快干胶水固化机理

（北京天山新材料技术有限责任公司：刘洁，李志梅，师力）
α-氰基丙烯酸酯胶粘剂施胶后短时间内只能起到定位作用，若要达到良好的耐化学性能，其常温固化时间至少24h。

为了缩短其完全固化的时间，采用两种可能加速α-氰基丙烯酸酯胶粘剂固化的方法———促进剂法和加热法（70～100℃）。

结果表明加热法可以达到缩短固化时间的目的。

1·影响瞬干胶应用范围的主要原因
α-氰基丙烯酸酯瞬干胶具有（常温）无需加热加压即可快速固化的特点，但是其施胶后短时间内只能起到定位作用，若要达到良好的耐化学性能，其固化时间至少24h。

然而，在实际使用过程中，其应用范围常因现场用胶工艺、环境及生产周期等条件的影响而受到限制（即不可能等其24h完全固化后再使用或进入下道工序）。

为了缩短α-氰基丙烯酸酯胶粘剂的固化时间、提高生产效率，本文采用两种方法（促进剂法和70～100℃加热法）来加速α-氰基丙烯酸乙酯胶粘剂（简称α-胶）的固化反应。

2·促进剂法与加热法缩短α-胶固化时间的机理
由于α-氰基丙烯酸乙酯分子中含有吸电子性较强的氰基和羰基（即富有亲电子性），故其在弱碱存在的条件下（如接触材料表面碱性物质或吸收空气中的水）会进行阴离子聚合而实现粘接层固化。

根据此固化机理，各种胺类和吸水性物质都应该是α-胶的良好固化促进剂。

但是，根据有关文献报道，大多数胺类物质在α-胶中的溶解性较差，而聚醚类吸水性物质在α-胶中的溶解性较好。

因此，本文选用聚醚类物质作为α-胶的促进剂。

由于α-氰基丙烯酸乙酯单体除阴离子聚合外，还会在光、热作用下发生自由基聚合反应。

根据此固化机理，本文分别选用70、80、90、100℃对α-胶进行加热固化。

3·促进剂法与加热法缩短α-胶固化时间的利弊分析
不同加速固化方法对试样拉伸剪切强度的影响如表1所示，加热固化与常温固化对试样剪切冲击强度的影响如表2所示。

由表1可知：①当固化时间相同时，采用促进剂法固化1、2、3h后，试样的剪切强度均低于加热（或常温）固化的试样。

这是由于促进剂会导致α-胶反应过快，致使形成的聚合物具有较短的分子链和较低的相对分子质量，故胶接接头的强度变差。

②采用加热法可以加快α-胶的固化速率，但是α-胶的剪切强度随着温度的升高而逐渐降低；当固化温度为100℃时，其剪切强度甚至低于常温固化的试样。

这是由于固化后呈线性结构的α-胶，在高温条件下易降解所致。

缩短α-氰基丙烯酸酯胶粘剂固化时间的研究
由表2可知：试样的冲击强度随着固化温度的提高而逐渐下降；当固化温度高于70℃时，试样的冲击强度均小于常温固化的试样。

这是由于加热法会导致起增塑作用的单体几乎全部固化，故胶层的脆性增加，耐冲击性能降低；而常温固化的试样中还存在着一部分未固化的单体（起增塑剂作用），故胶层的耐冲击性能相对较好。

4·结论
（1）加热法的固化效果明显优于促进剂法。

采用70～100℃加热法可以使α-胶达到快速固化的目的，并且胶层的最大剪切强度比常温固化24h时提高50％左右，但是胶层的脆性明显增大。

因此，可根据使用要求适当缩短加热时间或加入增塑剂，来降低胶层的脆性。

（2）采用促进剂法不能使α-胶达到快速固化的目的。

但是当用户只要求快速定位（即对强度要求不高）时，也可选择此方法。