第三章 粘合剂基本原料
粘合剂
粘合剂(Adhesive)是靠界面间作用使各种材料牢固地粘接在一起的物质。
一、粘合剂的组成粘合剂是一类混合物，不同品种的粘合剂组成不同，有简单、有复杂，但粘料是粘合剂的主要组分，根据需要还配合一种或多种其他组分。
1、粘料粘合剂以称基料、主剂、是决定粘合剂性能主要组分，能起到胶粘的作用，作为粘料的物质可以是天然高分子、合成树脂及合成橡胶。
天然高分子有淀粉、蛋白质、天然橡胶等，还有无机材料如硅酸盐、硝酸盐等。
粘料的选择需考虑聚合物的特性和被粘物的特性。
2、固化剂和固化促进剂以热固性聚合物为粘料时，必须加入固化剂使粘合组分交联形成体型结构。
固化促进剂是加速交科反应，缩短固化时间或降低固化温度的组分。
3、增塑剂和增韧剂为了改善胶层柔韧性，提高胶层冲击强度而加入的配合剂。
4、稀释剂稀释剂是为了降低粘合剂粘度、增加粘合剂浸稳透力而使用的低分子化合物，有些稀释剂还能降低粘合剂的活性，延长粘合剂的使用期。
5、填料填料的作用是改善粘合性能和降低粘合剂的成本。
填料一般是粉末状或细短纤维状。
填料的用量要合适，否则会导致粘接性能下降。
6、偶联剂偶联剂是为了改善粘合剂和被粘物表面之间的界面强度而使用的助剂。
偶联剂是具有反应性基团的化合物，可与被粘物表面分子形成化学键合。
偶联剂又称增粘剂。
7、其他助剂粘合剂组分除上述必需的组分外，有进根据粘料的结构性质、用途还需加入防老剂、着色剂等组分。
二、粘合剂的分类粘合剂种类繁多，组分各异，有多种分类方式：1、按形态分类水溶液型、溶液型、乳液（胶乳）型、无溶剂型、固态型、膏状与腻子2、按化学成分分类1）无机：包括硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、陶瓷类及低熔点金属类2）有机：天然系及合成系。
天然系包括淀粉系类、蛋白系类、天然树脂系类、天然橡胶系列、沥青系类。
合成系包括树脂型、橡胶型（氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑性橡胶）及复合型。
其中树脂型包括热塑性类（聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛类、聚丙烯酸酯类、纤维素类、饱和聚酯、聚氨酯等）及热固性类（脲醛树脂、蜜醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚甲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯等）。
粘合剂主要化学成分
粘合剂主要化学成分
粘合剂是一类用来连接两种或多种不同材料的物质，它可以通过
热胶、熔接技术或化学化合反应实现。
粘合剂的结构特征及其性能主
要取决于它所含有的主要化学成分，而粘合剂主要化学成分主要有树脂、填料及助剂。
树脂是粘合剂的主要成分，它起到粘合剂结构的稳定和整体功能
的调节作用。
常见的树脂有热固性树脂、热塑性树脂、酚醛树脂、改
性树脂以及环氧树脂等。
热固性树脂是由热交联的方式进行粘接的，
其主要成份包括树脂本体、交联剂、改性剂以及助剂等；热塑性树脂
是由热塑性树脂本体、填料和助剂组成。
酚醛树脂和改性树脂分别是
指通过改性酚醛树脂或其他类型树脂得到的改性粘合剂，主要由树脂
本体、促进剂、改性剂和助剂组成；而环氧树脂则是环氧树脂本体和
填料组成的两组成的环氧粘合剂，它们的主要成份是树脂本体、填料、助剂以及稳定剂等。
填料是在粘合剂中作为增容剂使用的水泥、矿物粉、木粉、金属粉、塑料、橡胶或其他类型的粉末。
填料可以增加粘合剂的抗拉强度、断裂伸长率、抗折强度和耐磨性能，填料中对粘合剂性能影响较大的
是颗粒度、颜色、物理性质和化学性质等。
助剂是在粘合剂中作为助剂使用的物质，助剂的主要作用是增强
树脂的粘合力，改善粘合剂的涂层质量，以及改变粘合剂的力学性能等。
常见的助剂有稳定剂、抗腐蚀剂、抗氧剂、润湿剂、外加剂、离
子交换剂等。
此外，将活性剂、脱模剂及清洗剂等也加入到粘合剂中，可以改
善粘合性、提升耐磨性，并增强粘合剂的抗氧化性等特性。
粘合剂
粘合剂粘合剂（Bonding agent）一、定义将单层粘合形成多层板的胶剂。
粘合剂是最重要的辅助材料之一，在包装作业中应用极为广泛。
粘合剂是具有粘性的物质，借助其粘性能将两种分离的材料连接在一起。
粘合剂的种类很多。
粘合剂实际上是一种生的添加剂，由泵输送到瓦楞机，然后涂到楞峰上。
当其处于生的状态时没有粘性，只有其在糊线上加热到一定温度时，才会变成一种强韧的粘合剂。
二、分类粘合剂的种类很多，通常可作如下分类：(1)按材料来源分①天然粘合剂它取自于自然界中的物质。
包括淀粉、蛋白质、糊精、动物胶、虫胶、皮胶、松香等生物粘合剂；也包括沥青等矿物粘合剂。
②人工粘合剂这是用人工制造的物质，包括水玻璃等无机粘合剂，以及合成树脂、合成橡胶等有机粘合剂。
(2)按使用特性分①水溶型粘合剂用水作溶剂的粘合剂，主要有淀粉、糊精、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等。
