第6章 胶粘剂PPT课件
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6.1.1 胶粘剂的特点
优点： 可以粘合不同性质的材料； 可以粘合异型、复杂结构和大型薄板的结构部件，采用 粘合方法可以避免焊接时产生的热变形和铆接时产生的机 械变形； 粘合件外观平滑美观； 粘合是面粘结，不易产生应力集中，接头有良好的疲劳 强度，同时具有优异的密封、绝缘、耐腐蚀等性能； 制造成本低，粘结件质量轻。
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6.1.4 胶粘Biblioteka Baidu的选择
胶粘剂选择要考虑的因素： 材料的性质、胶粘剂的性能、不同用途、价格等
➢ 金属： 金属极性大(表面能高)、表面致密、模量大、 强度高．一般都用于受力结构，应该选用强度比较高的 胶粘剂，如环氧胶；
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6.1.4 胶粘剂的选择
➢塑料： 热固性塑料如环氧、酚醛、脲醛、不饱和聚酯树脂等
天然胶：来源丰富、价格低廉、毒性低、但耐水、耐潮和耐微生物 作用差。 合成胶：良好的电绝缘、隔热、抗震、耐腐蚀、耐微生物及良好的 粘结强度；而且可根据不同用途配置不同胶粘剂。
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6.1.2 胶粘剂的分类与组成
根据粘结处受力要求： 结构型胶粘剂
➢能够承受负载，有较高的粘结强度； ➢一般热固性胶粘剂或合金型胶粘剂适 合作结构胶粘剂； ➢如飞机、汽车上结构部件的粘结。
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6.1.3 粘结与粘结工艺
粘结机理：
➢ 机械互锁理论（抛锚理论）：胶粘剂渗透到被粘物凹凸不平的 沟痕或孔隙中去，固化之后就像许多小钩子似地把胶粘剂和被粘 物连接在一起。 ➢扩散理论：高聚物的自粘附和相互间粘接，界面高聚物分子相互 扩散所致； ➢静电理论： 当胶粘剂-被粘物体系是一种电子的接受体-供给体的 组合形式时，在界面区两侧形成双电层。双电层电荷的性质相反， 从而产生静电引力；
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6.1 概述
➢ 胶粘剂（粘合剂）是通过黏附作用使被粘物相互结合在 一起的物质。 ➢粘接是一项古老而又实用的技术，它的发展经历了 较长的历史。
天然产物骨胶、松脂、淀粉胶粘剂，如用黏米粘城墙、用骨胶粘接 箭羽等（秦汉时期）。 20世纪20年代，出现了天然橡胶加工的压敏胶，并试制成功醇酸树 脂胶粘剂。 40年代，瑞士发明双酚A型环氧树脂，成为主要的结构胶粘剂。 1957年美国发明氰基丙烯酸酯胶粘剂，开创了瞬间粘接的新时期。 近20年来，国内外胶粘剂及其技术理论发展十分惊人， 产量逐年剧 增，应用愈来愈广泛。
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6.1.3 粘结与粘结工艺
粘结原理： ➢粘结的前提条件：一是胶粘剂要能很好地浸润被粘物 表面；二是胶粘剂与被粘物之间要有较强的相互作用。
➢浸润的描述——接触角θ（液滴曲面的切线与固体表
面的夹角）
θ < 90º 浸润； θ > 90º 浸润不良； θ = 180º不浸润； θ = 0º 液体在固体表面铺开
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6.1.2 胶粘剂的分类与组成
根据基体来源：
天然胶粘剂
动物胶 鱼胶、骨胶、虫胶等 植物胶 淀粉、松香、阿拉伯树胶等
有机胶粘剂
胶 粘
合成胶粘剂
剂
热塑性树脂胶粘剂 PVAc、PA等
热固性树脂胶粘剂 环氧、酚醛树脂等
橡胶型胶粘剂
氯丁、丁腈胶等
混合型胶粘剂
环氧-酚醛等
无机胶粘剂 磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐型等。
