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。

初粘性:物体和压敏胶粘带粘性面之间以微小压力发生短暂接触时，胶粘带对物体的粘附作用称为初粘性。

持粘性：在被粘物上的压敏胶带长度方向上垂直悬挂一规定重量的砝码时，胶粘带抵抗位移的能力。用试片移动一定距离的时间或一定时间内移动的距离表示。

表面活性：溶质使溶剂表面张力降低的性质称之为表面活性。

表面活性剂：是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。

增容：减小界面能，提高性能各异的两种聚合物共混相容性和形成均匀分散相。临界胶束：表面活性剂分子在溶剂中缔合处于最低浓度时形成的胶束。

简答题

纺织工业中粘合剂的主要应用领域

非织造布、静电植绒、织物上浆、涂层及后整理、印染、织物粘合等。

粘合剂的固化方式及其原理

1.溶剂挥发型：是一种全溶剂蒸发型，溶剂从粘接断面挥发或者被粘物吸收而消失，形成粘接膜而发挥粘接力，是一种纯粹的物理可逆过程。固化速度可随环境的温度，湿度，被粘物的疏松程度、含水量以及粘结面的大小、加压方式而变化。

2.化学反应型：由不可逆的化学变化引起固化，此变化是在主体化合物中加入催化剂，通过加热或不加热进行，按配制方法及固化条件，可分为单组份、双组份甚至三组分的室温固化型、加热固化型等多种形式。

3.热熔型：是随涂胶机的发展而发展的一类粘合剂。以热塑性的高聚物为主要成分，是不含水或溶剂的颗粒、圆柱状、块状、棒状、带状或线状固体聚合物。通过加热熔融粘接，随后冷却固化发挥粘接力。

粘合力的形成过程以及粘合力作用形式

润湿仅是产生粘合力的必要条件。

要使粘合剂与被粘材料产生机械或物理化学的结合，粘合剂要向被粘物内部渗透，粘合剂的分子通过移动、扩散作用向被粘物表面运动，以接近被粘物的分子，产生紧密的分子接触，最终产生粘结力。

作用形式包括：化学键力、分子间力、界面静电引力和机械作用力。

主要的粘合理论及其观点.

1.机械互锁理论

主要观点：

粘合剂作用是由粘合剂与被粘材料表面发生机械啮合、镶嵌等互锁用作产生的2.吸附理论

主要观点：

(1)粘合力的主要来源是粘合体系中存在的分子间力；

(2)相互作用的产生过程：

一是粘合剂分子以布朗运动的形式向被粘材料表面的扩散，以使粘合剂与被粘材料的极性分子相互靠近。

二是粘合剂分子的进一步扩散，当两种分子间距离达到0.5～1 nm时，两种分子便产生相互吸引作用，产生粘结力。

3.扩散理论

主要观点：

粘合是通过粘合剂与被粘物界面上分子的扩散产生的。这种扩散作用是穿越粘合剂和被粘物的界面交织进行的。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产生，从而形成牢固的接头。

4.静电理论

主要观点：

当粘合剂或被粘材料是一种电子的受、供体时，由于电子从供体相转移到受体相，在界面区两侧形成了双电层，从而产生静电引力。

5.化学键合理论

观点：

粘合剂与被粘物通过化学反应形成化学键而牢固的连接。

接触角与润湿程度关系:

θ的大小可用于表征润湿程度的大小。

0º<θ<90º, 润湿状态

90º<θ<180º, 不润湿状态

θ＝180º, 完全不润湿状态

θ＝0º, 完全润湿状态

利用杨氏方程解释表面张力小的液体能很好润湿表面张力大的固体的原因

内应力及其产生的原因

粘合接头在未受到外力作用时内部所具有的应力为内应力。粘合体系中存在的内应力有两种形式：收缩应力和热应力。

（1）粘合剂的固化或硬化过程中体积的收缩；

（2）粘合剂与被粘接材料的热膨胀系数不同，在温度变化时产生内应力；（3）被粘接材料的各向异性，在水分变化时，由于收缩膨胀的不同产生内应力；（4）比重不同的被粘接材料，其体积的收缩膨胀有差异，在大面积粘接中产生较大的内应力。

粘合体系的粘接强度的影响因素：

一、粘合剂自身对粘接强度的影响：粘合剂的分子运动、化学结构、物理结构以及相对分子质量分布等。

二、物理因素对粘接强度的影响：被粘合材料的表面形态、界面情况（弱界面层）、应力分布情况（内应力）、粘合层的厚度（胶层厚度）、环境因素、使用时间。主料对粘合剂性能的影响

1相对分子质量大小及其分布

相对分子质量小，分子的活动能力和粘合剂对被粘材料的润湿能力强；相对分子质量太低，又会使材料缺乏足够的内聚强度，而降低粘结强度。相对分子质量较大时，在有机溶剂中较难溶解，熔点、粘度都较高，有较大的内聚强度，但没有足够的粘附性能。

2 分子极性

用极性大的主体材料配置的粘合剂，对极性材料有较好的粘合力。但是高分子化合物分子中，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活动能力，从而降低粘合力。

3 分子的交联度

交联度较小时，链段仍可自由旋转，粘合剂大分子仍能够具有很好的柔顺性，随着交联度的增加，交联点之间的单键的内旋作用严重受阻，交联的粘合剂高聚物变得硬而脆。交联后的粘合剂不再具有流动性能，从而丧失了对被粘合材料的润湿及扩散能力。如果在粘合剂对被粘合材料充分润湿的前提下，对粘合剂进行化学交联则可大大提高粘合层的内聚强度。

4 结晶性能

适当的结晶性可以提高粘性成分本身的内聚强度和初粘力,因而有利于粘接。结晶性过高则影响粘接力, 不适宜作为粘合剂使用。

5 流变性能

有一定的流动性、触变性和适宜的粘度，外力搅动下粘度降低，便于涂刷，除去外力静止时粘度增加，粘合剂不会随意流溢。不溶不熔的物质难以配制粘合剂使用。

填料的作用以及补强机理

作用：(1)对粘度的影响——增稠。

(2)补强作用——提高粘合剂的内聚能、力学性能。

(3)降低收缩应力和热应力——降低粘合剂的固化收缩率和热膨胀系数。

(4)对其他物理化学性能的影响：增加粘合力、增加耐热性、导电性、导磁性、抗氧化性。

补强机理