽等。用量：?jiǎn)误w重量的0.3-5％。8，增塑劑

鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯（阻燃）等。用量：?jiǎn)误w重量的10-15％。9，凍融穩(wěn)定劑

醇類。用量：總重量的2-10％。10，消泡劑

硅油、高級(jí)醇。用量：總重量的0.2-3％。11，防腐劑

甲醛、苯酚、季胺鹽。用量：?jiǎn)误w重量的％?，F(xiàn)在是90頁\一共有159頁\編輯于星期四三、聚醋酸乙烯酯膠粘劑的合成原理1，鏈引發(fā)引發(fā)劑分解S2O82-

2SO4－?

初級(jí)自由基的形成

SO4－?＋CH3COOCH＝CH2－

SO4－

CH2－CH?CH3COO2，鏈增長(zhǎng)－

SO4－

CH2－CH?＋nCH3COOCH＝CH2CH3COO

－

SO4－

CH2－CH

－CH2－CH?CH3COOCH3COOn現(xiàn)在是91頁\一共有159頁\編輯于星期四3，鏈終止

A，偶合B，歧化－

SO4－

CH2－CH

－CH2－CH?CH3COOCH3COO4，鏈轉(zhuǎn)移

n現(xiàn)在是92頁\一共有159頁\編輯于星期四四、乳液聚合機(jī)理聚醋酸乙烯酯可以通過本體聚合、溶液聚合、乳液聚合來合成。大多數(shù)采用乳液聚合，特別是木材用膠粘劑。乳液聚合是單體在乳化劑作用下分散在水中進(jìn)行的聚合。體系主要由單體、水、乳化劑及水溶性引發(fā)劑組成。

（一）聚合場(chǎng)所R。R。單體增溶膠束膠束引發(fā)劑現(xiàn)在是93頁\一共有159頁\編輯于星期四（二）、成核機(jī)理

1，膠束成核：自由基進(jìn)入增溶膠束，引發(fā)聚合。

2，均相成核：自由基引發(fā)溶液中的單體，吸附乳化劑而穩(wěn)定，形成和膠束成核過程同樣的粒子。（三）、聚合過程

1，升速階段（乳膠粒生成階段）

自由基進(jìn)行引發(fā)、增長(zhǎng)，膠束成核、均相成核，乳膠粒數(shù)不斷增長(zhǎng)。液滴提供單體，乳膠粒不斷長(zhǎng)大，吸附更多的乳化劑保持穩(wěn)定。當(dāng)水相中的乳化劑濃度低于CMC時(shí)，未成核膠束慢慢消失。乳膠粒數(shù)固定下來。

2，恒速階段乳膠粒數(shù)保持不變，液滴數(shù)逐漸減少直至消失?，F(xiàn)在是94頁\一共有159頁\編輯于星期四3，降速階段單體液滴消失后，乳膠粒內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，但是單體濃度下降，直至結(jié)束。五，PVAc乳液質(zhì)量影響因素（一）乳化劑種類：CMC小、形成增溶膠束多的乳化劑，有利于得到細(xì)膩、穩(wěn)定的乳液。用量：水乳液重量的0.01-5％。用量多時(shí)，粒子細(xì)、穩(wěn)定，聚合反應(yīng)快，相對(duì)分子量大。但耐水性差?，F(xiàn)在是95頁\一共有159頁\編輯于星期四（二）引發(fā)劑用量聚合速率與引發(fā)劑濃度的2/5次方成正比；分子量（聚合度）與引發(fā)劑濃度的3/5次方成反比。盡量減少引發(fā)劑用量，可以提高產(chǎn)品的聚合度。（三）攪拌強(qiáng)度的影響快：利于傳熱，但易破乳，乳膠粒直徑大，氧氣阻聚。慢：易造成局部過熱。應(yīng)盡可能采用較小的攪拌速度。（四）反應(yīng)溫度

溫度高，聚合速率快、分子量小。但易破乳、凝膠?，F(xiàn)在是96頁\一共有159頁\編輯于星期四六、合成工藝（一）工藝特點(diǎn)1，加料方式（1）一次性加入。（2）單體滴加，其他一次性加入。（3）乳化劑、5－15％的單體、30－40％的引發(fā)劑先加入，然后滴加余下的單體和引發(fā)劑。引發(fā)劑也可間隔加入。

