胶黏剂和涂料第一PPT课件.ppt

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1、关于胶黏剂与涂料第一第一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月Chap.1胶接基础1.1序言1.2胶粘剂的组成和分类1.3接头强度的解释1.4胶接流变学与胶接破坏1.5与胶接相关的因素1.6胶粘剂的选择第二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言1、定义：望文生义国家标准通过粘黏附作用，能使被物粘结合在一起的物质所谓黏附作用是指两个表面接触时依靠物理力化学力结合在一起的现象胶：一类具有粘附性能的物质的总称；粘：多音字同（黏）胶的示性形容词 完成胶接的动词 剂：多种物质的混合物 第三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言1、定义：未尽之意 日本：在两个或两个以上材料

2、间介入第三材料作为中间层，使材料相互结合起来，起结合作用的第三物质称为胶粘剂。自编：凡能润湿成一层薄膜，依靠这层薄膜在一定条件下固化或硬化，在两个相同或不同表面之间形成物理力、化学力或二者兼有之力使之结合在一起并能在一定条件下满足使用要求的物质。第四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言1、定义：关键词汇 粘黏附 两个表面依靠化学力、物理力或两者兼有的力使之结合在一起的状态。润湿 因液体亲和固体而在其表面扩散的现象。固化 胶粘剂通过化学反应（聚合、交联等）获得并提高胶接强度等性能的过程。硬化 胶粘剂通过物理作用（如结晶、冷却、挥发性组分的蒸发等），变硬并提高胶接强度等性能的过程。

3、第五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言2、胶粘剂的发展历史：世界情况：四方面提高：三大体系：树脂橡胶混合 天然天然合成合成 ；单一单一 复合；复合；水溶水溶耐水耐水 ；高能耗高能耗低能耗低能耗 第六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言2、胶粘剂的发展历史：我国情况：源远流长历史 相对落后明代 与时俱进当今 黄帝煮胶黄帝煮胶 万里长城万里长城 秦俑秦俑战车灵隐主梁战车灵隐主梁 年代引进 年代完善 年代提高明代萌芽清朝误国民明代萌芽清朝误国民国混战国混战 第七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月20世纪初，合成树脂的出现成为粘接技术发展史上最重要的划时代的里

4、程碑。1907：美国L.H.Baekland等人发明酚醛树脂，1910年Allied化学公司又开发古马隆树脂，在此基础上，美国于1912年研制成功酚醛树脂胶黏剂。1925:美国试制出天然橡胶型压敏胶；1926：醇酸树脂胶黏剂；1930：英国British Cyanides公司研制出脲醛树脂胶黏剂；加拿大试制出可小批量生产的聚乙烯醇胶黏剂。前苏联试制成功聚丁二烯橡胶；1931：美国开发氯丁橡胶；1933：德国研制出丁苯和丁晴橡胶，1935年试制生产聚异丁烯；1937:A.G.Bayer公司开发聚氨酯；1939：美国聚醋酸乙烯胶黏剂；第八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月20世纪40年代：

5、美国研制出丁基橡胶，1941年开发出三聚氰胺胶黏剂；1942年开发不饱和聚酯胶，1943年使有机硅胶黏剂投入生产；1946：瑞士Ciba Geigy公司试制成功双酚A环氧树脂，使胶黏剂品种日趋增多；20世纪50年代，美国在胶黏剂研制中独领风骚，1953年乐泰公司成功研制出厌氧胶黏剂，迄今风靡全球，1955年Eastman(伊士曼）公司研制出a_氰基丙烯酸酯，1958年又试制成功酚醛环氧树脂，1959年杜邦公司的甲基丙烯酸环氧丙酯问世，次年又使EVA聚合物投入生产；20世纪60年代，胶黏剂的研制达到了顶峰，1961年美国Narmco公司高性能耐高温的聚苯并咪唑，同年杜邦公司又研制出同类聚酰亚胺胶

6、黏剂，1962年美国Westing House公司开发出聚二苯醚胶黏剂，同年Dow Corning公司也研制出无溶剂硅树脂胶黏剂，1965年该公司试制成功脂肪族环氧胶黏剂，1969年英国的Midland公司试制成功聚酚醚胶黏剂。第九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月20世纪70年代：胶黏剂工业逐步转入系列化和完善化阶段，这一时期也出现了不少品种，1970年日本曹达公司使1,2-聚丁二烯商品化，英国的ICI公司开发出聚苯醚砜，1975年美国试制端稀型无溶剂硅树脂胶黏剂，杜邦公司研制的液晶聚合物和瑞士Ciba Geigy公司的加聚性三嗪树脂胶黏剂；当今：胶黏剂的研制逐步向功能化、高性能化、