②热熔型粘合剂通过加热使粘合剂熔化后使用，是一种固体粘合剂。
一般热塑性树脂均可使用，如聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物等。
③溶剂型粘合剂不溶于水而溶于某种溶剂的粘合剂。
如虫胶、丁基橡胶等。
④乳液型粘合剂多在水中呈悬浮状，如醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶等。
⑤无溶剂液体粘合剂在常温下呈粘稠液体状，如环氧树脂等。
粘合剂是标签材料和粘结基材之间的媒介，起连结作用。
按其特性可以分为永久性和可移除性两种。
它有多种配方，适合不同的面材和不同的场合。
粘合剂是不干胶材料技术中的最重要的成分，是标签应用技术的关键。
(3)按包装材料分①纸基材料粘合剂主要包括淀粉浆糊，糊精，水玻璃，化学浆糊，酪蛋白等。
②塑料粘合剂主要包括丁苯胶、聚氨酯、硝酸纤维素、聚醋酸乙烯等溶剂型粘合剂；乙烯—醋酸乙烯共聚物、乙烯—丙烯酸共聚物等水溶型粘合剂；醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂等乳液型粘合剂；聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等热塑性树脂组成的热熔型粘合剂等。
③木材粘合剂主要包括骨胶、皮胶、鲠胶、干酪素、血胶等动物胶；也包括酚醛树脂胶、聚醋酸乙烯树脂胶、脲醛树脂胶等合成树脂胶；还包括豆胶等植物胶等。
胶粘剂的组成介绍
胶粘剂的组成介绍胶粘剂是能把两种相同或不同的材料通过粘接作用连接起来，并能满足一定力学性能、物理性能和化学性能要求的一类物质，也称为粘合剂或粘结剂。
采用胶粘剂把材料连接在一起的工艺技术称为粘接技术。
胶粘剂通常由几种材料配制而成。
这些材料按其作用不同，一般分为基料和辅助材料两大类。
基料是在胶粘剂中起粘接作用并赋予胶层一定力学强度的物质，如各种树脂、橡胶、淀粉、蛋白质、磷酸盐、硅酸盐等。
辅助材料是胶粘剂中用以改善主体材料性能或为便于施工而加入的物质，如固化剂、增塑剂和增韧剂、稀释剂和溶剂、填料、偶联剂等。
1、基料在胶粘剂配方中，基料是使两被粘物体结合在一起时起主要作用的成分，它是构成胶粘剂的主体材料。
胶粘剂的性能主要与基料有关。
一般来讲，基料应是具有流动性的液态化合物或能在溶剂、热、压力的作用下具有流动性的化合物。
实际使用中，用做基料的物质有天然高分子物质、无机化合物、合成高分子化合物。
天然高分子物中，如淀粉、蛋白质、天然树脂等均可作为基料，人类应用它们已有数千年历史。
它们一般都是水溶性的，使用方便、价格便宜，且大多是低毒或无毒的；但由于它们受多种自然条件的影响，如地区、季节、气候不同，其性能不一致，因而质量不稳定，且品种单纯，粘接力较低，近几十年来大部分被合成高分子代替。
用做基料的无机化合物有硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐、氧化物等。
虽然它们性脆，然而具有耐高温、不燃烧的特点，某些以无机化合物为基料的胶粘剂耐高温已达到3000℃，这是任何有机基料的胶粘剂所无法比拟的。
热塑性高分子、热固性高分子、合成橡胶等高分子今天已广泛应用在胶粘剂中，是当代胶粘剂中最重要的基料。
合成高分子的迅速发展为胶粘剂的研制和生产提供了丰富的物质基础，促进了粘接强度高、综合性能优良、耐久性好的胶粘剂的快速研制，新胶粘剂品种不断出现。
这使胶粘剂的应用渗透到了国民经济的各个部门。
2、固化剂胶粘剂必须在流动状态涂布并浸润被粘物表面，然后通过适当的方法使其成为固体，才能承受各种负荷，这个过程称为固化。
胶粘剂优秀课件
1
防腐蚀
2
用于军事领域
3
用作生物医用
4
防恐反恐
第三章 胶粘剂
胶粘剂发展趋势
❖发展无溶剂性胶粘剂 ❖发展纳米胶粘剂 ❖发展多功能胶粘剂 ❖发展军事、国防用胶粘剂
第三章 胶粘剂
发展无溶剂不仅危害人 的身心健康,而且会破坏大气层中的 臭氧层。
➢胶粘剂工业新的发展趋势,即向无溶
剂的胶粘剂发展。
发展纳米胶粘剂
❖纳米胶粘剂是材料领域的重要组 成部分,发展纳米胶粘剂,有可能在 席卷全球的“纳米经济”急战中, 抢夺一个技术制高点。
❖纳米胶粘剂将成为一颗耀眼的新 的科技明星。
发展多功能胶粘剂
❖当一种胶粘剂同时具有多种功能的时 候,它的应用价值往往陡增,所以多功 能胶粘剂是胶粘剂工业的发展趋势之 一。
❖粘附力（practical adhesion）：强度由被 粘物和胶粘剂的力学性能决定。
第三章 胶粘剂
胶粘剂的固化
❖ 固化：通过适当方法使胶层由液态变成固态的过程。
热熔胶的固化
按
溶液型胶的固化
固
化
乳液型胶的固化
方
增塑糊型胶粘剂的固化
式
反应型胶粘剂的固化
第三章 胶粘剂
3.2 粘结接头的设计
❖1 接头及其受力情况：相当复杂，主要机械力
度关系。 3. 解释不了对于高分子化合物极性过大，反
而胶接强度降低。 4. 解释不了水的影响。
第三章 胶粘剂
静电理论
❖ 该理论认为：在胶接接头中存在双电层，胶接 力来自双电层的静电引力。
❖ 胶接功等于电容器瞬间放电的能量，计算公式
如下：