➢斜接：
➢搭接：
➢套接
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6.1.3 粘结与粘结工艺
粘结工艺：
初清洗 粘 结 接 头 机 械 加 工 表面处理 配 胶 涂 胶 凉 置 粘 接 固 化 检验修整
➢表面处理（油污、金属氧化层、难粘材料表面、高极性材 料表面脱模剂）：
机械处理：砂纸； 物理处理：火焰处理、等离子放电处理等 化学处理：酸、强氧化剂；
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6.1.3 粘结与粘结工艺
➢液体对固体的浸润程度要取决于他们的表面张力大 小：
表面张力小的物质能够很好浸润表面张力大的物 质，而表面张力大的物质不能浸润表面小的物质；
➢ 金属的表面张力大，能被表面张力小的聚合物胶 粘剂浸润； ➢ 含氟聚合物和非极性的聚烯烃类聚合物的表面张力 极低，很难被粘结； ➢ 玻璃、陶瓷介于两者之间。
塑料，只能用热固性胶粘剂粘接； 而热塑性塑料PS、PVC、ABS、PC、尼龙等，宜选用
室温固化胶粘剂，还可以用热熔胶和溶液胶进行粘接； 对于非极性的难粘塑料，如PE、PP、PTFE等，可选
用PB或有机硅胶粘剂，一般情况下需要对表面进行特殊处 理；
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6.1.4 胶粘剂的选择
➢橡胶： 对于橡胶之间的粘结，氯丁胶、聚酰胺和聚氨酯胶
非结构型胶粘剂
➢不受力或受力不大； ➢橡胶型、热塑性胶粘剂； ➢常以压敏、密封、热溶剂形式出现。
根据固化方式： 水基蒸发、溶剂挥发、化学反应、热溶性、压敏胶等
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6.1.2 胶粘剂的分类与组成
组成——多组分：
✓固化剂：增加胶层内聚强度； ✓催化剂：加速固化，缩短时间，降低反应温度； ✓防老剂：提高耐大气老化、热老化、电弧老化、臭 氧老化性能； ✓填料：提高强度，降低成本； ✓增塑或增韧剂：降低胶层刚性，增加韧性； ✓稀释剂：改善工艺性、降低粘度； ✓ 溶剂
粘剂均能提供优异的粘结强度；橡胶-皮革可用氯丁胶 和聚氨酯胶粘剂；橡胶-塑料（玻璃、陶瓷）可用硅橡 胶胶粘剂；橡胶-玻璃钢（酚醛）可用丙烯酸酯类胶粘 剂；橡胶-混凝土（石材）可用氯丁胶、环氧胶和氰基 丙烯酸酯胶粘剂；
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6.1.4 胶粘剂的选择
➢玻璃或陶瓷（硬度高、脆性大）：需要选用韧性好、 室温固化的热固性胶粘剂； ➢木材、纸张、织物、竹材（多孔）：选用粘度较大的 白乳胶、氯丁胶等 ➢皮革类（细孔、极性、易绕曲）：聚氨酯胶粘剂和氯 丁胶 ➢ 混凝土：结构胶，一般用环氧胶
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6.1.1 胶粘剂的特点
缺陷： ➢与高强度的被粘物（如金属)相比，粘接强度不够高， 容易在接头边缘首先破坏； ➢ 粘接结构在使用或存放过程中由于受环境中水、热、 光、氧等因素的作用，会老化，同时其耐高温、低温 性能有限； ➢ 某些胶粘剂易燃，有毒； ➢ 迄今还缺乏准确、可靠、无损检验粘接质量的方法。
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6.1.3 粘结与粘结工艺 粘结机理：
➢吸附理论： 粘接力的主要来源是粘接体系的分子间 作用力、氢键作用；
➢化学键理论： 胶粘剂与被粘物表面产生化学反应而在 界面形成化学键结合，象铁链一样，把两者牢牢地连接 起来。
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6.1.3 粘结与粘结工艺 粘结接头的设计：
➢对接：
➢角接：
➢T接
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6.1.3 粘结与粘结工艺 粘结接头的设计：