7、专业品级化和规模化发展。第十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言3、胶粘剂在国民经济中的地位：应用广泛：木材加工方面：人造板（七板）：第十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月人造板（七板）：胶合板、（竹）刨花板、FQ NQ NQ 纤维板 FQ中纤板 NQ第十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月人造板（七板）：细木工板 NQ地板 FQ水泥木丝板 水泥 第十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月人造木（两木）：层积木、集成木。Q NQ FQ N第十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月装饰装修（覆面基材）：塑料贴面板 NQ FQ SQ贴面薄木（0.20.

8、50.8）：成卷薄木 NQ+PVAC 层 集 薄 木 API （湿 固 聚 氨 酯）改性FQ 集成薄木 EP+聚酰胺人造单板（纸质胶膜）：华丽板 SQ DAP 宝利板 UP 酚醛胶膜 FQ第十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月家具制造：榫接：皮骨胶 NQ PVAC 拼接：EVA CR EP 粘贴：PVF 各类乳胶 第十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言3、胶粘剂在国民经济中的地位：其他行业：建筑装修包装材料 纸质 松香 淀粉 水玻璃机械制造 铸造 FQ 糠醛树脂 PU腻子生活用品 鞋 CR PI航空航天 蜂窝材料 磷酸盐系列第十七张，PPT共八十五页，创作于202

9、2年6月1.1序言3、胶粘剂在国民经济中的地位：应用意义：代木、节木：板种 胶合板 刨花板 纤维板耗木 2.22.5 1.31.8 2.53.0代木 5.0 3.0 5.65.7第十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言3、胶粘剂在国民经济中的地位：应用意义：改善性能：各向异性 变形 美化 易燃 易腐 提高效率：涂料饰面 榫接胶接 第十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.1序言3、胶粘剂在国民经济中的地位：应用现况：木工用胶 60%其中：NQ 85.2%FQ 6.3%PVAC 6.1%MF 2.1%其它 0.3%第二十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2

10、 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类1、胶粘剂的组成：必备成分粘料（binder）：胶粘剂配方中起粘附作用的主要物质。第二十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类1、胶粘剂的组成：充分成分辅料：交联剂：固化剂（curing agent）直接参与化学反应使胶粘剂固化的成分促进剂（accelerator）促进化学反应使胶粘剂低温、快速固化的成分偶联剂（）通过架桥作用，与胶粘剂及被粘物发生化学反应而提高强度的成分。第二十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类1、胶粘剂的组成：充分成分辅料：填料（fi

11、ller）：增粘剂（tackifier）能增加胶液粘性或扩展胶粘剂黏接范围的固体物质 增稠剂（thickener）为增加胶粘剂的表观粘度而加入的非黏性固体物质。第二十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类1、胶粘剂的组成：充分成分辅料：填料（filler）：填料用材料：有机物：淀粉、蛋白、单宁、木粉、木素无机物：炭黑、钛白、锌白、炭白、双飞粉、膨润土、高岭土金属粉末：铜、铝、铁 第二十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类1、胶粘剂的组成：充分成分辅料：填料（filler）：填料的作用：有利操作

12、：增稠、触变有利操作：增稠、触变缓冲应力：温度、缩聚、缓冲应力：温度、缩聚、提高强度：交联提高强度：交联赋予功能：导电、导磁、导热赋予功能：导电、导磁、导热第二十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类1、胶粘剂的组成：充分成分辅料：稀释料：用来降低胶粘剂固体含量及粘度的液体添加成分 溶溶剂剂 广广义义：溶溶剂剂、增增溶溶剂剂、稀稀释释剂剂。狭义：溶剂狭义：溶剂 分散剂分散剂第二十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类1、胶粘剂的组成：充分成分辅料：增韧剂（flexibilizer）、增塑剂 用于

13、改善胶粘剂的脆性，提高其韧性的物质而添加的昂贵成分。其它：防火剂、防老剂、防腐剂、阻聚剂第二十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类2、胶粘剂的分类：按固化方式分类：溶剂挥发型：化学反应型：冷却冷凝型：溶剂型：水、有机溶剂乳液型：两液型：催化剂型、加成反应型、交联反应型一液型：热固型、抢夺反应型、其它反应型第二十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类2、胶粘剂的分类：按物理表观形态分类：液态型：水溶液、非水溶液、乳液（胶乳）、无溶剂型。固态型：粉状、片 块状、胶膜。带状：黏附型、热封型。膏状与腻