WA
2Q2
h
WA－－胶接功；Q－－电荷表面密度； h－－放电距离；ε－－介质的介电常数
非织造布用粘合剂
非织造布用粘合剂材料与化学工程系高分0932 学号：200920205216 姓名：王帅旗一：非织造布的粘和原理将不同形态的粘合剂设法均匀地分布在纤维网内，随后通过粘合剂的固化，将纤网内呈分散状态的纤维相互结合，从而制成非织造布产品，这种加工方法既为粘合剂粘合法！非织造布粘合剂粘合法中被粘合的固体主要是纤维，其粘结强度取决于粘合剂与被粘合纤维分子之间的结合强度。
在粘合剂与纤维相互接助的界面上，有两种结合作用，第一种是机械粘合，是由粘合剂渗入到被粘合纤维网的空隙中而形成的机械互锁作用，产生机械粘合：第二种是特殊粘合，是由物理和化学产生的，它是由于形成化学键或是通过粘合剂中极性基团的引入以及大分子链、链段你、链节等的运动逐渐迁移至被粘合纤维网的表面；双方极性基团相互吸引而产生分子间的作用力，从而达到很好的粘合。
二：非织造布用粘合剂的性能要求非织造布所用粘合剂除了对纤维具有良好的粘合性外，还要具有一定的柔软性，特别应根据非织造布的最终用途满足一定的强度、弹性、耐热、耐溶剂或耐洗涤、耐老化性等要求，而且更应有良好的工艺操作性能。
玻璃化温度（Tg）：选用或合成粘合剂时，一个最简单又最实用的方法是确定粘合剂基料的玻璃化温度。
因为一般的粘合剂的玻璃化温度在—40℃~30℃。
而符合要求的聚合物是不多，因此合成粘合剂的基料一般选用共聚物。
硬度：粘合剂的硬度增加，它的玻璃化温度升高，洁净度提高，相应的非织造材料的断裂强度增加、撕裂强力减小。
硬度的提高，非织造材料的柔软性下降，一定温度范围内抗皱性提高；粘合剂的薄膜强度提高，它的非织造材料的强度提高。
作为非织造专用粘合剂，除了应具有本身的结构性能外，还得考虑：1.热敏凝聚作用2.高吸水性3.成膜特性三：非织造布专用粘合剂的基本原料粘合剂一般是由多组分物质组成，除了有起基本粘附作用的主要成分以外，为了满足特定的物理化学性质，尚需加入各种辅助成分，常用的有溶剂、增塑剂、填充剂、偶联剂、引发剂、固化剂、增稠剂、稀释剂、促进剂、防老剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等。
粘合剂主要化学成分
粘合剂主要化学成分粘合剂是一种可以将两个或多个物体黏合在一起的物质。
它们在各个领域广泛应用，如建筑、制造业、工艺品制作、医疗等。
粘合剂的选择和使用取决于被黏合物体的性质和具体用途。
不同的粘合剂具有不同的化学成分，下面我将介绍几种常见的粘合剂。
1. 丙烯酸类粘合剂：丙烯酸类粘合剂是最常见和广泛使用的粘合剂之一。
其主要成分是以丙烯酸、甲基丙烯酸或丙烯酸酯为基础的聚合物。
这些聚合物通常与填充物、稀释剂以及各种助剂配制而成。
丙烯酸类粘合剂具有快速固化、耐水、耐高温、抗化学品侵蚀等优点。
2. 聚氨酯类粘合剂：聚氨酯类粘合剂由聚醚、聚酯、聚醚酯等与异氰酸酯反应生成的多元醇与异氰酸酯混合而成。
它们具有良好的黏附性、耐磨、耐高温、抗震动等特点。
聚氨酯类粘合剂广泛应用于汽车制造、建筑、医疗器械等领域。
3. 硅橡胶类粘合剂：硅橡胶粘合剂由硅胶、硅烷或甲基硅油等成分制成。
这种粘合剂具有优异的耐高温、耐候性、电绝缘性能以及良好的粘接效果。
硅橡胶类粘合剂经常应用于电子、航空航天、汽车、建筑等领域。
4. 酚醛树脂类粘合剂：酚醛树脂类粘合剂是由酚醛预聚体、溶剂、硬化剂和催化剂等混合而成的。
这种粘合剂具有良好的耐热性、电绝缘性以及优异的机械性能。
酚醛树脂类粘合剂被广泛用于木材、纸张、金属和塑料的粘接。
5. 聚氨酸酯类粘合剂：聚氨酸酯类粘合剂是由异氰酸酯、多元醇以及一些添加剂混合而成。
它们具有良好的耐热性、抗冲击性和粘接强度。
聚氨酸酯类粘合剂广泛应用于皮革、纺织品、塑料、金属等领域。
总的来说，粘合剂的化学成分多种多样，每种粘合剂都有其特定的适用范围和性能。
合理选择粘合剂对于获得最佳的黏接效果至关重要。
不同的使用环境和材料要求将决定使用的粘合剂类型。
在实际应用中，要根据具体的情况选择适合的粘合剂，并遵循正确的使用方法和安全操作。
粘合剂原材料
粘合剂原材料
粘合剂是一种广泛应用于各个领域的化学产品，它可以将不同的材料
粘合在一起，使得它们具有更好的结合力和稳定性。
粘合剂的原材料
包括树脂、胶水、溶剂、填料等，下面将对这些原材料进行详细介绍。
1. 树脂
树脂是粘合剂的主要原材料之一，它是一种高分子化合物，具有良好
的粘合性和耐久性。
常见的树脂有环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂等。
这些树脂可以单独使用，也可以与其他原材料混合使用，以达到不同的粘合效果。
2. 胶水
胶水是一种常见的粘合剂原材料，它通常由天然或合成橡胶、树脂、
溶剂等组成。
胶水的粘合效果取决于其成分的比例和质量，不同的胶
水适用于不同的材料和环境。
例如，乳胶胶水适用于纸张、布料等材
料的粘合，而丙烯酸胶水适用于塑料、金属等材料的粘合。
3. 溶剂
溶剂是粘合剂中的重要组成部分，它可以溶解树脂和胶水等原材料，使它们更容易混合和涂布。
