胶粘剂课外思考与作业题答案11全解

第一章：胶接基础

（吸附理论、机械结合理论、扩散理论和化学键理论四种理论的要点；影响

胶接强度的因素、胶接破坏的类型与机理；）

1 各种胶接理论的基本观点及其在胶接过程的作用是什麽？

答：1.吸附理论:胶接作用是胶黏剂分子与被胶接物分子在界面层上相互吸附产生的，胶接作用是物理吸附与化学吸附共同作用的结果，而物理吸附则是胶接作用的普遍原因。

机械结合理论：液态胶黏剂充满被胶接物表面的缝隙或凹陷处，固化后在界面产生啮合连接。

扩散理论：胶黏剂与被粘物分子通过相互扩散而形成牢固的接头，两种具有相溶性的高聚物相互接触时，分子或链段的布朗运动而相互扩散，在界面上发生互溶，导致胶黏剂和被粘物的界面消失和过渡区的产生，从而形成牢固的接头。

静电理论：在胶接头中存在双电层，胶接力主要来自双电层的静电引力。

化学键理论：胶接作用主要是化学键力的作用结果

2 胶接破坏有几种形式？如何判断？

答：1.被胶接物破坏（破坏发生在被胶接物内部）

2.内聚破坏（破坏发生在胶粘剂内部）

3.界面破坏（破坏发生在胶黏剂与被胶接物接触角）

4.混合破坏（破坏既有胶接面又有胶黏剂内部）

3影响胶接强度有哪些因素？

答：1.木材的密度和树种 2.湿润及湿润性 3.含水率 4.胶接面的纹理与纤维方向

5.表面粗糙度与加工精度

6.抽提物

7.木材的生长缺陷与生长特征

8.被胶接面的污染

4胶粘剂的湿润性对胶接强度有何影响？

答：胶粘剂在完成胶接作用时，其分子必须对被胶接物体表面有一定的润湿、扩散能力，使胶液形成薄而均匀的胶层，为胶粘剂分子和被胶接物表面分子相互吸引，达到良好胶接而创造必要的条件，润湿性过大、过小都会影响到胶接的质量。

5 表面张力、接触角与湿润性的关系？

答：接触角越小，润湿性越好，表面张力越大

6 机械胶接理论的要点及其在木材胶接中的作用？

答：机械胶接理论的要点即液态胶粘剂流入并填满凹凸不平的被胶接材料表面，经过固化，胶粘剂与被胶接物通过表面互相咬合，如钩、锚那样实现牢固连接。

木材是多孔性材料，木材表面存在大量的纹孔和暴露在外的细胞腔，这是木材胶接形成胶接力（胶钉作用）的有利条件。

第二章：氨基类树脂胶粘剂

（脲醛树脂胶粘剂加成与缩聚反应历程；甲醛/尿素摩尔比对脲醛树脂质量的影响；脲醛树脂的改性）

1 结合脲醛树脂的化学反应式，说明脲醛树脂存在游离甲醛的原因？

答：脲醛树脂中游离甲醛一方面是因为甲醛与尿素的高摩尔比，使甲醛过量；另一方面是在合成过程中有羟甲基生成，而羟甲基与甲醛之间存在平衡关系，因而释放出甲醛。

2 尿素与甲醛的摩尔比对脲醛树脂的质量有何影响？

答：1.当甲醛与尿素的摩尔比增大时，游离甲基含量增加，甲醛释放量增加，使脲醛树脂的耐水性降低2.当甲醛与尿素的摩尔比降低时，胶接性能下降，贮存期缩短，树脂水溶性降低，胶接制成品的尺寸稳定性下降，树脂初粘性不好。

3 甲阶脲醛树脂的反应终点是用什么方法控制？甲阶脲醛树脂有什麽特点？在人造板生产中如何利用这些特征？

答：甲阶脲醛树脂的反应终点是用粘度方法控制的。

4 结合实例分析，说明 pH 值对脲醛树脂合成过程的影响？

答：PH值不同直接影响到反应过程生成物的结构，在中性或弱碱性介质中，尿素与甲醛反应生成羟甲基脲，而在酸性介质中，反应生成的羟甲基脲进一步脱水缩聚生成甲基脲和次甲基醚连接的低分子化合物。

