氰基丙烯酸酯参考幻灯片

CN CH 2 C
C OR O
CN CH 2 C -
C OR O CN
NC CH 2 C C OR O
CH 2 C
C OR
O
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化学结构特点是：有两个强烈的吸电子基团氰基和酯 基连接在同一个α-碳原子上，这些基团一方面降低了 β-碳原子的电子云密度，致使β位易于受到亲核攻击， 另一方面，由于β位上无取代基团，也增加了它对亲 核试剂的敏感性。正是这种没有阻碍的高度亲电的β碳原子使得氰基丙烯酸酯分子有着不同于其他烯类单 体的特殊反应性，即能在中等亲核试剂的作用下，很 快发生负离子聚合，甚至，在像水和氧这样的表面污 染物存在下亦发生，而在大多数负离子聚合中，水和 氧是有效的阻聚剂。 2. 固化机理
1975年 中国科学院化学所研制成功我国第一种-胶，KH-502， 80年代后在国内众多厂家生产。
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1980年 以来 美国Permabond公司、Loctite公司、日本东亚合 成化学工业、住友化学工业等研制成功耐高温-胶、 耐冲击-胶、无白化-胶等高性能产品，以满足工程 应用的需求。
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1. -氰基丙烯酸酯的结构
难粘材料 聚乙烯 聚丙烯 聚四氟乙烯 硅橡胶 氟橡胶 软质聚氯乙烯
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b.表面污染的影响
i) 油污、锈迹影响粘接力； ii) 塑料、橡胶表面脱模剂及增塑剂影响粘接力； iii) 碱性表面加速固化，酸性表面减慢固化。 表面处理的重要性 a.溶剂脱脂：除去表面油污，提高粘接性。 b.机械打磨、喷砂处理：除锈，增加有效粘接面积，提高
韧性差
丙烯酸系弹性聚合物
耐热差，<70℃
氰基戊二烯酸单酯或双酯 马来酰亚胺
固化速度明显加 快，贮存增长 高冲击强度 高剥离强度
耐温110 ℃
粘度低, 脆性
增水处理SiO2，聚丙烯酸 触变性，改善耐
酯
老化性能
有白化现象
甲（或乙）氧基乙基氰基 丙烯酸酯
无白化、低气味
所有品种
TS1480
TS1421 TS1401，TS1406， TS1415，TS1495，
C2R O C2R O
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（3） 链转移与链终止
遇强酸会终止某些链，在单体缺乏的情况下，水使链终止。
CNCN CN
CNCN CN
BC2H CC2H C C H n
C2 R OC2 R O C2 R O
B2 C C H C2H C C H n
C2 R OC2 R O C2 R O
-氰基丙烯酸酯固化机理图示如下：
TS1496 TS146100
1. -胶典型的工业应用
电子、电器工业
计算器 计算机装配 导线粘接 线圈粘接 导电性粘接 电子部件 显微加工器 助听器 小型电动机 杨声器磁网 立体声 电动剃刀 吸尘器
精密机械
照相机 光学透镜 手表 医疗器械 轴承制造 量具制造 设备橡胶垫脚 设备的铭牌 工艺性暂时粘接
高
低
差
中
高
高
工业用
～98 ～102 基本无嗅 无白化现象 好 低 低
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（2）酸、碱性的影响
碱性物质加速-胶固化，酸性物质减慢-胶固化。 （3）通过改性获得高性能-胶（天山系列瞬干胶的特点）
普通502瞬干胶缺点
改进方法
改进后性能
天山产品性能
固化慢，5～30秒， 聚乙烯基醚、冠醚，改善
贮存稳定性差
包装瓶
-氰基丙烯酸酯通过亲核试剂攻击β碳原子，产生稳定 的负碳离子使聚合开始进行，聚合过程包括引发、增 5 长、链转移、链终止阶段。
（1） 链引发
CN
H 2C C
B
CO 2 R
（2） 链增长
ຫໍສະໝຸດ Baidu
CN B CH 2 C
CO 2 R
CN
CN
CN CN
H 2CC BC2HC BC2H CC2HC
C2R O
C2R O
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3. 影响-胶固化性能的因素
CN ∣ （1）-胶结构中 CH2 =∣C ，不同的R烷基有不同的性能 COOR
烷基
性能
甲基 乙基 异丙基 丙烯基 丁基 异丁基 甲氧基乙基 乙氧基乙基
沸点（℃ ） 气味 白化现象 韧性 固化速度 强度 用途
～50 ～55 ～55 ～80 ～83 ～72
催泪
强丙烯酸嗅味，催泪
交通运输及其它
飞机内部零件
汽车颠簸器垫
密封圈、橡胶垫圈
汽车装饰、门窗密封条
塑料标志、装饰条
橡胶印模
乐器
家俱
工艺品
玩具
各种钢笔
运动器材
防振橡胶
过滤器
医用缝合、止血
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2. -胶的使用方法 表面处理 → 选胶 → 涂胶 → 合拢养生
（1） 表面处理 被粘材料表面状况对粘接性能的影响 a.表面能、润湿与粘接性的关系
d.火焰及低温等离子体处理：
特别是对那些难粘材料如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 氟橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶表面活化，效果显著。
粘接性。
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c.化学处理：
i) 对于金属来说，可在表面形成一种致密、坚固、内 聚强度高、极性强的金属表面氧化膜，该膜表面能高，胶粘 剂可显著地改善粘接强度。
ii) 对于低能橡胶与塑料如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙 烯、含氟橡胶、乙丙橡胶及丁基橡胶等用化学方法处理后， 可使化学上惰性表面变成带有极性基团的表面。此表面自由 能高，浸润性好，有利于大幅度提高粘接强度。
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事实上，在大多数物体表面上都会有OH¯存在，这就是 其快速固化的原因。 由于进行的使本体聚合，随着反应的进行体系黏度升高， 聚合无法进行到100%。反映到实际应用过程中，在室温 下快速固化，起着相当好的起始粘接强度，但随着老化 或时间的延长，由于残余单体（作为增塑剂）的消失， 接头将变脆而失去强度，这就是α-胶产生种种缺点的基本 原因所在，因此必须对其进行改性，提高其各方面的性 能．
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形成粘接的条件：一是胶粘剂必须以流体的形式涂于被粘物表 面上，而且润湿良好；二是胶粘剂必须固化。
根据表面能的高低把被粘材料分为四类：
易粘材料 硬聚氨乙烯 有机玻璃 聚苯乙烯 尼龙 酚醋塑料 天然橡胶 聚碳酸酯 氯丁橡胶 金属
稍难粘材料 玻璃 增强塑料 聚酯树脂 三元乙丙橡胶
易渗入材料 木材 处竹子 陶瓷 混凝土 皮革 纸张 泡沫塑料 纤维织品
-氰基丙烯酸酯瞬干胶
1947年 美国B.F.Goodrich公司的Alan Ardis首次合成了该类 化合物。
1950年 美国Eastman Kodak的科学家H.W.Coover在鉴定氰基丙 烯酸酯单体时，不小心把Abbe折光仪的棱镜粘在一起 后，才发现了它的胶粘性。
1958年 美国Eastman Kodak公司正式推出了第一种-胶， Eastman910，一种令人感兴趣的、神奇的、昂贵 的珍品。