6.1.1 胶粘剂的特点
优点： 可以粘合不同性质的材料； 可以粘合异型、复杂结构和大型薄板的结构部件，采用 粘合方法可以避免焊接时产生的热变形和铆接时产生的机 械变形； 粘合件外观平滑美观； 粘合是面粘结，不易产生应力集中，接头有良好的疲劳 强度，同时具有优异的密封、绝缘、耐腐蚀等性能； 制造成本低，粘结件质量轻。
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6.1.4 胶粘Biblioteka Baidu的选择
胶粘剂选择要考虑的因素： 材料的性质、胶粘剂的性能、不同用途、价格等
➢ 金属： 金属极性大(表面能高)、表面致密、模量大、 强度高．一般都用于受力结构，应该选用强度比较高的 胶粘剂，如环氧胶；
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6.1.4 胶粘剂的选择
➢塑料： 热固性塑料如环氧、酚醛、脲醛、不饱和聚酯树脂等
天然胶：来源丰富、价格低廉、毒性低、但耐水、耐潮和耐微生物 作用差。 合成胶：良好的电绝缘、隔热、抗震、耐腐蚀、耐微生物及良好的 粘结强度；而且可根据不同用途配置不同胶粘剂。
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6.1.2 胶粘剂的分类与组成
根据粘结处受力要求： 结构型胶粘剂
➢能够承受负载，有较高的粘结强度； ➢一般热固性胶粘剂或合金型胶粘剂适 合作结构胶粘剂； ➢如飞机、汽车上结构部件的粘结。
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6.1.3 粘结与粘结工艺
粘结机理：
➢ 机械互锁理论（抛锚理论）：胶粘剂渗透到被粘物凹凸不平的 沟痕或孔隙中去，固化之后就像许多小钩子似地把胶粘剂和被粘 物连接在一起。 ➢扩散理论：高聚物的自粘附和相互间粘接，界面高聚物分子相互 扩散所致； ➢静电理论： 当胶粘剂-被粘物体系是一种电子的接受体-供给体的 组合形式时，在界面区两侧形成双电层。双电层电荷的性质相反， 从而产生静电引力；
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6.1 概述
➢ 胶粘剂（粘合剂）是通过黏附作用使被粘物相互结合在 一起的物质。 ➢粘接是一项古老而又实用的技术，它的发展经历了 较长的历史。
天然产物骨胶、松脂、淀粉胶粘剂，如用黏米粘城墙、用骨胶粘接 箭羽等（秦汉时期）。 20世纪20年代，出现了天然橡胶加工的压敏胶，并试制成功醇酸树 脂胶粘剂。 40年代，瑞士发明双酚A型环氧树脂，成为主要的结构胶粘剂。 1957年美国发明氰基丙烯酸酯胶粘剂，开创了瞬间粘接的新时期。 近20年来，国内外胶粘剂及其技术理论发展十分惊人， 产量逐年剧 增，应用愈来愈广泛。
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6.1.3 粘结与粘结工艺
粘结原理： ➢粘结的前提条件：一是胶粘剂要能很好地浸润被粘物 表面；二是胶粘剂与被粘物之间要有较强的相互作用。
➢浸润的描述——接触角θ（液滴曲面的切线与固体表
面的夹角）
θ < 90º 浸润； θ > 90º 浸润不良； θ = 180º不浸润； θ = 0º 液体在固体表面铺开
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6.1.2 胶粘剂的分类与组成
根据基体来源：
天然胶粘剂
动物胶 鱼胶、骨胶、虫胶等 植物胶 淀粉、松香、阿拉伯树胶等
有机胶粘剂
胶 粘
合成胶粘剂
剂
热塑性树脂胶粘剂 PVAc、PA等
热固性树脂胶粘剂 环氧、酚醛树脂等
橡胶型胶粘剂
氯丁、丁腈胶等
混合型胶粘剂
环氧-酚醛等
无机胶粘剂 磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐型等。
➢斜接：
➢搭接：
➢套接
