湘潭大學(xué)高分子材料課件-結(jié)構(gòu)與性能-膠黏劑討論

湘潭大學(xué)高分子材料課件-結(jié)構(gòu)與性能--膠黏劑討論by什么是膠黏劑粘合劑膠黏劑是一種物質(zhì)，用于粘合兩種或多種材料，形成牢固的連接。固化膠黏劑通常通過化學(xué)反應(yīng)或物理變化而固化，形成堅固的連接。應(yīng)用廣泛膠黏劑應(yīng)用于各種行業(yè)，包括建筑、汽車、航空航天和電子。膠黏劑的主要組成聚合物膠黏劑的核心，提供粘接性能。固化劑控制膠黏劑固化過程，決定最終性能。填料增強機械性能，降低成本。助劑改善加工性能，提高穩(wěn)定性。聚合物的結(jié)構(gòu)與性能聚合物是構(gòu)成膠黏劑的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)和性能對膠黏劑的性能起著至關(guān)重要的作用。聚合物的結(jié)構(gòu)包括分子量、分子鏈結(jié)構(gòu)、官能團等。這些結(jié)構(gòu)特征決定了聚合物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，如粘度、強度、彈性、耐熱性、耐溶劑性等。例如，高分子量的聚合物通常具有較高的粘度和強度，而低分子量的聚合物則具有較低的粘度和強度。此外，聚合物的分子鏈結(jié)構(gòu)也會影響其性能，例如線性聚合物具有良好的柔韌性，而交聯(lián)聚合物則具有較高的強度和硬度。膠黏劑中聚合物的作用粘合力聚合物是膠黏劑的主要成分，其分子結(jié)構(gòu)決定了膠黏劑的粘合力。聚合物分子鏈之間的相互作用，如范德華力、氫鍵和偶極力，以及聚合物與基材之間的相互作用，共同構(gòu)成了粘合力。柔韌性聚合物賦予膠黏劑一定的柔韌性，能夠承受一定的拉伸和彎曲應(yīng)力，防止膠黏接頭因外力而破裂。耐熱性聚合物還能影響膠黏劑的耐熱性，選擇合適的聚合物可以提高膠黏劑在高溫環(huán)境下的使用壽命。膠黏劑中固化劑的作用固化劑能夠控制膠黏劑的固化速度和時間，確保膠黏劑在合適的條件下固化。固化劑能夠增強膠黏劑的強度和耐熱性，使膠黏劑具有更好的性能。固化劑能夠促進膠黏劑的交聯(lián)反應(yīng)，形成更堅固的結(jié)構(gòu)，提高膠黏劑的粘接強度和耐化學(xué)性。膠黏劑中填料的作用降低成本填料可以降低膠黏劑的成本，特別是當(dāng)使用價格昂貴的樹脂時。改善性能填料可以改善膠黏劑的機械性能，如強度、硬度和耐磨性。提高加工性能填料可以改善膠黏劑的加工性能，如流動性、粘度和固化速度。膠黏劑中助劑的作用提高固化速度，縮短工藝周期改善粘度和流變性，增強涂布性能提高耐熱性，耐水性，耐化學(xué)品性能熱固性膠黏劑不可逆固化熱固性膠黏劑在固化后形成不可逆的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，無法重新熔融或溶解。高強度由于形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，熱固性膠黏劑通常具有高強度、高耐熱性和高耐化學(xué)性。廣泛應(yīng)用熱固性膠黏劑廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子、建筑等領(lǐng)域。熱熔性膠黏劑操作簡單熱熔膠粘劑在使用時只需加熱即可，操作簡單方便?？焖俟袒療崛勰z粘劑固化速度快，能夠快速粘合，提高工作效率。環(huán)保安全熱熔膠粘劑通常不含溶劑，環(huán)保且安全。壓敏性膠黏劑特點無需加熱或溶劑即可粘接。只需輕微的壓力，就能產(chǎn)生足夠強的粘合力。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于標簽、膠帶、保護膜、醫(yī)療用品等領(lǐng)域。水性膠黏劑環(huán)保水性膠黏劑以水為溶劑，揮發(fā)性有機化合物(VOC)排放低，環(huán)保性高。安全水性膠黏劑不含易燃易爆的溶劑，操作安全。用途廣水性膠黏劑可用于木材、紙張、紡織品等多種基材，應(yīng)用范圍廣。溶劑型膠黏劑溶劑揮發(fā)溶劑型膠黏劑主要通過溶劑揮發(fā)來固化。固化速度快固化速度較快，常溫下即可固化。應(yīng)用廣泛廣泛應(yīng)用于木工、家具、鞋業(yè)等領(lǐng)域。反應(yīng)型膠黏劑化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)型膠黏劑在固化過程中會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成牢固的粘接。高強度由于化學(xué)反應(yīng)的固化，反應(yīng)型膠黏劑通常具有較高的強度和耐熱性。應(yīng)用廣泛反應(yīng)型膠黏劑廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、電子設(shè)備等領(lǐng)域。膠黏劑與基材的相互作用1物理吸附膠黏劑與基材之間通過范德華力、氫鍵等弱相互作用力進行結(jié)合，形成物理吸附。2化學(xué)鍵合膠黏劑與基材之間通過化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵，例如共價鍵或離子鍵。3擴散膠黏劑分子滲透到基材表面，形成相互交織的結(jié)構(gòu)。4機械咬合膠黏劑填充到基材表面凹凸不平的部位，形成機械咬合。