第7章 化学粘合..
G1 X 100 G
式中:X -粘合剂含固量(%) G1-干燥后粘合剂试样质量(g) G -干燥前粘合剂试样质量(g)
(2)粘度 粘度是物体抵抗流动变形能力的一种量度,它 是评价粘合剂质量的一项重要指标。用作用于 1cm2面积上,并使相距1cm的两层流体的速度相 差1cm/s的粘滞力表示。单位为Pa· s。国家标准 中粘度的测量仪器采用旋转粘度剂。 (3) PH值 某些粘合剂组分中含有酸性物质,会导致一些 被粘物的腐蚀和纤维水解,因此,必须测定粘合剂 的PH值。
4、增塑剂 是一种能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度, 改善胶层脆性、增进熔体流动性的物质。其主要作用为 能“屏蔽”高分子化合物的活性基团,减弱分子间作用 力,增加高分子化合物的韧性、延伸率和耐寒性,降低 其内聚温度和弹性模量。常用增塑剂有邻苯二甲酸酯类、 磷酸酯类、癸二酸酯类、液体橡胶类等。 5、乳化剂 能使两种或两种以上互不相溶(或部分相溶)的液体 形成稳定的分散体系(乳化液)的物质。它属于表面活性 剂的范畴,是水分散型粘合剂不可缺少的助剂。 6、增稠剂 能增加粘合剂表观粘度,减少流动性的物质。常用 增稠剂有酪素、甲基纤维素、丙烯酸树脂、气相二氧化 硅等。
[ CH2 -C ]
COOR2 式中:R1为 -H或-CH3; R2为- H、-CH3、-C2H5、-C3H7 · · · · · ·
该类粘合剂是一个以碳单键为主链的高分子化合物。它 们的许多性质取决于侧基中的 R1和R2。若R1为-H,即为 聚丙烯酸酯衍生物;若 R1 为- CH3,即为聚甲基丙烯酸酯 衍生物。一般来说,聚合物的玻璃化温度 Tg 较低,其柔顺 性较好。由于空间位阻效应,甲基丙烯酸酯及其衍生物的 Tg值较高,其性质也较为刚硬。R2中碳直链越长,其非极 性侧基的柔顺性越好,则大分子的柔软性及挠曲性越好, Tg 值也越低。因此分析这类物质的性质时,关键在于掌握 R1及R2的结构特点。
粘合剂
树脂型
橡胶型
复合型 —酚醛-聚乙稀醇缩醛,酚醛-氯丁橡胶,环氧-酚醛 , 醋酸乙烯共聚物,丙烯酸酯共聚物,丁二烯-苯乙烯 共聚物,羧基丁二烯丙烯腈共聚物等.
二、粘合剂组成 粘合剂是由多种成份构成的混合物,除 主体材料(基材)外,还应根据不同特性和产品 需要,添加若干种辅助材料,包括固化剂、溶 剂、增塑剂、乳化剂、增稠剂、偶联剂、分散 剂、络合剂、引发剂、发泡剂、填料等。
§7-1 粘合剂的种类与作用
几个同类或不同类的固体,由于介于两者表面的另 而介于两固体表面间的物质称为粘合剂。粘合剂又称为 胶粘剂、粘结剂或粘着剂。凡具有良好的粘合性能,可 把两个相同或不同的固体材料连接在一起的物质,都可 称为粘合剂。化学粘合法生产非织造材料工艺中,粘合
一种物质的作用而牢固地结合起来,这种现象称为粘合,
三、粘合剂的性能指标
粘合剂的性能分为工艺性能、物理机械性
能和化学结构性能。其中化学结构性能主要与 组成粘合剂的聚合物成份及分子结构有关,而 对于粘合剂的应用者来说,更多的应考虑其基 本的理化性能和工艺性能。
1、基本物理性能 (1)含固量 在规定条件下,测得粘合剂中非挥发性 物质的重量百分数。其公式如下:
3、按外观形态分类
粘合剂按其外观形态可分为溶液、乳液或
乳胶、膏糊、粉末、膜状、泡沫、固体。 化学粘合法非织造材料生产工艺中,使用 最多的不外乎溶液、乳液或乳胶、泡沫。固体 粘合剂在非织造材料生产技术中主要是热熔胶
用于生产浆点或粉点热熔粘合衬布和卫生用品。
粘合剂型态
特点
在适当的有机溶剂或水 中溶解为粘稠溶液。 粘合剂干燥快,初期粘 合力大。
超低温
压敏
基材(布、纸、塑料膜等)、 隔离剂
光敏
葡萄糖衍生物—淀粉,糊精,阿拉伯树胶,海藻酸钠等 天然类 粘合剂 氨基酸衍生物—植物蛋白,酪朊,血蛋白,骨胶,鱼胶 天 然 树 酯 —木质素,单宁,松香,虫胶,生漆 酚醛树脂,间苯二酚甲醛树脂,尿醛树 热固型— 脂,不饱和聚酯,聚异氰酸酯,丙烯酸 双酯,有机硅等 热塑型— 合成类 粘合剂 聚醋酸乙烯酯,聚氯乙烯-醋酸乙烯酯 ,聚丙烯酸酯,聚苯乙烯,聚氯乙烯, 聚乙烯,聚酰胺,聚氨酯等。 丁晴橡胶,丁苯橡胶,丁基橡胶,氯丁橡胶, 硅橡胶,聚氨酯橡胶等。 再生型—再生橡胶。
1、按来源分类 可分为天然粘合剂和合成粘合剂。 天然粘合剂,就是其组成的原料主要来 自天然,如虫胶、动物胶、淀粉、糊精、甲壳 质以及天然橡胶等。 合成粘合剂,就是由合成树脂或合成橡胶 为生产原料配制而成的粘合剂,如环氧树脂、 酚醛树脂、氯丁橡胶和丁腈橡胶等。