14、子型：第二十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类2、胶粘剂的分类：按主要化学成分分类：无机胶粘剂：硅酸盐类、磷酸盐类、硫酸盐类、陶瓷。有机胶粘剂：天然有机胶粘剂：合成有机胶粘剂：淀粉类、蛋白类、天然树脂类、天然橡胶类、沥青类 树脂型：热塑性、热固性 橡胶型 复合型第三十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.2 胶粘剂的组成及分类胶粘剂的组成及分类2、胶粘剂的分类：按用途分类：结构胶：酚醛树脂胶、环氧酚醛胶等 非结构胶：聚醋酸乙烯、聚丙稀酸酯、橡胶类等 特种胶：导电胶、导热胶、光敏胶等 第三十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月

15、1.3 接头强度的解释1.3.1胶合理论胶合理论 1、机械理论（产生胶接力的第二位次要因素）依据：粗化增强 套接强度搭接强度 解释：机械结合力与摩擦力有关。它必然与压力、表面不平整度有关。机械摩擦力 润湿液体胶粘剂渗透变定 胶钉、钩、锚 胶接接头 第三十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月实例：无机胶中氧化铜与磷酸的固化反应，套接强度搭接强度（对接强度）；机械结合理论对于木材这种多孔质的被胶接材料显得尤为重要（木材表面存在的大量的纹孔和暴露在外的细胞腔是形成胶钉作用的有力条件）。不足：无法解释化学处理的增强作用,不能解释非多孔性材料（如玻璃）的胶接。第三十三张，PPT共八十五页，创作于

16、2022年6月 2、扩散理论（胶黏剂分子与被粘物通过相互扩散产生分子缠绕强化结合而产生胶接强度）依据：金属扩散塑料冷封接塑料热熔接 解释：过渡层 大分子摩擦力 润湿T、P热塑性液胶扩散穿插介面消失 胶接接头 帚化 溶剂挥发 第三十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 扩散理论认为：高分子化合物之间的胶接作用与它们的互溶特性有关。当他们极性相似时有利于互溶扩散。依据扩散的热力学条件，只有同类高分子化合物才能互溶和扩散，因此扩散理论（适用于解释同种或结构、性能相近的高分子化合物的胶接）。依据扩散的动力学条件，适当降低分子量，提高两种聚合物的接触时间和胶接温度，都将增强扩散作用，提高胶接强度

17、。n不足：不能解释三相交联物质的胶接现象，不能解释金属与陶瓷、玻璃等无机物的交接现象。第三十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月3、吸附理论（胶接作用是物理吸附和化学吸附共同作用的结果，而物理吸附则是胶接作用的普遍性原因）依据：近程分子力即范德华力的客观存在 解释：根据吸附作用能可知：胶黏剂与被胶接物极性越大，接触得越紧密，吸附作用越充分，物理吸附对胶接的作用越大。吸 附 近程分子力 润湿T、P胶液比表面靠近100 nm 胶接接头 T、P 第三十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 实例：醋酸乙烯-氯乙烯-顺丁烯二酸共聚物胶接玻璃，剥离强度与羧基浓度有关。物理吸附是固体表面由于

18、范德华力的作用能够吸附液体和气体。范德华力包括偶极力、诱导偶极力和色散力。吸附理论优点：正确地把胶接理论与分子间作用力联系在一起。吸附理论不足：把胶接作用主要归因于分子间作用力。不能圆满解释胶黏剂与被胶接物之间胶接力大于胶黏剂本身的强度这一事实。不能解释胶接力的大小与剥离速度有关的事实。第三十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月n不能解释极性的-氰基丙烯酸能胶接非极性的聚苯乙烯类化合物的现象；不能解释高分子化合物极性过大，胶接强度反而下降的事实。不能解释网状高聚物，当分子量超过5000时，胶接力几乎消失的现象。n另一方面，许多胶接体系无法用范德华力解释，而与酸碱配位有关。如酸性沥青在碱

19、性石灰上胶接牢固，在花岗岩上则不牢；表面成碱性的钛酸钡粉是酸性聚合物的良好填料，却不能增强聚碳酸酯等碱性聚合物。基于此，Fowkes提出酸碱作用理论。第三十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月4、化学键理论（胶接作用是化学键力作用的结果，化学键力包括离子键、共价键和金属键）依据：化学处理 新相生成 解释：不足：无法解释惰性物质胶接 化学键 化学键力 润湿、迁移 T、P胶液接触化学反应 胶接接头 活性基团 第三十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月n实例：硫化橡胶与黄铜表面形成硫化亚铜，通过硫原子与橡胶分子的双键形成化学键。聚氨酯胶接木材、皮革等。n化学键形成途径：n通过胶黏剂与