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6.1.3 粘结与粘结工艺
粘结工艺：
初清洗 粘 结 接 头 机 械 加 工 表面处理 配 胶 涂 胶 凉 置 粘 接 固 化 检验修整
➢表面处理（油污、金属氧化层、难粘材料表面、高极性材 料表面脱模剂）：
机械处理：砂纸； 物理处理：火焰处理、等离子放电处理等 化学处理：酸、强氧化剂；
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6.1.3 粘结与粘结工艺
➢液体对固体的浸润程度要取决于他们的表面张力大 小：
表面张力小的物质能够很好浸润表面张力大的物 质，而表面张力大的物质不能浸润表面小的物质；
➢ 金属的表面张力大，能被表面张力小的聚合物胶 粘剂浸润； ➢ 含氟聚合物和非极性的聚烯烃类聚合物的表面张力 极低，很难被粘结； ➢ 玻璃、陶瓷介于两者之间。
塑料，只能用热固性胶粘剂粘接； 而热塑性塑料PS、PVC、ABS、PC、尼龙等，宜选用
室温固化胶粘剂，还可以用热熔胶和溶液胶进行粘接； 对于非极性的难粘塑料，如PE、PP、PTFE等，可选
用PB或有机硅胶粘剂，一般情况下需要对表面进行特殊处 理；
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6.1.4 胶粘剂的选择
➢橡胶： 对于橡胶之间的粘结，氯丁胶、聚酰胺和聚氨酯胶
非结构型胶粘剂
➢不受力或受力不大； ➢橡胶型、热塑性胶粘剂； ➢常以压敏、密封、热溶剂形式出现。
根据固化方式： 水基蒸发、溶剂挥发、化学反应、热溶性、压敏胶等
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6.1.2 胶粘剂的分类与组成
组成——多组分：
✓固化剂：增加胶层内聚强度； ✓催化剂：加速固化，缩短时间，降低反应温度； ✓防老剂：提高耐大气老化、热老化、电弧老化、臭 氧老化性能； ✓填料：提高强度，降低成本； ✓增塑或增韧剂：降低胶层刚性，增加韧性； ✓稀释剂：改善工艺性、降低粘度； ✓ 溶剂
粘剂均能提供优异的粘结强度；橡胶-皮革可用氯丁胶 和聚氨酯胶粘剂；橡胶-塑料（玻璃、陶瓷）可用硅橡 胶胶粘剂；橡胶-玻璃钢（酚醛）可用丙烯酸酯类胶粘 剂；橡胶-混凝土（石材）可用氯丁胶、环氧胶和氰基 丙烯酸酯胶粘剂；
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6.1.4 胶粘剂的选择
➢玻璃或陶瓷（硬度高、脆性大）：需要选用韧性好、 室温固化的热固性胶粘剂； ➢木材、纸张、织物、竹材（多孔）：选用粘度较大的 白乳胶、氯丁胶等 ➢皮革类（细孔、极性、易绕曲）：聚氨酯胶粘剂和氯 丁胶 ➢ 混凝土：结构胶，一般用环氧胶
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6.1.1 胶粘剂的特点
缺陷： ➢与高强度的被粘物（如金属)相比，粘接强度不够高， 容易在接头边缘首先破坏； ➢ 粘接结构在使用或存放过程中由于受环境中水、热、 光、氧等因素的作用，会老化，同时其耐高温、低温 性能有限； ➢ 某些胶粘剂易燃，有毒； ➢ 迄今还缺乏准确、可靠、无损检验粘接质量的方法。
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6.1.3 粘结与粘结工艺 粘结机理：
➢吸附理论： 粘接力的主要来源是粘接体系的分子间 作用力、氢键作用；
➢化学键理论： 胶粘剂与被粘物表面产生化学反应而在 界面形成化学键结合，象铁链一样，把两者牢牢地连接 起来。
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6.1.3 粘结与粘结工艺 粘结接头的设计：
➢对接：
➢角接：
➢T接
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6.1.3 粘结与粘结工艺 粘结接头的设计：