家用化学品省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

家用化学品四川大学化学学院第1页 第六章 粘合剂6。1 粘合剂概述6。1。1 粘合剂定义 能够将同种或不一样种材料连接在一起合成高分子制剂，叫粘合剂，或胶粘剂。普通而言，为了便于使用，粘合剂早期状态都是液态，随即逐步转成固态，此过程叫做固化。粘接不一样材料，采取粘合剂普通有所不一样，所以，实际应用中存在很各种粘合剂品种。换言之，并不存在所谓“万能胶”。另外，并不是全部材料都能进行有效粘接。第2页 6。1。2粘合剂意义 在当代生活中，有许多情况下都需要将各种材料或构件进行连接。自古至今，人们创造出了以下方式来完成材料或构件连接：第3页 1）锭钉；2）螺栓连接；3）铆接；4）焊接；5）粘接。其中，粘接是一个最节能、方便、美观材料连接方式。所以，粘合剂使用日趋广泛。6。1。3 粘合剂应用领域 1）建筑材料；2）建筑装饰；3）纺织（如，无纺布）；4）印刷（书籍装订，复膜）；5）家俱制造；6）工艺美术；7）机电产品 8）医疗卫生；9）军事领域，等等。第4页 6。2 粘合剂作用原理 应该指出，不一样材料，其粘接原理有较大差异。6。2。1 机械嵌入 如，木材、纸张、纺织品、皮革等多孔性材料粘接。粘合剂先以液态浸入材料毛细管孔径中，然后逐步固化，形似一根根“钉子”嵌入材料中，从而将材料连接。第5页 6。2。2 扩散与融合如，塑料、橡胶等高分子材料粘接。因为粘合剂 主体也是高分子，它们很轻易扩散、渗透到一样是高分子塑料、橡胶等材料之中，最终形成结合。6。2。3 物理吸附 人们发觉，金属、无机非金属（如石材）等材料也能够采取有机高分子粘合剂进行有效粘接，显然用以上原理尚不能解释。所以，造成材料粘接现象还有其它原因。研究表明，许多材料表面都有吸附物质能力，其原因在于材料表面力场不平衡。第6页 而经过在表面吸附其它物质，原有材料表面能量才能降低，体系才稳定。这种现象叫物理吸附。实际上，不论是什么材料粘接，物理吸附都起了作用。换言之，物理吸附是一切粘接现象主因。普通而言,材料极性越强,越轻易产生吸附.所以,极性越强材料越轻易粘接.反之,弱极性材料就不轻易粘接.而非极性材料若不经过表面处理就不能粘接.第7页 6。3 粘合剂固化 任何粘合剂都存在一个由早期液态（便于涂抹）到后期固态（由此产生一定强度）过程。不过固化方式有各种。6。3。1 溶剂挥发固化 有些粘合剂体系主体就是高分子树脂溶液（这种体系叫溶剂型胶），施胶以后，胶层依靠溶剂挥发而固化。这类体系优点是施工方便（不需要添加固化剂），胶层干燥也比较快速，并适合于大面积施工。不过，大量有机溶剂排向空气中，对人类生存环境造成不可逆转危害。假如粘合剂是乳胶体系，那么胶层挥发成份是水，就不会对环境造成危害。第8页 6。3。2 冷凝固化 选择一些热塑性高分子材料，并配以其它助剂，直接形成形成固态粘合剂（这种体系叫热熔胶）。使用时，将粘合剂加热熔化成液态，涂抹于被粘接材料表面，材料贴合以后，伴随温度降低，胶层快速由液态转变为固态从而固化。所以，这类体系适合于需要快速粘接场所，如，流水线作业，包装工序，等等。不过，冷凝固化不适合于大面积施工，并需要专门施胶装置。第9页 6。3。3 化学反应固化这类粘合剂主体树脂分子中还残剩部分反应性基团。