20、被胶接物中的活性基团形成化学键：如活泼氢与-NCO、-COOH、-COCL反应：这类反应可能发生在羧基橡胶与聚酰胺类纤维或塑料的体系中。如羟基与-NCO、环氧基、R-CH2-OH反应：如异氰酸酯或环氧树脂胶黏剂与纤维素、玻璃交接时，可能发生上述反应。第四十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月l通过偶联剂使胶黏剂与被粘物之间形成化学键偶联剂：一般含有两类基团。其中一类可与胶黏剂分子发生化学反应；另一类基团或其水解形成的基团，可与被粘物表面的氧化物或羟基发生化学反应，从而实现胶黏剂与被胶接表面的化学键连接。应用最多的偶联剂是硅烷及其衍生物。其通式为：X3Si(CH2)nY其中X为可水解的基团

21、，水解后生成羟基并与被胶接表面的基团发生反应。Y是能与胶黏剂发生反应的基团。硅烷基过氧化物偶联剂，它在热的作用下分解成自由基，可与烯类聚合物发生作用，从而促进烯类聚合物的胶接。第四十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月l通过表面处理获得化学基团，与胶黏剂形成化学键 如：聚乙烯薄膜经电晕放电处理可产生-CO、-OH、-ON2、-NO3等活性基团，胶接时，与相应的胶黏剂分子可发生化学反应。金属材料的表面处理。如氧化、阳极化处理或酸洗处理均可产生活性氧化层，与水可以形成水合结构Me-OH。胶接时与胶黏剂可发生化学反应。化学键理论不足：无法解释大多数不发生化学反应的胶接现象。第四十二张，PPT

22、共八十五页，创作于2022年6月5、静电理论 依据：强度与剥离速度有关 电容器剥离放电 解释：不足：无法解释绝缘物之间的胶接。双电层 静电力 润湿、迁移 T、P胶液比表面接触偶极、取向、诱导 胶接接头 极性基团+第四十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.3.2 胶接界面化学胶接界面化学1、形成接头的必备条件：润湿 气液接触时的三种状态 不润湿 部分润湿（临界）完全润湿 第四十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月结论 =00 cos=1 气固液固 完全润湿=900 cos=0 气固=液固 临界润湿=1800 cos=-1 气固液固 不润湿 00 1800 均为部分润湿00 9

23、00 三相点超前 漏 漏胶缺陷900 1800 三相点滞后 润湿不良 第四十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月nYoung公式：SV=SL+LVcos ：界面张力 ：接触角对于一般的有机物的液/固体系，SL可忽略不计，只有满足SV LV 才有可能出现cos=1，从而获得形成良好胶接接头的必要条件。这也是选择胶黏剂时的必要条件，即被胶接物表面能大于胶黏剂的表面能。第四十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月三力平衡可表润湿的效果：粘附张力 粘附张力（润湿压力、胶接张力）A=SVSL=LVcos 或 cos=（SVSL）/LV 决定润湿结果，SVSL润湿的速度胶接张力的物理意义：当

24、液体侵润固体表面时，固体表面自由能减少的量。此值越大侵润越容易。第四十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月胶接功：定义：在液固接触体系中，界面受到两边分子力的作用而存在吸附作用，分离界面两相吸附作用所需的功称为粘附功WA。粘附功可由剥离前后自由能的变化给出。WA=SV+LV-SL =LV（1+cos）当=0时，WA=2 LV 最大 当=180时，则有WA=0.接触体系的粘附功越大，对形成有效和高性能的粘接结构越有利。对于一个特定的固体表面，粘附功的最大值并不存在于完全润湿之时。第四十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月界面张力SL：这是基于考虑当作为界面的自由能SL越小，界面越

25、稳定。胶接功、胶接张力及界面张力的最适宜条件对于胶接功，WA=(2+bc)lv-b2LV 在满足lv=1/b+1/2c时，WA最大对于胶接张力，A=(1+bc)lv-b2LV 在满足lv=1/2(1/b+c)时,A最大对于界面张力，当s=L时，sl=0为最小第四十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月几点说明：胶接张力与胶接功越大，接触角越小，胶接强度越高。被胶接体的临界表面张力越高润湿越好，还可推知胶接强度也高。对于一个特定的固体表面，粘附功的最大值并不存在于完全润湿之时。第五十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.4 胶接流变学与胶接破坏胶接流变学与胶接破坏1、有关接头的基本