常见的溶剂有丙酮、甲醇、乙醇、二甲苯等。
不同的溶剂适用于不同的原材料和粘合剂类型，选择合适的溶剂可以提高粘合剂的粘合效果和稳定性。
4. 填料
填料是粘合剂中的辅助原材料，它可以增加粘合剂的黏度和稠度，提高其粘合性和耐久性。
常见的填料有硅酸钙、氧化铝、碳酸钙等。
填料的选择应根据粘合剂的类型和应用环境进行，以达到最佳的粘合效果。
总之，粘合剂的原材料包括树脂、胶水、溶剂、填料等，它们的选择和比例会影响粘合剂的粘合效果和稳定性。
在使用粘合剂时，应根据材料的类型和应用环境选择合适的粘合剂和原材料，以确保粘合效果和安全性。
粘合剂
粘合剂：凡能形成一层薄膜（层），靠此薄膜（层）将一物体与另一物体的表面紧密地连接起来，起着传递应力的作用和满足一定物理、化学性能要求的非金属物质，称为粘合剂。
粘合：采用粘合剂将各种材料或部件连接起来的技术称为粘结技术，即粘合。
结构胶:结构胶指强度高,能承受较大荷载,且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂。
次结构胶：具有结构型和非结构性之间的特性，能耐一定程度负荷的物质。
非结构胶：一般随着温度的上升，引起粘合层的蠕变，粘合力急剧下降，相反在低温下，抗张剪切力升高，刚性也增高。
润湿：固体表面上的气体被液体所取代的过程，即液体在固体表面上粘附、铺展的过程。
接触角：液体在固体表面形成液滴达到平衡时，在气，液，固三相交界处，气-液界面的切线和固-液界面之间的夹角称为接触角(θ) 。
表面张力：作用于液体表面单位长度上使液体表面收缩的力，单位为N/m,用表示。
弱界面层：当被粘材料、粘合剂及环境中的低分子物或杂质等，通过渗析、吸附及聚集等过程，在部分或全部界面内产生这些低分子物质的富集区，这就是弱界面层。
不挥发分含量:涂料中所含有的不挥发物质的总量。
助剂 :为改善高分子加工性能或物理机械性能或增强功能而加入高分子体系中的各种辅助物质。
固化剂:固化剂是一类可以使低分子聚合物或单体经一定化学反应,生成高分子化合物或使线型高分子化合物交联成体型高分子化合物的物质。
经固化后，粘合剂由液体变为固体，因此固化剂也称为硬化剂、变定剂填料:粘合剂组分中不和主体材料起化学反应，但可以改变其性能，降低成本的固体材料叫填料，又称填充剂。
偶联剂:偶联剂是一类具有两性结构的物质，能同时与极性物质和非极性物质产生一定结合力的化合物。
增塑剂：增塑剂是一类能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度,改善粘合剂胶层脆性,增进熔融流动性的物质。
露置时间:是指从涂胶起,经过一段有效露置直至将被粘物压合的时间。
粘合剂主要成分
粘合剂主要成分粘合剂是一种用于粘合两个或多个物体的材料。
它主要由以下几种成分组成：1. 树脂：树脂是粘合剂中最重要的成分之一。
树脂可以分为天然树脂和合成树脂两类。
天然树脂包括胶、胶乳和胶饼等，常用的有橡胶、胶木和胶皮等。
合成树脂是通过化学合成得到的，如聚乙烯、聚丙烯和聚酯等。
树脂具有粘合力强、耐久性好等特点。
2. 溶剂：溶剂是粘合剂中的溶解介质，用于将树脂溶解成粘合剂。
常用的溶剂有水、乙酸乙酯、酒精等。
不同的树脂需要使用不同的溶剂来制备粘合剂。
3. 增塑剂：增塑剂是一种用于改善粘合剂性能的添加剂。
它可以增加粘合剂的柔软性和延展性，使其更容易涂敷和粘合。
常用的增塑剂有酞酸酯、环氧树脂等。
4. 填充剂：填充剂是一种用于增加粘合剂体积、改善其性能的材料。
常用的填充剂有石英粉、滑石粉和玻璃纤维等。
填充剂可以增加粘合剂的强度、硬度和耐磨性。
5. 助剂：助剂是一种用于改善粘合剂性能的化学品。
常用的助剂有固化剂、防腐剂和抗氧剂等。
固化剂可以使粘合剂在一定条件下发生化学反应，形成强固的粘合层；防腐剂可以防止粘合剂受到微生物和化学物质的破坏；抗氧剂可以延长粘合剂的使用寿命。
粘合剂的主要成分不仅决定了其粘合强度和耐久性，还决定了其适用范围和使用条件。
不同的粘合剂适用于不同的材料和环境，因此在选择粘合剂时需要考虑材料的性质、粘接面积和使用条件等因素。
粘合剂的主要成分包括树脂、溶剂、增塑剂、填充剂和助剂。
这些成分的配比和使用方法会影响粘合剂的性能和适用范围。
选择合适的粘合剂对于实现物体的粘接、修复和加固等任务非常重要。
第三章粘合剂教材
2.固化剂和固化促进剂 固化剂又称硬化剂、交联剂，可使小分子
或单体聚合，或使线型分子交联成体型。以热 固性聚合物为粘料时，必须加入固化剂使粘合 组分交联形成体型结构。
固化促进剂是加速交联反应，缩短固化时 间或降低固化温度的组分。 3.稀释剂
稀释剂是为了降低粘合剂粘度、增加流 动性、渗透力而使用的低分子化合物，有些稀 释剂还能降低粘合剂的活性，延长粘合剂的使 用期。
• 按固化方式分为介质挥发、聚合反应型、 热熔冷固型、压敏型。
固化方式
• 热熔胶的固化； • 溶液胶的固化； • 乳胶型胶粘剂的固化； • 反应型胶的固化
热熔胶的固化： 热熔胶：热塑性高分子物质加热熔融后获
得流动性，热融体在浸润被粘表面后，通过冷却 发生固化，这类胶粘剂叫热熔胶。
溶液胶的固化： 高分子物质溶解在适当的溶剂中成高分子