現(xiàn)在工廠大多采用第三工藝。

其他添加劑，如pH值調(diào)節(jié)劑、凍融穩(wěn)定劑、防腐劑等都在降溫后加入。2，反應(yīng)溫度

現(xiàn)在工廠大多采用70－80℃滴加單體，后期升溫到90－95℃熟化?，F(xiàn)在是97頁\一共有159頁\編輯于星期四名稱試劑規(guī)格用量單體醋酸乙烯酯聚合級(jí)30～60ml乳化劑聚乙烯醇8%水溶液100ml助乳化劑OP-10工業(yè)級(jí)0.6g(約15滴)引發(fā)劑過硫酸銨10%水溶液5ml（3ml＋2ml）增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯AR3mlpH調(diào)節(jié)劑碳酸氫納5％水溶液6ml原料配比現(xiàn)在是98頁\一共有159頁\編輯于星期四實(shí)驗(yàn)步驟1、將聚乙烯醇、OP-10加入三口瓶，開動(dòng)攪拌，然后加入3ml引發(fā)劑、10ml醋酸乙烯。2、加熱水浴，使溫度升至60-65℃，反應(yīng)10～30min。升溫并控制浴溫在75-80℃。取下溫度計(jì)，開始滴加剩余單體20～50ml。滴加速度控制在30-40滴/min，注意控制反應(yīng)溫度不變。3、單體滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)10min，升溫至90℃。然后降溫至40℃，鄰苯二甲酸二丁酯、碳酸氫納，攪拌10min。出料?，F(xiàn)在是99頁\一共有159頁\編輯于星期四（二）

幾種新型乳液聚合（一）核殼結(jié)構(gòu)乳液核：硬質(zhì)聚合物；殼：軟質(zhì)聚合物MFT低核：軟質(zhì)聚合物；殼：硬質(zhì)聚合物膠層韌性好，皮膜不會(huì)出現(xiàn)發(fā)粘。一般采用種子聚合。（二）無皂乳液聚合不使用乳化劑的聚合。（三）超微粒乳液（水溶膠）最低成膜溫度低；成膜均勻、致密；耐水性好。主要通過加氨乳化?，F(xiàn)在是100頁\一共有159頁\編輯于星期四七、應(yīng)用及改性（一）應(yīng)用乳膠的應(yīng)用非常廣泛，建筑、裝修、包裝、木材加工等。

1，木材膠接條件木材含水率5－12％，單面涂膠量100－110g/m2，膠接壓力0.49MPa。常溫膠接，加壓時(shí)間隨溫度不同而不同；加熱膠接，80℃。膠接溫度必須高于最低成膜溫度（MFT，能使乳液形成連續(xù)膠膜的最低溫度）。

2，調(diào)膠

可以直接使用，也可以根據(jù)需要添加增粘劑、干燥速度調(diào)節(jié)劑?，F(xiàn)在是101頁\一共有159頁\編輯于星期四

3，貯存

玻璃、塑料容器，密封、防凍。

（二）改性

1，縮短變定時(shí)間

提高固含量；添加增粘劑，如松香及其衍生物、酚醛樹脂（使乳膠的濕膜和干膜軟化）；添加增塑劑或溶劑，軟化聚合物微粒，促進(jìn)聚結(jié)。

2，克服冷流現(xiàn)象（蠕變）、提高耐熱、耐候性

加入交聯(lián)劑－共混、共聚共混：脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、多價(jià)金屬鹽、多異氰酸酯；共聚：N－羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸現(xiàn)在是102頁\一共有159頁\編輯于星期四

3，降低最低成膜溫度

內(nèi)增塑：與乙烯、長(zhǎng)鏈丙烯酸酯等共聚。外增塑：加增塑劑。量太多，影響膠接耐久性、抗蠕變性。添加成膜劑：苯酚、間苯二酚、甲酚等（有毒！）。

4，提高耐水性與脲醛樹脂、多異氰酸酯、天然膠乳、丁苯膠乳、氯丁膠乳、丙烯酸酯乳液、金屬鹽共混；共聚

保護(hù)膠體聚乙烯醇