26、知识：胶接接头的微观结构第五十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月胶接破坏定义 胶接接头在材质上是不完全连续的，通常是应力集中部位，在外力和环境应力的作用下，可能导致接头破坏。单位胶接面积或单位胶接长度上所能承受的最大单位胶接面积或单位胶接长度上所能承受的最大载荷称为接头的破坏强度。载荷称为接头的破坏强度。胶接接头的破坏类型（见书P28）被胶接物破坏内聚破坏界面破坏混合破坏第五十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 原因：被胶接物破坏和胶粘剂的内聚破坏，主要取决于二者材被胶接物破坏和胶粘剂的内聚破坏，主要取决于二者材料自身的强度。当然还与材料内部的缺陷、构成接头后体系内部胶层料

27、自身的强度。当然还与材料内部的缺陷、构成接头后体系内部胶层厚度，被胶接物表面处理状况，组分间相互作用等有关，此时，接头厚度，被胶接物表面处理状况，组分间相互作用等有关，此时，接头强度并不等于材料自身的强度，一般略低于材料强度。强度并不等于材料自身的强度，一般略低于材料强度。界面破坏的原因是被胶接材料的可粘性差造成的。界面破坏的原因是被胶接材料的可粘性差造成的。在理想的条件下，即没有界面区存在时，其破坏强度主要取决于胶在理想的条件下，即没有界面区存在时，其破坏强度主要取决于胶粘剂与被胶接物之间的粘结强度。这种混合破坏的情况，在各种材料强粘剂与被胶接物之间的粘结强度。这种混合破坏的情况，在各种材料

28、强度相近时特别容易发生。另外，接头破坏类型会随着各种条件的变化而度相近时特别容易发生。另外，接头破坏类型会随着各种条件的变化而转变转变。第五十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月2、影响接头破坏的因素弱界面层 弱界面层主要对物理吸附为主的交接体系产生影响，弱界面层主要对物理吸附为主的交接体系产生影响，对胶接接头起破坏作用的三种情况对胶接接头起破坏作用的三种情况:胶接强度主要来源于分子间的物理吸附；胶接强度主要来源于分子间的物理吸附；胶接体系中的低分子物对被胶接物、胶黏剂的基料不能混溶胶接体系中的低分子物对被胶接物、胶黏剂的基料不能混溶或处于饱和状态时，通过渗析、迁移和富集而形成弱界面层

29、或处于饱和状态时，通过渗析、迁移和富集而形成弱界面层时，才对接头破坏起作用；时，才对接头破坏起作用；胶接体系中的低分子物对被胶接物具有比胶黏剂更强的吸附力，胶接体系中的低分子物对被胶接物具有比胶黏剂更强的吸附力，弱界面层对胶黏剂能起解吸作用时，才对接头破坏有影响。弱界面层对胶黏剂能起解吸作用时，才对接头破坏有影响。第五十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月内应力 胶接接头破坏的重要原因之一。内应力主要有收缩应力和热胶接接头破坏的重要原因之一。内应力主要有收缩应力和热应力两类。应力两类。收缩应力是胶黏剂固化过程中体积收缩产生的应力；热应收缩应力是胶黏剂固化过程中体积收缩产生的应力；热应力

30、是材料间热膨胀系数不等，温度变化所产生的应力。力是材料间热膨胀系数不等，温度变化所产生的应力。第五十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月环境应力环境应力胶接接头的破坏一般是在环境应力作用下，通过胶接体系胶接接头的破坏一般是在环境应力作用下，通过胶接体系内的缺陷造成应力集中而导致破坏。环境应力包括外界的内的缺陷造成应力集中而导致破坏。环境应力包括外界的机械作用力、温度波动的热冲击及油、水等介质因素对胶机械作用力、温度波动的热冲击及油、水等介质因素对胶接界面的物理化学作用。接界面的物理化学作用。第五十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月3、胶接耐久性定义：胶接耐久性是胶接接头在使用

31、和存放过程中长期保持其定义：胶接耐久性是胶接接头在使用和存放过程中长期保持其性能的能力。性能的能力。胶接接头使用条件主要有力的作用和环境的作用，实际两者是同胶接接头使用条件主要有力的作用和环境的作用，实际两者是同时存在又相互影响的。力的作用导致胶接接头的蠕变破坏和疲劳时存在又相互影响的。力的作用导致胶接接头的蠕变破坏和疲劳破坏，环境的作用导致胶接接头的老化破坏。破坏，环境的作用导致胶接接头的老化破坏。第五十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 4、表面分析技术 测定表面形貌、表面能及表面的化学组成常用的方法有：测定表面形貌、表面能及表面的化学组成常用的方法有：1 1、固体的表面能测定；