溶液，粘结被粘物后，将溶剂挥发，溶液浓度增 加，达一定强度，产生粘附力。固化速度决定于 溶剂的挥发速度。
乳胶型胶粘剂的固化： 聚合物在水中分散，水分逐渐渗透到被粘
物中并挥发去掉时，其浓度逐渐增大，表面张 力作用使胶粒凝聚。 反应型胶的固化：
反应型胶粘剂的粘料中都存在着活性基团， 固化剂、引发剂及其他物理条件的作用下，因 粘料发生交联、聚合等化学反应而固化。
• 木材胶粘剂用量日益扩大增多，全世界木材胶 粘剂产量占胶粘剂总产量的3/4，如美国约 60%的合成胶粘剂用于木材加工业，俄罗斯为 79%，日本为75%，在我国60%～70%的胶粘 剂也用于木材加工业。
• 随着我国汽车、电子电器等行业的飞快发展，
纳米材料等新材料、新技术在胶粘剂工业中得 到应用，今后胶粘剂的性能将更加优异，应用 范围将不断扩大。
内饰装配粘接： 顶棚，车门内护板， 地毯，挡风玻璃等。
粘合剂主要成分
粘合剂主要成分以粘合剂主要成分为标题，我们将探讨粘合剂中最常见的成分以及它们的作用。
粘合剂是一种常用的材料，用于粘合两个或更多的物体在一起。
它们被广泛应用于建筑、制造业、家居装饰和手工艺等领域。
1. 聚合物聚合物是粘合剂中最常见的成分之一。
聚合物是由长链分子组成的化合物，具有粘合和黏性的特性。
常见的聚合物包括聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯和聚酯。
这些聚合物可以通过化学反应或物理加工来制备。
聚合物在粘合剂中起到了粘合两个物体的作用。
当聚合物暴露在空气中时，它们会变得粘性，并与物体表面产生黏附力。
这种黏附力使得物体能够牢固地粘在一起。
2. 溶剂溶剂在粘合剂中起到溶解和稀释聚合物的作用。
常见的溶剂包括水、醇类、酮类和酯类溶剂。
选择合适的溶剂可以使粘合剂具有适当的黏度和流动性。
溶剂在粘合剂中起到了调节粘度的作用。
通过加入适量的溶剂，可以使粘合剂变得更加易于涂抹和流动，从而更好地覆盖物体表面。
3. 添加剂添加剂是粘合剂中的另一个重要组成部分。
它们被用来改善粘合剂的性能和特性。
常见的添加剂包括增稠剂、抗氧化剂、颜料和填料等。
增稠剂可以使粘合剂的黏度增加，从而增强其粘附力和耐久性。
抗氧化剂可以防止粘合剂在长时间暴露在空气中时发生氧化反应。
颜料可以用来调整粘合剂的颜色，使其更适应不同的应用场景。
填料可以增加粘合剂的强度和稳定性。
4. 固化剂固化剂是一种化学物质，用于促进粘合剂的固化过程。
常见的固化剂包括硬化剂、交联剂和催化剂等。
粘合剂的固化过程是通过固化剂与聚合物发生化学反应来完成的。
在固化过程中，固化剂与聚合物结合形成交联结构，从而使粘合剂变得坚固和耐久。
总结起来，粘合剂的主要成分包括聚合物、溶剂、添加剂和固化剂。
聚合物起到粘合物体的作用，溶剂用于调节粘合剂的黏度，添加剂用于改善粘合剂的性能和特性，固化剂用于促进粘合剂的固化过程。
这些成分的合理配比和使用可以使粘合剂具有良好的粘合强度和耐久性，满足不同应用场景的需求。
粘合剂主要化学成分
粘合剂主要化学成分
粘合剂是一种能够把两个物体固定在一起的产品，是由若干种不
同的成分组成的。
主要成分有树脂、填料、固化剂、溶剂、表面活性
剂等。
树脂是粘合剂中最重要的成分之一，它可以形成液态或固态的胶体，这些胶体在适当条件下，能够达到紧密结合的效果。
常用的树脂
有乙烯基树脂、聚酯树脂、氯丁橡胶、丙烯酰胺树脂、氨基树脂等。
填料也是一种重要的粘合剂成分，其作用是增加粘合剂的体积密度，并可以改善现在的均匀度和耐磨性。
常用的填料有硅藻土、细珊
瑚粉、滑石粉、长石粉、活性矿物粉等。
固化剂是指在粘合剂进行固化反应时使用的化学物质，它也是粘
合剂最重要的成分之一。
常用的固化剂有聚甲醛、甲基丙烯酸酯、苯
乙烯丙烯酸酯、环氧树脂、硅酸酯等。
溶剂也是一种重要的粘合剂成分，它可以使粘合剂产品具有良好
的流动性，这样粘合剂就可以更加容易地被涂抹在需要粘合的表面上，常用溶剂有石油醚、乙醇和乙二醇等。
表面活性剂是一种有机化合物，它能够改善粘合剂的表面张力和
润湿性，能够有效地改善粘合剂在物体表面上的附着力。
常用的表面
活性剂有硅油、亚油酸酯和乙基聚氧乙烯醚等。
2016碳素材料工艺基础教案：第三章粘合剂
第三章粘合剂§3.1 粘合剂的作用粘合剂是指能将粉末、颗粒状物质粘合成一个整体的物质。
有如下功能：1）使碳素料粉塑化，而具有较高的压力侧传系数，保证压块有足够的密度和强度。
这些粘合剂在一定的温度范围内有适当的粘度和表面张力，对碳粉的浸润能力。
2）煤焦油—沥青的含量高，在焙烧时焦化生成的“粘合焦”，具有和填料相似的物理—化学性质，使粉粒固结成整体，并且具有要求的机械强度和其他性能，各种人造树脂在固化或焦化后也具有类似的作用。
碳素制品制造工艺中的一个重要的工序——焙烧的本质，就是压件中的粘合剂受热焦化的过程，所以正确选用粘合剂及其使用量是一个重要的问题，而粘合剂的加工改制是改善碳素制品质量的一个有效的途径。
§3.2 煤焦油与煤沥青焦化厂蒸馏焦油目的在于得到各种有机溶剂和有机物：轻油（<170℃），酚油（170～210℃），奈油（210～230℃），洗油（230～300℃），蒽油（300～360℃），由此再精馏获得各种单体，煤焦油蒸馏分釜式和管式二种。
