氰基丙烯酸酯PPT课件
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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
丙烯酸系弹性聚合物
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，
8
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
高
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。
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。
2
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。
3
1. -氰基丙烯酸酯的结构
14
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。
CO2R
6
（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。
CN
CN CN
CN
CN CN
B CH2 C CH2 C
C
H
CO2R
n CO2R CO2R
BCH2
-氰基丙烯酸酯固化机理图示如下：
C CH2 C
CH
n
CO2R CO2R CO2R
7
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．
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
-氰基丙烯酸酯瞬干胶
1
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。
CN CH2 C
CN CH2 C-
C OR
C OR
O
O
CN
NC CH2 C C OR O
CH2 C
C OR
O
4
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
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
-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
H2C C
B
CO2R
（2） 链增长
CN B CH2 C
CO2R
CN
CN
CN
CN
H2C C CO2R
B CH2
C CO2R
B CH2 C CH2 CO2R
C
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 粘接性。
低
差
wk.baidu.com
中
高
高
工业用
～98 ～102 基本无嗅 无白化现象 好 低 低
9
（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， 贮存稳定性差 韧性差
耐热差，<70℃
聚乙烯基醚、冠醚，改善 包装瓶
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
丙烯酸系弹性聚合物
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，
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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
高
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。
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
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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。
CO2R
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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。
CN
CN CN
CN
CN CN
B CH2 C CH2 C
C
H
CO2R
n CO2R CO2R
BCH2
-氰基丙烯酸酯固化机理图示如下：
C CH2 C
CH
n
CO2R CO2R CO2R
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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．
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
-氰基丙烯酸酯瞬干胶
1
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。
CN CH2 C
CN CH2 C-
C OR
C OR
O
O
CN
NC CH2 C C OR O
CH2 C
C OR
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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
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
-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
H2C C
B
CO2R
（2） 链增长
CN B CH2 C
CO2R
CN
CN
CN
CN
H2C C CO2R
B CH2
C CO2R
B CH2 C CH2 CO2R
C
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 粘接性。
低
差
wk.baidu.com
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， 贮存稳定性差 韧性差
耐热差，<70℃
聚乙烯基醚、冠醚，改善 包装瓶