32、2、反射红外光谱：表征高分子表面区的基团，包括衰减全反射（ATR）,镜面反射和漫射反射；3、X射线电子能谱（XPS）：对表面组成进行定性和定量分析；4、扫描电镜（SEM）和电子探针：研究表面形貌；5、俄歇电子能谱（AES）：分析表面一定深度所逸出的元素的化学键状态；6、离子散射谱（ISS）和二次离子质谱（SIMS）:研究组成的梯度分布，由二次离子的质量分析给出表面组成。第五十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.5 与胶接相关的因素1.5.1 胶接与木材相关的因素1、强度异常的解释强度异常的解释 ：实例：结合木质接头的九层结构图，并以此解释其木破率高强度低的现象 木破率：木质接头破坏

33、时木材本体破坏占破坏面积的面积百分数。木破率：木质接头破坏时木材本体破坏占破坏面积的面积百分数。一般情况下木破率越大，接头强度越高。但在九层结构图中如果施一般情况下木破率越大，接头强度越高。但在九层结构图中如果施胶量不够、胶液选用不当或木材加工中挤压伤范围太大，导致粘附区过胶量不够、胶液选用不当或木材加工中挤压伤范围太大，导致粘附区过渡层未能完全复盖挤压伤区，就可能产生木破率高强强度低的异常现象渡层未能完全复盖挤压伤区，就可能产生木破率高强强度低的异常现象 第五十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 2 2、被粘物的性质与状态被粘物的性质与状态 表面粗糙程度表面粗糙程度 粗糙系数粗糙系

34、数=实际面积实际面积/几何面积几何面积 f=Sf=S实实/S/S几几 比表面积比表面积=实际面积实际面积/几何体积几何体积 B=SB=S实实 /V/V几几粗粗 糙糙 度度=粗糙系数粗糙系数/比表面积比表面积 C=f/BC=f/B =几何体积几何体积/几何几何 =V=V几几/S/S几几=SLH/SL =SLH/SL =粗糙深度粗糙深度 =H=H第六十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 结论结论:粗糙系数相同时粗糙系数相同时,粗糙深度越大则粗粗糙深度越大则粗糙度越大。糙度越大。表面弱化程度表面弱化程度 富集弱化富集弱化 内部胶合惰性物质表面迁移内部胶合惰性物质表面迁移吸附弱化吸附弱化 外部

35、胶合惰性物质表面吸附外部胶合惰性物质表面吸附机械弱化机械弱化 表面机械损伤表面机械损伤 第六十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月密度和树种 木材的强度通常与其密度近乎呈直线关系。当密度高的木材由含水率的变化而产生的应力也非常大，所要求的胶黏剂自身的内聚力也高。当胶黏剂被确定时，密度高的木材其胶接耐久性反而比密度低的木材胶接耐久性差。含水率 木材胶接时，含水率是一个重要的参数。含水率过高，极易产生缺胶，胶压后板翘曲和开裂，热压时还容易产生放炮现象。胶接制品的含水率应与其使用环境的平衡含水率相一致。第六十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月胶接面得纹理和纤维方向 胶接力受被胶接材

36、表面纹理方向组合的影响变化较大。不同胶接面之间的胶接力有如下规律：径切面/径切面径切面+弦切面弦切面/弦切面端切面之间 端切面+径切面端切面+弦切面n抽提物 影响胶黏剂的润湿，或者阻碍胶黏剂的固化，造成胶接困难。n木材缺陷、生长特征n被胶接物的污染及其他第六十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.5.2 胶接与胶黏剂有关的因素胶接与胶黏剂有关的因素 1 1、胶的性能与性质胶的性能与性质适当分子量适当分子量适当粘度适当粘度（定义：两层液体作相对移动量层间产生摩定义：两层液体作相对移动量层间产生摩擦力的现象擦力的现象）适当适当 适当适当PH PH 适当极性适当极性 第六十四张，PPT共八

37、十五页，创作于2022年6月 强度的回顾 接头接头强度强度内聚强度内聚强度 粘附强度粘附强度 胶层内聚力胶层内聚力 被粘物内聚力被粘物内聚力 机械摩擦力机械摩擦力 大分子摩擦力大分子摩擦力 近程分子力近程分子力 化学键力化学键力 静电力静电力 第六十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 强度的回顾胶层内聚力被粘物内聚力被粘物内聚力机械摩擦力 大分子摩擦力 近程分子力 化学键力 静电力第六十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 最佳强度.M粘附强度内聚强度有效强度胶合强度 图一：M、增长与胶合强度的关系图 第六十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月结论：如如图图所所示示随