施胶以后，若采取以下后继办法，胶层就会固化(实质是树脂经过反应,由原来线型或支链型小分子结构变成了含有三维结构体型高分子)：1）体系加热到较高温度；2）添加固化剂；3）其它办法（如微波、紫外等辐射）。第10页 6。4 粘合剂基本型态 粘合剂有以下几个形态：1）溶剂型(主体是高分子溶液)；2）热熔型(呈固体颗粒或粉末态,但可在受热到一定温度时熔融成液态)；3）乳胶型(主体是高分子乳液)；4）无溶剂型(主体是呈液态较小分子量高聚物,不过能够在某种固化机制下固化成更高分子量聚合物)；5）压敏型(预涂在带状基材上粘合剂,可保持较长时间粘附性通常卷成盘卷形式)；6）光敏型(也是无溶剂型一个,不过可依靠可见光或紫外光固化)。第11页 6。5 粘合剂包装形式及特点单组分形式（优点:操作简单轻易.缺点:粘接强度普通不高,很多品种包装打开后储存期很短即,假如一次没用完,下次可能已经不能再用）多组分形式（优点:粘接强度能够很高,各组分包装打开后,假如没有混合在一起,均可长久保留.缺点:操作要求比较高,施工较麻烦.一旦将各组分混合,保留期较短）6。6 粘合剂粘接施工介绍 6。6。1 依据被粘接材料特点选择粘合剂品种有现成资料或手册能够查阅可向专业销售商咨询注意，并不是全部材料都能够粘接第12页 6。6。2 被粘接材料表面处理 1）表面清洁；2）表面粗糙化；3）表面化学改性6。6。3 多组分粘合剂调配与适用期参考说明书，对粘合剂主剂、固化剂和稀释剂计量、均匀混合，是确保粘接质量主要步骤混合了固化剂粘合剂液，普通都必须在一定时间内使用完，不然会“凝胶”，造成报废。这个时间期限叫“适用期”。不一样粘合剂体系，其适用期有差异。第13页 6。6。4 粘接技术施胶技巧:涂层厚度要适当.多孔性材料宜分次多层施胶晾晒意义:经过晾晒,等候溶剂基本迁移,从而取得良好早期强度贴合、加压 胶合层养护与养护期6。6。5 粘合剂强度测定剪切强度N/m2拉抻强度N/m2剥离强度 N/m 耐溶剂性耐水性 耐热性第14页 6。7 高聚物制备基础6。7。1 什么是高聚物6。7。2 加聚反应:包含均聚和共聚6。7。3 缩聚反应：包含线型缩聚和体型缩聚 6。7。4 逐步加成聚合反应6。7。5 高聚物合成实施方法1）本体聚合；2）溶液聚合；3）乳液聚合；4）悬浮聚合第15页 6。8 经典粘合剂制备与应用 6。8。1 甲醛树脂粘合剂 1。脲醛树脂制备与固化尿素与甲醛在碱催化下反应形成以羟甲基脲为主体水溶性树脂以上树脂在酸催化或/和加热情况下会深入缩合，形成强度很高体型高聚物，即，固化。为了使脲醛树脂有较长贮存期，以及固化后有很好强度性能，所用原料中甲醛必须过量。即，必定有部分甲醛不会反应，而残留在树脂体系中。第16页 2。酚醛树脂制备与固化苯酚或类似物与甲醛在碱催化下反应，形成以羟甲基酚为主体树脂。经过控制反应程度，能够制成水溶性或醇溶性树脂。以上树脂在加热情况下会深入缩合，形成强度很高体型高聚物，即固化。为了使酚醛树脂有较长贮存期，以及固化后有很好强度性能，所用原料中甲醛必须过量。即，必定有部分甲醛不会反应，而残留在树脂体系中。第17页 3。三聚氰胺甲醛树脂制备与固化由三聚 氰胺与甲醛在碱性条件下加成、缩合，形成一个以多羟甲基三聚氰胺为主体水溶性树脂。以上树脂在加热情况下会深入缩合，形成强度很高体型高聚物，即固化。三聚氰胺甲醛树脂在总体性能上比脲醛树脂更加好。