（1）釜式间歇蒸馏：（2）管式炉连续蒸馏：煤焦油预热至110℃，使水分降至4%以下，然后打入两段加热炉的第一段，加热至120℃~130℃，进一步脱水至0.4%以下，再打入加热炉第二段，即蒸馏段，在这里煤焦油被过热蒸汽加热至400℃~410℃，进入挥发器，各种馏分立即挥发，蒸腾上升，在分馏塔中分级，留在底部的为煤沥青，流入储槽，用水冷却，煤焦油在管式炉中停留时间短，在流动加热中受热均匀，所得沥青中甲苯不容物较少，约12%，此种沥青最适应于作浸渍剂。
煤焦油和中温沥青的指标质量指标270℃蒸馏煤焦油320~350℃熬煮煤焦油中温煤沥青比重 1.17~1.22 — 1.2~1.3 甲苯不容物%<14.0<20.018~25 析焦量% —>2533~37恩氏黏度（80℃，2.7~5.5 ——流出孔Φ5mm）软化点（环球—52—56 75—90 发）℃灰分% <0.2<0.3<0.3一、热聚法改质沥青这一工艺是将管式炉蒸馏煤焦油基础上进行，缓慢加热到规定温度，在一定的气压下保持一段时间，沥青分子进行聚合反应，中间相小球体充分成长，互相融合，分子量增大，从而使沥青软化点提高，导致析焦量的增大，最佳聚合反应条件是：温度400℃，气压8~10大气压，在此条件下聚合时间4~8小时。
第三章 粘合剂基本原料
根据填料的形状可分为粉末状填料、纤维状填料和片 状填料等。粉末状填料有大理石粉、瓷粉、石墨粉、氧化 铝粉、锌粉、粉末尼龙、软木粉等，纤维状填料有亚麻、 棉纤维、玻璃纤维以及碳纤维等，片状填料亚麻布、麻布 和玻璃布等。但也有些粉末状的填料，例如云母粉与滑石 粉，从严格定义应看为薄片，其增强效果一般介于纤维状 和片状之间。 一般说来，从填料的形状来看其力学性能好坏的顺序是 片状>纤维状>粉末状。一些典型填料的性能及用途见表 ３-９，常用填料的用量及特性见表3-10。
（3）降低收缩应力和热应力 粘合剂在固化过程中伴随着体积减小和密度增加，这种体积 收缩是由于化学作用引起的。由于树脂和被粘物的不同热膨胀系 数，还会产生热收缩。这两种收缩均会在粘合剂层中产生内应力， 造成应力集中，以致引起粘合剂层开裂或粘结处破坏，直接影响 粘合剂粘接处的使用寿命。 填料可以调节固化过程的收缩率，且减小粘合剂与被粘物之 间热膨胀系数的差别，并阻止裂缝延伸，因此可以显著提高粘合 剂的粘接强度，尤其是高温下的剪切强度。但填料用量过多，体 系模量增加，也会使粘接处的内应力增加，强度降低。 另外，在粘合剂中加入导电性良好的金属粉末或具有磁性的 金属粉末，可配制成导电粘合剂或导磁粘合剂。
对热固性树脂粘合剂来说，聚合物的分子量对粘接强 度的影响主要是由固化剂的扩散速度、交联密度及其产物 的韧性和内聚强度所决定的。固化剂分子量小，活动能力 强，有利于提高粘接强度。但交联密度过大，导致脆性增 加。 因此，对热固性树脂粘合剂而言，也要选择分子量适 当，或高、低分子量相互配合适宜的树脂。环氧树脂的相 对分子质量对粘接强度的影响见表3-1。
（2）耐久性 在使用过程中，由于增塑剂可能会因渗出、迁移、挥 发而损失，从而影响被增塑的聚合物的性能。 为了延长使用寿命、提高增塑剂在被增塑的聚合物中 的持久性，要尽可能用高沸点的增塑剂或高分子量的增塑 剂，如聚酯树脂等。 增塑剂分子量越高，粘合剂粘接强度越好，如环氧树脂 选用树脂型或橡胶型增塑剂的粘接强度比选用邻苯二甲酸 二丁酯的要好。
第三章 粘合剂
粘接工艺步骤
表面处理： 表面处理： 提高表面能； 提高表面能； 增加表面积； 增加表面积； 除去表面污物及疏散层。 除去表面污物及疏散层。 胶粘剂涂布； 胶粘剂涂布； 胶粘剂的固化。 胶粘剂的固化。
合成树脂粘合剂
热塑性树脂胶粘剂 加热熔融软化， 加热熔融软化，冷却固化 通过溶剂挥发、溶体冷却、 通过溶剂挥发、溶体冷却、聚合反应使之变 为热塑性固体。 为热塑性固体。 其机械性能、耐热性能和耐化学性能较差， 其机械性能、耐热性能和耐化学性能较差， 但使用方便，有较好的柔软性。 但使用方便，有较好的柔软性。 热固性树脂胶粘剂 通过加入固化剂和加热时。液态树脂经聚合 通过加入固化剂和加热时。 反应交联成网状结构，形成不溶、不熔的固体， 反应交联成网状结构，形成不溶、不熔的固体， 粘附性较好，机械强度高、耐热、 粘附性较好，机械强度高、耐热、耐化学性 好； 耐冲击性和弯曲性差。 耐冲击性和弯曲性差。
粘附机理
吸附理论； 吸附理论； 机械结合理论； 机械结合理论； 静电理论； 静电理论； 扩散理论； 扩散理论； 化学键理论。 化学键理论。
吸附理论
两个阶段 第一阶段：液体胶黏剂分子借助于布朗运动向被 第一阶段： 粘物表面扩散，使两者的急性基团或链节相互靠近； 粘物表面扩散，使两者的急性基团或链节相互靠近； 第二阶段是吸附力的产生，当胶黏剂与被粘物两 第二阶段是吸附力的产生， 处分子间距离达到0.5-1nm，分子便产生相互吸引作用， ，分子便产生相互吸引作用， 处分子间距离达到 并使分子间的距离进一步缩短到能够处于最大稳定状态 的距离。 的距离。
