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黏合剂

黏合剂(英文名称adhesive)又名胶黏剂,俗称“胶”。它是将两种材料通过界面的粘附和内聚强度连接在一起的物质,对被粘结物的结构不会有显着的变化,并赋予胶结面以足够的强度。界面的粘结使用黏合剂克服了焊接、或铆接时的应力集中现象,粘结具有良好的耐震动、耐疲劳性,应力分布均匀,密封性好等特性。在许多场黏合剂可以代替焊接、铆接、螺栓及其他机械连接,适用于异型及复杂构件的黏接,也适用于薄板材料,小型元件的粘结,在宇航、交通运输、仪器仪表、电子电器、纺织、建筑、木材加工、医疗器械、机械制造、生活用品等领域黏结剂及粘接技术得到广泛的应用。

黏合剂有天然和人工合成的,种类繁多、性能各异、用途广泛、使用方便。

黏合剂的使用历史悠久,但理论、黏合原理的论述的发展较晚。有以下几种理论解释黏合剂的作用:

(1)机械理论:从微观来看,任何光洁的固体表面,都是粗糙、凹凸不平、充满孔道、黏合剂渗入表面的凹陷和微孔中、固化使其锚固,产生牢固的粘结;

(2)静电理论:静电理论认为在粘结剂和被粘结的固体界面,产生双电层,从而产生了静电力是两者胶接;

(3)吸附理论:吸附理论认为粘结剂和被粘结的材料是通过界面润湿而紧密接触,产生分子间的吸引力,从而产生胶结强度;

(4)扩散理论:解释高分子材料的粘结,认为高聚物与高聚物粘结是两个表面上的分子链段相互扩散而粘结;

(5)其他解释有化学键理论,认为粘结是通过粘结剂和被粘结物表面分子形成化学键的结果。

黏合剂种类繁多,功能各异,因此产生多种分类方法;其中有按物理型态分类,有按化学组成分类,也有按用途及固化方式等来分类的,仅以化学组成分类如下:

(1)无机胶黏合剂:有硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐(石膏)、硼酸盐(熔接玻璃)、陶瓷、氧化锆、氧化铝、低熔点金属(铅、锡)等;

(2)有机黏合剂:

A 天然有机黏合剂:淀粉、蛋白质(大豆蛋白、酪素、骨胶、鱼胶、虫胶等)、天然树脂(松香、树胶、木质素等)、天然橡胶及胶乳、沥青等;

B 有机合成黏合剂:热固性树脂、热塑性树脂、合成橡胶、复合型胶等。

黏合剂的品种和牌号繁多,应用范围广泛,被黏结的物体的品种类型也非常之多,因此存在多种使用规范、产品标准、用途明细等,因此选取和应用应依照这些标准和规范。涉及的应用行业如下:

A 包装工业;包装工业是黏合剂最大的市场,主要分为包装材料和包装应用两部分;包装材料如瓦楞板的生产,大量使用淀粉粘合剂、醋酸乙烯乳液和热熔胶。包装应用有商品标签的粘结等使用淀粉胶、不干胶等;

B 土木建筑业:土木建筑业应用黏合剂场合和品种非常多。例如室内装饰、家具制造等广泛使用醋酸乙烯胶乳等,壁纸、瓷砖、卫生用具、塑料制品及管道、管件连接等广泛采用SBR胶乳、环氧树脂、聚氨酯胶等;

C 木材工业:胶合板、纤维板、木屑板、装饰板的制造都使用多种合成黏合剂,使用最多的是脲醛树脂胶水。装饰板、粗纸板、纤维板等生产使用三聚氰胺改性的脲醛胶。

D 制鞋工业:黏合剂在制鞋工业的应用改革了传统的制鞋方法,鞋底和鞋面是鞋的主要部件,制造这些部件的材料有棉制品、合成纤维制品、各种天然和合成橡胶制品、聚氨酯和各种塑料制品等,这些材料的组合和粘结依赖于各种用途的黏合剂,有氯丁橡胶黏合剂、聚氨酯胶粘剂、热熔胶粘剂、聚乙烯醇缩醛胶等;

E 纺织工业:衬布、地毯、箱包、提包等制造离不开黏合剂,常用的有热熔胶聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚体、聚酯、聚酰胺,其他有丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯等。

F 汽车工业:在汽车生产和修理中广泛采用粘结和密封技术,采用黏合剂品种有酚醛、丁腈、酚醛-脲醛-有机硅等热固性结构性,以及环氧树脂、湿固化聚氨酯密封胶等;

G 航空航天工业:飞机金属零部件、铝合金机翼、尾翼等广泛采用黏合剂黏合,采用品种有酚醛-脲醛、环氧-酚醛、丁腈-酚醛、尼龙-环氧等黏合剂,其中120℃固化的环氧-丁腈改性胶是主流;

H 电子电器工业;从微电路的固定到大型发电机、电动机、天线、雷达罩等电子元件和设备,各种家电制品等的制造生产都离不开黏合剂的使用,有酚醛-脲醛、丁腈-脲醛、改性环氧胶、硅橡胶密封胶等

I 医疗卫生业:包括临床用胶、各种手术用胶,要求无毒、与人体组织粘结牢固,不妨碍组织的恢复,如氰基丙烯酸乙酯和氰基丙烯酸异丁酯医用胶粘剂等。

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