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2017年8月3日

胶粘剂

胶接(粘合、粘接、胶结、胶粘)是指同质或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的技术,具有应力分布连续,重量轻,或密封,多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。胶接近代发展最快,应用行业极广,并对高新科学技术进步和人民日常生活改善有重大影响。因此,研究、开发和生产各类胶粘剂十分重要。


怎样制作

随着石化工业的迅速发展,聚苯乙烯泡沫塑料(FPS)被大规模地生产及应用,从而造成了废FPS污染环境的问题。人们对废FPS进行回收利用的研究有了很大的进展,其中有:用其制建筑用密封胶、涂饰剂、生产隔音保温砖等。我们以废FPS为主要原料制备出一种建材用胶粘剂,其性能较好。

(1)原料及试剂 废FPS、甲苯、乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酸、正丁醇、OP乳化剂。

(2)仪器

电磁搅拌器、旋转式粘度剂、强度测定仪、超级恒温槽、破碎机。

(3)制备方法

将一定量的废FPS破碎至粒度为0.5~1cm,置于250毫升烧杯中,加入一定量的水,再加入适量的清洗剂,搅拌清洗,然后用水反复漂洗干净,在烘箱中烤干,备用。

取100毫升乙酸乙酯、50毫升甲苯于250毫升的三颈烧瓶中,加入102克烘干后的废FPS,同时开动搅拌器,使废FPS全部溶解,此时溶液呈无色透明状。称取2.5克顺丁烯二酸酐,溶于50毫升水中配成溶液,将其缓慢加入到三颈烧瓶中,待温度升至78度后加速搅拌,再逐滴加入4毫升丙烯酸,70分钟后加入7毫升OP乳化剂,加热搅拌20分钟,加入10毫升正丁醇,继续搅拌30分钟,冷至室温即得胶粘剂。

胶粘剂的性能指标如下:

外观 淡黄色粘稠状液体

固含量 23%

粘度过难关 >10000cP

pH 5.0~6.0

干燥时间 30分钟

耐水试验 8天无变化

耐10%HCl试验 8天无变化

耐10%NaOH试验 8天无明显变化

粘合强度 最大为18N/cm2

回收废FPS制建材用胶粘剂,不仅可解决环境污染问题,又可产生很好的经济效益。


选择方法


选择原则

(1)考虑胶接材料的种类性质大小和硬度;

(2)考虑胶接材料的形状结构和工艺条件;

(3)、考虑胶接部位承受的负荷和形式(拉力、剪切力、剥离力等);

(4)考虑材料的特殊要求如导电导热耐高温和耐低温。

胶接材料性质

(1)金属:金属表面的氧化膜经表面处理后,容易胶接;由于胶粘剂粘接金属的两相线膨胀系数相差太大,胶层容易产生内应力;另外金属胶接部位因水作用易产生电化学腐蚀。

(2)橡胶:橡胶的极性越大,胶接效果越好。其中丁腈氯丁橡胶极性大,胶接强度大;天然橡胶、硅橡胶和异丁橡胶极性小,粘接力较弱。另外橡胶表面往往有脱模剂或其它游离出的助剂,妨碍胶接效果。

(3)木材:属多孔材料,易吸潮,引起尺寸变化,可能因此产生应力集中。另外,抛光的材料比表面粗糙的木材胶接性能好。

(4)塑料:极性大的塑料其胶接性能好。

(5)玻璃:玻璃表面从微观角度是由无数部均匀的凹凸不平的部分组成.使用湿润性好的胶粘剂,防止在凹凸处可能存在气泡影响.另外,玻璃是以si-o-为主体结构,其表面层易吸附水.因玻璃极性强,极性胶粘剂易与表面发生氢键结合,形成牢固粘接.玻璃易脆裂而且又透明,选择胶粘剂时需考虑到这些.

特点和选择

(1). 连接各种弹性模量和厚度不同的材料尤其是薄材料;

(2). 胶接表面光滑,气动性良好;

(3). 密封性能好,腐蚀性能好;

(4). 延长胶接件的使用寿命和减轻胶接件重量;

(5). 劳动强度低,成本少,生产效率高;

(6). 非导电胶耐热抗震绝缘,其中:

a、 改性环氧树脂柔韧性的大小顺序为:环氧-聚硫>;环氧-聚酰胺>;环氧-胺固化剂;

b、 改性酚醛柔韧性的大小顺序为:酚醛-聚酰胺>;酚醛-聚醋酸乙烯酯>;酚醛-环氧;

质量要点

为了确保胶粘质量,必须做到如下几点:

(1)选择恰其所用的胶粘剂。

(2)兼顾胶粘剂强度高和耐久性好的两个方面。

(3)不要使用超过贮存期和适用期的胶粘剂。

(4)单组份胶如果分层、沉淀、使用前应搅拌均匀。

(5)多组份胶应按规定比例调配混合均匀。

(6)不要采用简单的对接。

(7)尽量采用搭接、斜接、套接、混合连接。

(8)搭接长度不要太长。

(9)胶粘层压材料勿用搭接,而且斜接

(10)加螺加铆,卷边包角、防止剥离。


发展史

伴随着生产和生活水平的提高,普通分子结构的胶粘剂已经远不能满足人们在生产生活中的应用,这时高分子材料和纳米材料成为改善各种材料性能的有效途径,高分子类聚合物和纳米聚合物成为胶粘剂重要的研究方向。在工业企业现代化的发展中,设备的集群规模和自动化程度越来越高,同时针对设备的安全连续生产的要求也越来越高,传统的以金属修复方法为主的设备维护工艺技术已经远远不能满足针对更多高新设备的维护需求,对此需要研发更多针对设备预防和现场解决的新技术和材料,为此诞生了包括高分子复合材料在内的更多新的胶粘剂,以便解决更多问题,满足新的应用需求。

正基于此,二十世纪后期,世界发达国家以美国公司为代表的研发机构,研发了以高分子材料和复合材料技术为基础的高分子复合型胶粘剂,它是以高分子复合聚合物与金属粉末或陶瓷粒组成的双组分或多组分的复合材料,它是在高分子化学、胶体化学、有机化学和材料力学等学科基础上发展起来的高技术学科。它可以极大解决和弥补金属材料的应用弱项,可广泛用于设备部件的磨损、冲刷、腐蚀、渗漏、裂纹、划伤等修复保护。高分子复合材料技术已发展成为重要的现代化胶粘剂应用

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