物理吸附的范得华力（ 物理吸附的范得华力（R-H+OCN-R’ → RCONH-R’）： ）： 相距1nm，吸引力可达10—100MPa; 0.3nm， ，吸引力可达 ， 相距 可达100-1000MPa 可达
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3.2.3 溶剂的选择 选择溶剂时，合成用的溶剂应对合成反应不产生不良 影响，制备高分子溶液用的溶剂应有优异的溶解性。 还要考虑挥发性与毒性，一般来说，应从以下几方面 进行溶剂的选择。
（1）极性 通常极性相近的物质具有良好的相溶性，因此，粘合剂基体树 脂的良溶剂必须是与其极性相同或相近的液体，非晶基体树脂与溶 剂的溶解度参数(d)越接近，相溶性越好。 溶剂的选择可参考以下两个规律。 (a) 结构相似相溶规律。聚合物与溶剂结构相似时，易于溶解， 如天然橡胶可溶于烃类溶剂，聚乙烯醇可溶于水。 (b) 溶解度参数相近规律。溶剂与非晶聚合物的溶解度参数差 小于1.5则可以溶解，否则不溶。表3-3、表3-4分别为常用溶剂和 聚合物的溶解度参数(d )。
（4）相对分子质量及其分布
对热塑性树脂粘合剂，树脂的相对分子质量大小及其分 布对粘接强度有一定影响。相对分子质量合适时，大分子链 的运动能力和粘合剂对被粘材料的润湿能力强；分子量太低， 会使粘合剂树脂缺乏内聚强度而降低粘接强度。分子量太大 时，粘合剂树脂溶解难、粘度高，尽管内聚强度大，但没有 足够粘接性能。 因此，在选择热塑性树脂时，一般要选择相对分子质量 合适且分布均匀的树脂。
（4）天然高分子 天然高分子种类很多，主要有纤维素、甲壳素、海藻酸 钠、淀粉、糊精、植物胶（主要成分是半乳甘露聚糖，还 有蛋白质、纤维素、水分及少量钙、镁等无机元素）、动 物胶（以动物的皮、骨或筋等为原料，将其中所含的胶原 经过部分水解、萃取和干燥制成的蛋白质固形物）、天然 胶乳（主要成分聚异戊二烯）等。 （5）改性天然高分子 改性天然高分子化合物主要有羧甲基纤维素、氧化淀粉、 接枝改性淀粉等，使用范围与未改性物相似。
3.4 填料
3.4.1 填料的种类 粘合剂组分中不与基体树脂起化学反应，但可以改变 其性能，降低成本的固体材料叫填充剂，又称填料。它是 粘合剂中的重要组成物质。 在粘合剂中加入填料，尤其是极性填料，可以提高粘 合剂的耐热性、粘合力及内聚强度，降低粘合剂的固化收 缩率和热膨胀系数等。 根据化学成分来分，填料可分为无机填料和有机填料。 无机填料主要是矿物填料，使粘合剂的耐热性、耐介质性 能、收缩率等有所改善，但脆性增加；有机填料改善粘合 剂的脆性，但一般吸湿性高，耐热性低。
常见的基体树脂中，聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯等都 具有简单规整结构，因而容易结晶；而聚酯类、聚酰胺类， 链结构较复杂，但因规整、对称、空间位阻小，且极性的酯 基团、酰胺基团也有助于结晶。 用共聚等方法破坏基体树脂的结构规整性可阻止结晶，如 共聚酯、共聚尼龙等，因结晶性被破坏可用于配制粘合剂， 无规聚丙烯也可用于压敏胶。
（2）结晶性 粘合剂树脂的结晶性是对粘接性能影响较大的因素之一， 适当的结晶性（如聚异丁烯、氯丁橡胶)可以提高粘合树脂的内 聚强度和初粘力，因而有利于粘接。但如果结晶性过高则影响 粘合力，不能用作粘合剂。这主要因为结晶度高的树脂，分子 中极性基团束缚作用强，不利于大分子扩散运动，且结晶度越 高，溶解性越差。一般聚乙烯、尼龙等结晶聚合物不宜用于配 制溶液型或乳液型粘合剂。 基体树脂的结晶性，主要与分子结构和组成有关，一般结 构简单、规整、对称的高分子具有良好的结晶能力；此外，随 着分子中极性基团的增加，结晶能力也增高。
3.1.2 基体树脂的特性
粘合剂的粘接过程是一个复杂的物理、化学过程。粘接力不 仅取决于粘合剂和被粘物的组成和被粘物的表面状态，而且与 粘接工艺等因素有关。但粘合剂的粘合性能主要由基体树脂所 决定，而粘合剂的流变性、极性、结晶性、相对分子质量及分 布又影响着其物理力学性能，以下对粘合剂中粘性成分的基本 特性简要说明。 （1）流变性 粘合剂在施工时要有合适的粘度，具有一定流动性和良好的 触变性。搅动下粘合剂的粘度须降低，便于涂刷；除去外力而 静止时，粘合剂的粘度增加，不会流淌。粘合剂本身的流动性 与触变性直接影响着胶的涂布、粘合质量。
3.3.2 增塑剂的作用 （1） “屏蔽”聚合物分子中的活性基团，减弱分子间 作用力，从而降低大分子间的相互作用，如图3-3所示。 （2）改善聚合物的韧性和耐寒性，但降低了其内聚强 度选择 （1）极性 由于增塑剂会永久地留在粘合体系中，故增塑剂的极 性对粘合剂的性能影响往往比溶剂还要大。 极性大的增塑剂能增加粘合剂与极性被粘材料的吸引 力，如丁腈橡胶为增塑剂时比邻苯二甲酸二丁酯所配制的 环氧粘合剂粘接强度要大。 极性大小能影响增塑剂与树脂的相溶性，表3-8中列 出了高分子与常用增塑剂之间的相溶性。
3.4.2 填料的作用 （1）对粘度的影响 加入填料可以起到增稠作用，纤维状填料的增稠作用 比较显著。有些填料甚至可以改善粘合剂的触变性。 （2）补强作用 有些聚合物分子间的相互作用力弱，内聚能低，因此， 力学性能不高。选择活性填料，使大分子链与填料之间形 成交联结构，可起到补强效果。