38、随 M M的的增增长长胶胶粘粘剂剂的的粘粘附附强强度度而而降降低，内聚强度则升高。低，内聚强度则升高。接接头头的的强强度度为为内内聚聚强强度度与与粘粘附附强强度度的的相相叠叠部部分分称称有有效效强度。强度。有效强度随有效强度随 M M的增长呈抛物线变化，有极的增长呈抛物线变化，有极值。所以胶要有适当值。所以胶要有适当 M M 第六十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月结论：如如图图所所示示随随 M M的的增增长长胶胶粘粘剂剂的的粘粘附附强强度度而而降降低，内聚强度则升高。低，内聚强度则升高。接接头头的的强强度度为为内内聚聚强强度度与与粘粘附附强强度度的的相相叠叠部部分分称称有效强度。有

39、效强度。有效强度随有效强度随 M M的增长呈抛物线变化，有的增长呈抛物线变化，有极值。所以胶要有适当极值。所以胶要有适当 M M 第六十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.5.3 胶接与胶合工艺胶接与胶合工艺 1 1、胶合工艺条件胶合工艺条件 温度温度 塑化木材塑化木材 促进反应促进反应 降低胶粘降低胶粘 蒸发稀料蒸发稀料 压力压力 减小距离减小距离 增加接触增加接触 赶撵气泡赶撵气泡 缓冲应力缓冲应力 增益润湿增益润湿 含水率含水率 多稀释胶液多稀释胶液 少胶液增浓少胶液增浓 做传热介质做传热介质 施胶量施胶量 薄：强度高（断裂、变形）薄：强度高（断裂、变形）缺胶缺胶 厚：应力、

40、厚：应力、气泡、气泡、蠕变蠕变 陈陈 化化 适当陈化适当陈化 增益初粘度增益初粘度,防止漏胶防止漏胶 第七十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.5.4 胶接与其他因素胶接与其他因素 1 1、接头设计与应力接头设计与应力 接头工艺设计接头工艺设计 扁担修理 一般原则：胶层受力类型尽量为剪切力或大部分为剪切力，尽量避免胶层受剥离力或不均匀扯离力的作用，尽量增大粘结面积。第七十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月内应力内应力 （无效应力）工艺应力工艺应力 温度、压力、变定、干湿 环境应力环境应力 温度、干湿一般原则：接头设计应尽量将应力集中降到最低程度。第七十二张，PPT共八十五页

41、，创作于2022年6月1.6 胶粘剂的选择胶粘剂的选择 1 1、按制品的使用要求选择按制品的使用要求选择 强度强度：接头破坏时单位面积或长度上承受的载荷的大小 结构胶长期承受较大变载荷 非结构胶室内家具 压敏胶无损折卸第七十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.6 胶粘剂的选择胶粘剂的选择 耐水耐水 耐水性：胶粘剂长期接触潮气水分后保持其胶结性能的能力。一类胶：航天、航空、航海用品，室外玩具 二类胶：室内家具三四类胶：纸质包装 第七十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.6 胶粘剂的选择胶粘剂的选择 耐热耐热航天材料胶接。耐久耐久文物修复、工艺品制作环保环保室内：无甲醛释放

42、、无苯释放、无放射性污染持续发展 其它其它 阻燃、滞火、耐热 第七十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.6 胶粘剂的选择胶粘剂的选择 2 2、按原料及生产工艺要求选择按原料及生产工艺要求选择 固体含量固体含量 在规定条件下测得的胶粘剂的非挥发分的含量粘度粘度两层液体作相对移动量层间产生摩擦力的现象。初粘度初粘度施胶被粘物一经接触后即具有的强度。第七十六张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.6 胶粘剂的选择胶粘剂的选择 适用期适用期 配制好的胶粘剂维持其可用性及胶合强度的时。人造板2小时固化时间固化时间 在一定条件下热固性胶固化所需的时间 贮存期贮存期 在一定条件（阴蔽、密封