5 在合成工艺中，为提高脲醛树脂固体含量为什麽采用真空脱水，而不用常温脱水？

答：真空状态可降低沸点，有利于脱水，有利于甲醛挥发，降低游离甲醛含量，提高固体含量，而采用常温脱水所得固体含量低，游离甲醛含量高，胶液粘度小。

6 通过脲醛树脂合成过程及结构特点，说明脲醛树脂胶接制品耐水性和耐老化差的原因？并提出相应的改善措施。

答：耐水差的原因：在固化了的脲醛树脂胶黏剂中尚存在具有亲水性的羟甲基改善措施：在脲醛树脂缩聚过程中加入适当的苯酚，间苯二酚或三聚氰胺等使之共聚，产生耐水性的共聚体；或将制得的脲醛树脂与酚醛树脂或三聚氰胺树脂共混；也有在进行胶接前加入三聚氰胺粉末或其他化合物在进行热压，以提高脲醛树脂胶黏剂的耐水性能。耐老化差的原因：1.树脂固化后仍继续进行缩聚脱水反应

2.在固化后的产物中仍存在着游离羟甲基，使胶层对于大气中的水分不断地吸收或放出，在反复干湿的情况下，即收缩——膨胀应力的作用下，引起胶层的老化

3.在外界因子如大气中的水、热、光等的影响下，树脂分子断裂，导致胶层老化，此外，固化剂的浓度，加压压力、木材表面的粗糙度等都是引起老化的因素。

改善措施：1.从工艺方面要求被胶接木材表面平整光滑，尽量减少凹凸不平，以免胶液分布不均而形成过厚的胶层，在表里收缩不均匀的情况下产生开裂。

对脲醛树脂进行改性，另外在树脂中加入适量的醇类物质，使树脂醚化，可以提高树脂的柔韧性。

在树脂中加入各种填料，如豆粉、小麦粉、木粉、石膏粉等，防止胶层由于应力作用而引起龟裂。

适当使用固化剂。

7 结合化学反应式，论述热固性脲醛树脂的合成原理？并通过设计性实验，说明你是如何在配方设计上降低游离甲醛含量的？

答：热固性脲醛树脂的合成原理：尿素与甲醛的加成反应 pH≥7

游离甲醛产生的原因：

1.合成UF树脂第一步加成反应是可逆反应，原料中的甲醛不能完全参与反应，有一部分处于游离状态。

2.羟甲基CH2OH

和醚键

CH2O CH2

在一定条件下分解产生甲醛。

针对以上原因，在设计合成工艺时采取以下措施：

1.降低F/U的摩尔比，减少甲醛的用量

2.采用多次缩聚工艺，将尿素多次加入，在加成反应阶段F/U的摩尔比为2.0，

3.保证二羟甲基脲的生成数量，然后在反应后期将第二次U加入反应液中，这样对降低游离甲醛很有利。

第三章：酚醛树脂胶粘剂

（酚醛树脂的合成反应原理；酚的种类和结构对酚醛树脂的质量影响；）

1合成热固性酚醛树脂为什么先制成甲阶树脂？而这种树脂为什么能固化产生强度？

答：甲阶酚醛树脂为线型结构，分子量较低，具有较好的流动性和湿润性，能满足胶接和浸渍工艺的要求。因此一般合成热固性酚醛树脂均控制在此阶段。甲阶树脂之所以固化是因为在结构中还存在羟甲基，可以继续进行缩聚反应，当温度升高时，伴随羟甲基与苯环上活性氢的缩合，同时醚键大量裂解失去甲醛而变成次甲基，树脂相对分子质量为1000左右，聚合度为6—7，此时树脂为乙阶，在温度更高时，进一步固化，最后形成交联的体型网状结构的丙阶树脂，因此能产生强度。