当前在发达国家有逐步替换脲醛树脂一个趋势。为了使三聚氰胺甲醛树脂有较长贮存期，以及固化后有很好强度性能，所用原料中甲醛必须过量。即，必定有部分甲醛不会反应，而残留在树脂体系中第18页 4。“三醛树脂”应用脲醛、酚醛与三聚氰胺甲醛树脂是当前世界上应用最广泛、用量最大三种较廉价粘合剂材料，因为都用了甲醛为原料，所以俗称“三醛”树脂。水溶性脲醛与三聚氰胺甲醛树脂主要用于热压板材粘合剂，如，层压木板，碎木屑板、木纤维板（包含中密度、高密度型）、竹纤维板和秸杆板；酚醛树脂主要用于绝缘材料制造中粘合剂（如玻璃纤维-酚醛树脂模压板等），以及玻璃纤维-酚醛保温隔热材料制造等。第19页 “三醛树脂”优点1）原料丰富、易得；2）成本低廉（尤其是脲醛树脂）；3）生产工艺简单，技术门槛较低；4）使用方便“三醛树脂”问题及处理问题路径1）不论是酚醛，还是脲醛或三聚氰胺甲醛树脂，它们都不可防止存在残剩游离甲醛问题。尤其是脲醛和三聚氰胺甲醛树脂，因为最终走向几乎都是建筑材料或建筑装饰材料（如房屋构件或室内装修所用各种胶合板，地板等），对环境和人危害尤其大。而且，有些危害我们当前还未完全认识清楚。第20页 2）甲醛问题处理方法a.在复合木制品表面施加封闭性涂层b.在家居环境中设置气体吸附装置c.在胶粘剂中添加“甲醛捕捉剂”d.经常保持居室内空气流通e.用其它类型“无醛”粘合剂代替“三醛树脂”，这么方法才是处理问题根本办法第21页 6。8。2 环氧树脂粘合剂（1）什么是环氧树脂:分子中含有环氧基团树脂（2）环氧树脂粘合剂特点和用途：粘接强度高，适应面广，尤其对于极性硬材料之粘接很适合。不过不宜粘接柔性材料。（3）环氧树脂制备 普通都是由双酚A与环氧氯丙烷缩合（4）环氧树脂固化方法 1）胺固化（脂肪胺，芳香胺）有一定毒性，可常温固化；2）用聚酰胺树脂固化：基本无毒性。可常温固化；3）用酸酐固化:须加热固化第22页 （5）活性稀释剂使用：含环氧基团有机液体使树脂粘度降低，有利于施工操作（6）环氧树脂粘合剂中胺类固化剂安全问题：经过增加胺类物质分子量以降低毒性6。8。3 聚氨酯树脂粘合剂（1）聚氨酯树脂:分子中含有大量氨基甲酸酯结构高分子材料（2）聚氨酯粘合剂特点和用途：可适合用于绝大部分极性材料之粘接，硬质材料与柔性材料均可。（3）聚氨酯树脂制备第23页 原料体系：1）多异氰酸酯 2）聚合物多元醇 3）多元胺树脂制备方法：聚合物多元醇与多异氰酸酯反应，先生成预聚体，然后与小分子二元醇，二元胺等发生扩链，交联等反应，得到高分子材料。第24页 （4）聚氨酯粘合剂固化反应 1）醇固化；2）胺固化；3）湿固化。（5）惯用聚氨酯粘合剂及应用 1）双组分；2）单组分湿固化；3）单组分封闭型；4）单组分热熔胶。第25页 6。8。4 “瞬间粘合剂”-五O二胶（1）-氰基丙烯酸酯及其反应：空气中水作用（2）五O二胶基本成份：-氰基丙烯酸酯；醋酸乙烯酯；引发剂；阻聚剂等。（3）五O二胶使用中要注意问题6。8。5 不饱和聚酯树脂粘合剂（1）什么是不饱和聚酯树脂：分子中含有不饱和双键液态高分子树脂（2）不饱和聚酯树脂特点和用途第26页 可常温固化普通，在隔绝氧气（空气）条件下固化更完全固化后树脂较硬脆，抗冲击强度较差，所以只用于要求不是太高场所当前广泛用于玻璃钢制品，车辆，船舶，工艺制品等物件第27页 （3）不饱和聚酯树脂制备：经过顺丁烯二酸酐，邻苯二甲酸酐与乙二醇，丙二醇缩聚。