43、）下胶粘剂维其可用性和胶合强度时间FQ 69月 NQ 2 6月 SQ 1周 PVAC 1年 第七十七张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.6 胶粘剂的选择胶粘剂的选择 3 3、一般原则和应用实例一般原则和应用实例 一般原则一般原则高效节能：省时 节能 多功能低毒环保：绿色工艺 无害利用 废弃降解工艺可行 满足工艺 （光固、厌氧、热熔）满足使用 （再胶合）相容第七十八张，PPT共八十五页，创作于2022年6月4.检验 方法有破坏性检验和非破坏性检验，破坏性检方法有破坏性检验和非破坏性检验，破坏性检验一般为力学实验法，非破坏性实验法包括：目测、验一般为力学实验法，非破坏性实验法包括：目测、

44、声响实验检查（如敲击、声音共振、涡流声响实验、声响实验检查（如敲击、声音共振、涡流声响实验、脉冲式涡流声响实验、脉冲式涡流声响实验、ArvinArvin声学分析）、超声检声学分析）、超声检测、液晶、全息照相术、热成像检查、热红外检查、测、液晶、全息照相术、热成像检查、热红外检查、射线照相术、射线照相术、X X射线术、放射性同位素法、中子射射线术、放射性同位素法、中子射线摄像法、渗透剂检查等线摄像法、渗透剂检查等第七十九张，PPT共八十五页，创作于2022年6月4.检验 第八十张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.6 胶粘剂的选择胶粘剂的选择 应用实例应用实例 刨花板NQ胶：高浓 表面大

45、 初粘度好 颗粒料 运输振动 低粘度 润湿力强 适用期长 生产周期长 第八十一张，PPT共八十五页，创作于2022年6月 相关专业术语相关专业术语 胶粘剂胶粘剂通过粘附、胶合作用能使被粘物结合在一起的物通过粘附、胶合作用能使被粘物结合在一起的物质。所谓粘附作用是指两个表面接触时依靠物理力化学力或质。所谓粘附作用是指两个表面接触时依靠物理力化学力或二者兼有之力结合在一起的现象二者兼有之力结合在一起的现象 粘附作用粘附作用所谓粘附作用是指两个表面接触时依靠物所谓粘附作用是指两个表面接触时依靠物理力化学力或二者兼有之力结合在一起的现象。理力化学力或二者兼有之力结合在一起的现象。硬化硬化胶粘剂通过干燥

46、、结晶、吸附等物理变化而变硬的胶粘剂通过干燥、结晶、吸附等物理变化而变硬的现象。现象。第八十二张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.12 相关专业术语相关专业术语 固化固化胶粘剂通过化学反应使树脂交联成不溶、不熔、胶粘剂通过化学反应使树脂交联成不溶、不熔、不熔物的过程不熔物的过程 类胶类胶 高级耐水胶高级耐水胶 胶接件有要求条件下，经沸水处胶接件有要求条件下，经沸水处理后，胶接性能无明显改变的胶粘剂。理后，胶接性能无明显改变的胶粘剂。类胶类胶 耐水性胶耐水性胶 胶接件经常扫触潮气、水分后，胶接件经常扫触潮气、水分后，胶接性能无明显改变的胶粘剂胶接性能无明显改变的胶粘剂类胶类胶低耐水性胶

47、低耐水性胶 胶接件经常接触潮气、水分后，胶接件经常接触潮气、水分后，胶接性能明显改变的胶粘剂，但仍能满足使用要求的胶粘胶接性能明显改变的胶粘剂，但仍能满足使用要求的胶粘剂剂 第八十三张，PPT共八十五页，创作于2022年6月1.12 相关专业术语相关专业术语 热固性胶热固性胶固化后形成三向交联结构的聚合物，受热不会软固化后形成三向交联结构的聚合物，受热不会软化，温度过高就会分解的胶粘剂化，温度过高就会分解的胶粘剂 热塑性胶热塑性胶热塑性高分子化合物的分散体系，通过分散介质热塑性高分子化合物的分散体系，通过分散介质挥发而硬化完成胶接，胶层受热软化，冷却变硬，并能重复若挥发而硬化完成胶接，胶层受热软化，冷却变硬，并能重复若干次的胶粘剂干次的胶粘剂热熔胶热熔胶以固体热塑性高分子化合物为粘料的胶粘剂，在融熔以固体热塑性高分子化合物为粘料的胶粘剂，在融熔状态下涂布，冷却成固态就能状态下涂布，冷却成固态就能 完成胶接。完成胶接。热固化胶热固化胶需加热至一定温度才能完成胶接的胶粘剂。需加热至一定温度才能完成胶接的胶粘剂。促进剂促进剂促进化学反应使胶粘剂低温、快速固化的成分促进化学反应使胶粘剂低温、快速固化的成分 第八十四张，PPT共八十五页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第八十五张，PPT共八十五页，创作于2022年6月