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胶粘剂功能及配方设计应重点考虑的问题

   2020-12-07 2160
核心提示:胶粘剂功能及配方设计应重点考虑的问题通过界面的粘附和物质的内聚等作用,能使两种或两种以上的的制粘或材料连接在一起的天然的

胶粘剂功能及配方设计应重点考虑的问题


通过界面的粘附和物质的内聚等作用,能使两种或两种以上的的制粘或材料连接在一起的天然的和合成的、有机的或无机的一类物质,统称为胶粘剂,又叫粘合剂,习惯上称为胶。


简而言之,胶粘剂就是通过粘合作用,能使被粘物结合在一起的物质。所谓内聚即是单一物质内部各粒子靠主价键力(包括离子键、共价键、配位键、金属键等),次价键力(包括范德华力、氢键)结合在一起的状态。


胶粘剂的内聚与分子间力、相对分子质量、交联程度、结晶和分子缠绕等因素有关。


一、在选择或设计胶粘剂时,必须要明确认识,作为胶粘剂必需要满足以下几点要求:


1、不论常温下处于何种状态,在施工或涂布时必须是呈液态;


2、对被粘物表面能够完全铺展,充分润湿;


3、施工完成后必须通过某种方式使胶粘剂固化或凝聚成坚韧稳定的胶层;


4、固化后有足够的强度,能够根据粘接要求,可靠连接,传递应力,抵抗破坏;


5、粘接完成后可以满足特定要求的气候及环境考验。

二、胶粘剂的功能


1、瞬间粘接


瞬间胶粘剂使用时不需要加热、加压,具有固化快、粘接强度大的特点。一个6.45平方厘米的粘接面所承受的拉力足以吊起一辆小汽车。这样的胶粘剂对连续化生产流水线起了很大的推动作用。


2、结构件的粘接


结构件粘接是指那些能够承受较长时间的负荷和较大应力物体的粘接,比如建筑物、车辆、舰船、飞机、宇宙飞行器等结构件的粘接。增加航速;同时使粘接件表面光滑平整,有利于航行;还具有密封、防腐蚀等性能。


3、液态密封堵漏


有些胶粘剂在常温下是流动性的液体,涂在各种连接或需要密封的部位,形成有弹性的胶层,能代替通常的垫片,起密封作用。


4、水下粘接


表现在水坝或桥梁的修建、造船工业和国防工业中,它可以把陆地上的预制件与在水中和水下的部件连接起来,从而大大简化施工工艺,加快施工进度。


5、热熔粘接


热熔胶粘剂是一种固体,它要在加热熔化成流体后才能胶粘,粘合冷却后恢复成固体,形成牢固的粘接件。热熔胶粘剂由热塑性聚合物配以增粘剂等配制而成。


6、油面粘接


油面用胶不需要先在表面除油,简化了工艺,并有良好的粘接强度。


7、耐高温粘接和超低温粘接


一般的胶粘剂能耐100℃以下的温度。无机胶粘剂能耐600℃左右,其中以陶瓷胶粘剂为最佳,可以耐1300℃的高温。耐超低温胶粘剂能在-196℃,甚至更低温度-269℃时保持很高的强度和韧性。


8、压敏粘接


这种产品用于商品标签的粘贴、纸箱的封缄、线束的捆扎和高光洁金属板表面的保护等。


9、医用粘接


医用胶粘剂已成为医疗方面不可缺少的新材料。例如,对入体肾脏的粘合,血管的接合,伤口、食道或胆道的吻合,牙科的粘接和修复,骨骼连接等方面能发挥很好的作用。


10、电子器件引线的导电粘接


此外,还有用于电子器件引线的导电粘接,有以银粉为导体的导电胶。用于光学玻璃粘接的高透明度的光学玻璃胶和对光敏感的光敏固化胶和电子束固化胶等。


三、胶粘剂配方设计基本原则


1、满足被粘物使用环境和使用功能要求,即根据应用环境条件、应用功能,选择性能合适的原材料并进行合理的配方设计;


2、满足胶粘剂产品和被粘物设计性能要求,即满足胶粘剂的形态、黏度、胶层厚度、固化条件、粘接性能等设计要求;满足被粘物以连接和密封为主要目的的设计性能;


3、满足施加工艺要求,即在配方设计和选择各组分时,充分考虑到施加工艺的限制因素,配制出可用于喷涂、刷涂、浸涂、加热复合等施加工艺条件要求的胶粘剂;


4、满足性能/价格比优化的要求,即在胶粘剂配方设计时,务必核算胶粘剂各组分成本,在满足粘接和密封性能的基础上,尽量选用来源丰富、价格低廉的原材料配胶。


胶粘剂与塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料并称为五大合成材料。绝不能把胶粘剂仅理解为几种组份的简单混配,而是涉及多门学科的高度综合,包括高分子化学、材料化学、物理化学、化工传递、化工热力学、化学反应工程、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理、物理学、流变学、生物学、管理学、美学等。

 
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