3.1 粘合剂基体树脂
3.1.1 基体树脂的种类 基体树脂主要赋予粘合剂粘接性与机械强度，非织造布 用粘合剂的树脂大部分是有机高分子，主要有热塑性树脂、 热固性树脂、合成橡胶、天然高分子、改性天然高分子等。 （1）热塑性树脂 一般来讲，热塑性树脂为线型大分子，遇热软化或熔融， 冷却后又固化，这一过程可以反复转变，对其性能影响不大， 溶解性能较好，具有弹性，但耐热性较差。最常用的热塑性 树脂有聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯酸酯、有 机氟树脂、共聚酰胺等缩聚物等。
表3-1 环氧树脂的相对分子质量对粘接强度的影响
环氧树脂 相对分子量 剪切强度/MPa
630#
618# 634# 601# 601:618:630=1:0.5:0.3
约150
约340 约450 约1000 平均675
<9.8
17.6 16.2 14.7 22.5
注：二亚乙基三胺为固化剂。
3.2 溶剂
（3）其他 此外，也要考虑溶剂的毒性、价格等，应避免使用高毒性 的溶剂，例如橡胶工业常用汽油、醋酸乙酯、丙酮等低毒 性溶剂来代替苯、卤代烃等毒性较大的溶剂。
3.3 增塑剂
3.3.1 增塑剂的种类
增塑剂是一种能降低聚合物玻璃化温度、熔融温度，增加聚 合物流体流动性、降低粘合剂胶层脆性的物质。 增塑剂的主要作用是削弱大分子之间的次价健，即范德华力， 从而增加了大分子链的运动能力，降低了聚合物分子的结晶性。 表现在：聚合物的塑性与柔韧性提高，而硬度、模量、玻璃化温 度和脆化温度等降低。 增塑剂按其作用可分为两种类型： 一是不与聚合物发生任何化学反应的物质，称为外增塑剂。外增 塑剂是一个小分子化合物或聚合物，把它添加在需要增塑的聚合 物中，可增加聚合物的塑性。外增塑剂一般是一种高沸点、难挥 发的液体或低熔点的固体，绝大多数都是酯类有机化合物。
（3）极性 基体树脂的极性对粘合力有很大影响，用极性大的树脂配 制的粘合剂，对极性被粘材料有较好的粘合力。但是高分子链 中，如果极性基团过多，又因其相互作用往往会约束其链段的 扩散能力，从而降低粘合力。 例如，用氯化聚乙烯粘合剂粘接赛璐珞，开始随着氯含量的 增加其粘接强度相应增加，但到一定程度后便开始下降。又如， 用丁腈橡胶粘接尼龙，当丁腈橡胶中-CN极性基团增加到一定 值时，其粘接强度最高，若超过此限度则强度下降。丁腈橡胶 中丙烯腈含量与剥离强度的关系如图3-1所示。
（3）降低收缩应力和热应力 粘合剂在固化过程中伴随着体积减小和密度增加，这种体积 收缩是由于化学作用引起的。由于树脂和被粘物的不同热膨胀系 数，还会产生热收缩。这两种收缩均会在粘合剂层中产生内应力， 造成应力集中，以致引起粘合剂层开裂或粘结处破坏，直接影响 粘合剂粘接处的使用寿命。 填料可以调节固化过程的收缩率，且减小粘合剂与被粘物之 间热膨胀系数的差别，并阻止裂缝延伸，因此可以显著提高粘合 剂的粘接强度，尤其是高温下的剪切强度。但填料用量过多，体 系模量增加，也会使粘接处的内应力增加，强度降低。 另外，在粘合剂中加入导电性良好的金属粉末或具有磁性的 金属粉末，可配制成导电粘合剂或导磁粘合剂。
根据填料的形状可分为粉末状填料、纤维状填料和片 状填料等。粉末状填料有大理石粉、瓷粉、石墨粉、氧化 铝粉、锌粉、粉末尼龙、软木粉等，纤维状填料有亚麻、 棉纤维、玻璃纤维以及碳纤维等，片状填料亚麻布、麻布 和玻璃布等。但也有些粉末状的填料，例如云母粉与滑石 粉，从严格定义应看为薄片，其增强效果一般介于纤维状 和片状之间。 一般说来，从填料的形状来看其力学性能好坏的顺序是 片状>纤维状>粉末状。一些典型填料的性能及用途见表 ３-９，常用填料的用量及特性见表3-10。
（2）耐久性 在使用过程中，由于增塑剂可能会因渗出、迁移、挥 发而损失，从而影响被增塑的聚合物的性能。 为了延长使用寿命、提高增塑剂在被增塑的聚合物中 的持久性，要尽可能用高沸点的增塑剂或高分子量的增塑 剂，如聚酯树脂等。 增塑剂分子量越高，粘合剂粘接强度越好，如环氧树脂 选用树脂型或橡胶型增塑剂的粘接强度比选用邻苯二甲酸 二丁酯的要好。
（2）热固性树脂 热固性树脂是具有三维网状交联结构的聚合物，具有耐 热性好、耐水性好、耐介质性优、低蠕变等优点。可用的 热固性树脂有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂等，尤其是 酚醛树脂及其衍生物用得较多，如羟甲基脲、硫脲、乙烯 基脲等。 （3）合成橡胶 合成橡胶内聚强度较低，耐热性不高，但具有优良的弹 性，适于柔软或膨胀系数相差悬殊的材料粘合。常用的合 成橡胶主要是氯丁橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶等，可以 是有机溶剂型，也可以是水乳型的。
3.2.1 溶剂的种类 粘合剂的溶剂一般都是低粘度的液体物质，主要有脂肪 烃、酯类、醇类、酮类、氯代烃类、醇醚类、醚类、砜类 和酰胺类等，常用溶剂的品种见表3-2。