膠黏劑的表面性能表面張力膠黏劑的表面張力影響其潤濕性和與基材的粘附力。表面能表面能反映了膠黏劑表面分子之間的相互作用力。表面粗糙度膠黏劑的表面粗糙度影響其與基材的接觸面積和粘附強度。粘度與流變性粘度流體抵抗剪切變形的能力流變性流體在不同應(yīng)力或應(yīng)變條件下的流動行為膠黏劑的固化過程1交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2物理變化如溶劑揮發(fā)、冷卻3化學(xué)反應(yīng)如聚合、交聯(lián)膠黏接頭的強度膠黏接頭的強度是一個重要的性能指標，它反映了膠黏劑將兩個基材粘接在一起的能力。膠黏接頭的持久性1000小時5年10年膠黏接頭的持久性是指膠黏接頭在各種環(huán)境條件下保持其性能的能力，例如溫度、濕度、化學(xué)物質(zhì)和機械應(yīng)力等。膠黏接頭的持久性通常用其使用壽命來衡量，例如1000小時、5年或10年等。膠黏接頭的持久性取決于多種因素，包括膠黏劑的類型、基材的性質(zhì)、膠黏工藝以及環(huán)境條件等。膠黏劑的失效機理粘接強度下降由于環(huán)境因素或機械應(yīng)力導(dǎo)致的膠層內(nèi)部或膠接界面處產(chǎn)生的裂紋、空隙或剝離?；瘜W(xué)降解膠黏劑與環(huán)境中的水分、氧氣或其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而降低其粘接強度。熱降解高溫環(huán)境會加速膠黏劑的降解，導(dǎo)致其粘接強度下降。例如，長期處于高溫或陽光照射下。膠黏劑性能的測試方法拉伸強度測試測量膠黏接頭在拉伸負荷下的抗拉強度，評估膠黏劑的抗拉強度。剪切強度測試評估膠黏劑在剪切負荷下的抗剪強度，模擬實際應(yīng)用中的剪切力。剝離強度測試測量膠黏劑從基材上剝離所需的力，反映膠黏劑的粘附力。沖擊強度測試評估膠黏接頭抵抗沖擊力的能力，模擬沖擊載荷下膠黏劑的性能。熱固性膠黏劑的應(yīng)用航空航天用于制造飛機機身、機翼和尾翼，以及航天器的結(jié)構(gòu)部件，要求具有高強度、耐高溫和耐腐蝕性能。汽車制造用于汽車車身、底盤和內(nèi)飾的粘接，要求具有高強度、耐沖擊和耐候性。電子電氣用于制造電子元件、電路板和手機等電子設(shè)備的粘接，要求具有高強度、耐高溫和絕緣性能。建筑工程用于建筑結(jié)構(gòu)的粘接，要求具有高強度、耐水性和耐久性。熱熔性膠黏劑的應(yīng)用包裝行業(yè)熱熔膠在包裝行業(yè)中應(yīng)用廣泛，用于封箱、封袋、標簽粘貼等。鞋業(yè)熱熔膠用于鞋子的粘合，如鞋底與鞋面的粘合，鞋幫與鞋墊的粘合。家具行業(yè)熱熔膠用于家具的組裝，如木板的粘合，飾面的粘貼。壓敏性膠黏劑的應(yīng)用標簽和貼紙廣泛應(yīng)用于食品、藥品、日用品等領(lǐng)域。封口膠帶用于包裝、封箱、固定等。醫(yī)用敷料用于傷口護理、固定繃帶等。水性膠黏劑的應(yīng)用紙制品水性膠黏劑在紙張、紙板、紙箱等紙制品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如粘合紙箱、紙袋、標簽等。家具水性膠黏劑可用于木材、人造板材的粘合，例如制作木家具、木地板等。涂料水性膠黏劑可作為涂料中的粘合劑，用于墻面、家具等表面的涂層。溶劑型膠黏劑的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于溶劑型膠黏劑廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如木工、家具、鞋類、皮革、包裝等。優(yōu)點溶劑型膠黏劑具有良好的粘接強度、快速干燥、操作簡單等優(yōu)點，在一些需要快速固化和高粘接強度的場合具有優(yōu)勢。缺點溶劑型膠黏劑存在一定的安全隱患，揮發(fā)性有機化合物會對環(huán)境造成污染，且對人體健康也有不利影響。反應(yīng)型膠黏劑的應(yīng)用航空航天用于飛機、火箭和衛(wèi)星等結(jié)構(gòu)的粘接和修復(fù)，以確保其高強度和耐久性。風(fēng)能產(chǎn)業(yè)用于風(fēng)力渦輪葉片等大型結(jié)構(gòu)的粘接和修復(fù)，以提高效率和降低維護成本。汽車制造用于汽車零部件的粘接，例如車身、車門、保險杠等，以提高輕量化和安全性。新型高性能膠黏劑隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的進步，對膠黏劑提出了更高的要求，例如耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐老化、耐疲勞、耐沖擊、高強度、高模量、高韌性、高粘接強度、環(huán)境友好型等。近年來，新型高性能膠黏劑的研發(fā)取得了重大進展，如。耐高溫膠黏劑，如聚酰亞胺膠黏劑、硅酮膠黏劑、環(huán)氧樹脂膠黏劑等。耐低溫膠黏劑，如聚氨酯膠黏劑、丙烯酸酯膠黏劑等。耐腐蝕膠黏劑，如酚醛樹脂膠黏劑、呋喃樹脂膠黏劑等。高強度膠黏劑，如環(huán)氧樹脂膠黏劑、聚酯樹脂膠黏劑等。高模量膠黏劑，如環(huán)氧樹脂膠黏劑、酚醛樹脂膠黏劑等。綠色環(huán)保型膠黏劑隨著人們對環(huán)境保護的意識不斷提高，綠色環(huán)保型膠黏劑的研發(fā)和應(yīng)用越來越受到重視。這類膠黏劑主要采用生物基材料、可再生資源和無毒無害的化學(xué)物質(zhì)制備，具有低VOCs、可生物降解