加入活性稀释剂稀释。（4）不饱和聚酯树脂固化：加入有机过氧化物及有机酸钴盐，即可固化。（5）不饱和聚酯树脂“气干性”问题（6）不饱和聚酯树脂中活性稀释剂环境问题第28页 6。8。6 聚醋酸乙烯乳液粘合剂（白乳胶）（1）白乳胶粘合剂在建筑及装饰中主要作用（2）白乳胶优缺点（3）白乳胶制备1）基本配方:醋酸乙烯单体；PVA增稠剂;引发剂;PH值调整剂,去离子水.2）乳液聚合实施；3）调胶。（4）当前白乳胶应用中存在问题1）增稠剂问题；2）水分过量问题；3）甲醛问题。第29页 6。8。7 氯丁橡胶系粘合剂（粘得牢系列）（1）氯丁橡胶介绍:.氯丁橡胶是由2-氯-1,3丁二烯单体经过乳液聚合制得,它能够用硫磺和2,3-二氯-1,3-丁二烯(ACR)来改性,从而有许多品种,是一类优良弹性体粘接材料（2）氯丁橡胶粘合剂在国民经济中特殊作用（3）氯丁橡胶粘合剂制备1）基本配方；2）氯丁橡胶素炼3）混炼；4）切割胶片；胶粒溶解与配料（4）氯丁橡胶粘合剂“三苯”危害问题及防范第30页 6。8。8 压敏胶类粘合剂（1）橡胶类压敏胶带1）用途；2）基本配方:天然橡胶,萜烯树脂,溶剂等；3）压敏胶制做（2）聚丙烯酸酯类压敏胶带1）用途；2）基本配方:丙烯酸酯共聚物及增粘剂；3）压敏胶制做第31页 6。9 粘合剂发展趋势6。9。1 水性化粘合剂6。9。2 无溶剂型粘合剂6。9。3 新兴固化方式（它们对环境友好）（1）含微胶囊粘合剂（2）光固化模式（3）微波固化模式（4）其它方式第32页家用化学品（第七章）第33页7。涂料（涂饰剂）7。1 涂料定义7。2涂料基本形态1）溶剂型（油漆）；2）水基型（大部分是乳胶涂料）；3）粉末涂料7。3 涂料成膜方式1）溶剂挥发；2）化学反应（包含添加固化剂、催化剂等）；3）热固化；4）湿固化；5）吸氧固化；6）光固化；7）水分挥发固化（乳胶涂料）。第34页 7。3 涂料组成（1）成膜物质1）高分子溶液体系；2）乳胶体系（2）非成膜物质1）催干剂；2）成膜助剂；3）着色剂-颜料；4）体质颜料（填料）；5）固化剂；6）分散介质（有机溶剂或水）；7）消光剂；8）流平剂；9）触变剂；10）其它特殊助剂第35页 7。5 经典涂料体系7。5。1 基于油脂及改性物涂料7。5。2基于醇酸树脂及改性物涂料7。5。3基于其它合成树脂涂料（1）丙烯酸酯类涂料:经过各种丙烯酸酯单体共聚反应制备对应高分子溶液或乳液,据此调配成有价值涂料.（2）硝酸纤维素类涂料:经过对纤维素物质硝化处理,使之成为能溶于有机溶剂,并能成膜材料.采取与醇酸树脂等柔性材料相混合方法,可得良好涂料.（3）聚氨酯类涂料:经过调配和组合聚氨酯树脂溶液及固化剂体系,可得到一系列涂料（4）氨基树脂涂料（5）环氧树脂类涂料第36页 7。5。4水性涂料（主要是乳胶漆类）（1）乳胶漆中惯用乳液及制备（2）乳胶漆组成（3）乳胶漆制备（4）其它水性涂料介绍1）水性电泳漆；2）水性聚氨酯涂料第37页 7。6（溶剂型）清漆与色漆制备7。6。1清漆制备7。6。2色漆制备（1）树脂合成（2）分色研浆（3）调漆（包含人工调与电脑调）第38页 7。7涂料发展趋势7。7。1无溶剂型是主要发展方向7。7。2多功效化7。7。3高科技新产品进入涂料领域如，热致或光致液晶材料，微胶囊，纳米材料等等，与涂料有机结合。第39页