2、按粘合剂固化后的胶体特性分类
可分为热塑性粘合剂和热固性粘合剂。
第七章 化学粘合法加固工艺和原理
§ 7- 1 §7-2 §7-3 §7-4 §7-5 粘合剂的种类与作用 粘合剂与非织造材料性能的关系 粘合剂选用的原则 化学粘合法工艺与产品性能 烘燥工艺
在非织造材料的生产工艺中,化学粘合法是其中应
用历史最长、使用范围最广的一种纤网加固方法。虽然
近年来聚合物纺丝成网、水刺、热粘合等非织造生产工
热塑性粘合剂为线性结构,一般通过溶剂挥发、 遇溶剂会溶解,凝聚强度较低,耐热性能较差。如聚丙 烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇等。
熔体冷却和乳液凝固的方式事先固化。其胶体受热软化,
热固性粘合剂为网状体形结构,受热不软化,遇溶剂
不溶解,具有较高的凝聚强度,而且耐热、耐介质腐蚀、 抗蠕变,但冲击强度和剥离强度较低。如酚醛树脂、环 氧树脂等。
四、非织造常用粘合剂
渍法,也 可用于喷洒法或泡沫法。粉末型粘合剂(热熔 胶)则主要用于热熔粘合衬。而低熔点纤维则 作为热粘合法中的纤维型粘合剂,已在第六章
中作了详细介绍。
(一)聚丙烯酸酯类 聚丙烯酸酯类包括丙烯酸及其酯类以及含有丙烯 酸酯类组分的各种衍生物。其结构式为: R1
丙烯酸酯类的单体的品种很多,而且其性质各不相同, 但单体之间的相容性很好。因此,丙烯酸酯作粘合剂时, 一般都采用多种单体共聚,通过改变参与共聚的单体品种 及用量来控制粘合剂的性质。
聚丙烯酸酯类粘合剂具有良好的柔软性、
弹性、高透明性和抗皱性,而且耐水、耐溶剂。
在非织造材料生产中应用最为广泛、用量最大。
艺的迅速发展和粘合剂生产技术的缺陷(主要是环境保
护、人体健康方面的影响),限制了化学粘合法的发展
生产成本较低等优点,在整个非织造材料生产中仍占有 很大比例,受到了生产厂商和行业技术人员的重视。随 着无毒副作用的“绿色”化学粘合剂的出现,化学粘合
速度,但由于这种方法具有工艺灵活多变、产品多样化、
法技术一定会得到进一步的发展。
粉末
水溶性树脂在使用前加 热塑型树脂:乙烯或丙烯基聚合物。 溶剂(水或有机溶剂), 热固型树脂:酚类热固化树脂。 制成溶液。价格低,适 天然物: 淀粉,酪朊,虫胶。 合于热压加工。
5、按特殊功能分类
粘合剂除了具有将物与物表面之间相互粘
合、物体加固的功能之外,还可以通过添加具
有功能性的填料或使主体材料具有功能性,以
1、基材 即主体高分子材料,是赋予粘合剂胶粘性的根本成 份。其流变性、极性、结晶性、分子量及分布等对粘合 剂的物理机械性能起主要作用。 2、固化剂 是一种可使单体或低聚物变为线型高聚物或网状体 型高聚物的物质,也可称为交联剂或硫化剂。常用固化 剂有过氧化物、多异氰酸酯化合物、环氧化合物、多元 羧酸等。 3、溶剂 有些粘合剂需用溶剂,这些溶剂是能与粘合剂主要 成份相溶的低粘度液体物质,包括水、有机或无机溶剂。
2、工艺性能 (1)热敏凝聚作用 采用水相乳液型粘合剂浸渍纤网,烘燥时, 在除去水分的同时,部分粘合剂会出现泳移, 由于泳移将导致粘合剂在非织造材料上的分布 不匀和分层,因此,为了减少粘合剂的泳移, 常在粘合剂中加入热敏剂,使其能在较低温度 下促进胶乳凝聚,从而能成功控制粘合剂的泳 移。
(2)成膜性 粘合剂乳液由分散相成为连续相的过程称为成 膜。成膜一般经历四个步骤。首先是乳液水分挥发,粒 子相互接触;其次是乳液粒子间接触面增大,粒子变形, 产生粘性流动并开始产生连续相薄膜;三是乳液中的助 剂逐渐离开乳液粒子表面或溶解于聚合物中,而聚合物 则由于高度自粘性而相互结合成均匀牢固的薄膜;四是 形成薄膜后,胶膜结构继续变化,导致连续相的进一步 加强。 各种粘合剂有不同的最低成膜温度,它与聚合物的 玻璃化温度有关,聚合物的玻璃化温度高,其成膜温度 也高。对非织造材料的化学粘合法工艺而言,粘合剂在 纤网中不应该成连续薄膜状,而应该为点粘合。因此, 可利用不同成膜温度的聚合物掺混及应用预凝胶工艺, 来达到纤网点粘合的目的。
(4)玻璃化温度 是高聚物从玻璃态向高弹态转变的温度,也就是高 聚物链段开始发生运动的温度。它与粘合剂成膜后的手 感有密切关系。玻璃化温度越高,手感越硬;反之,手 感越软。这是粘合剂制造商所掌握的一项重要技术数据。 试验表明,不同粘合剂的扭曲模量与温度的关系是 一组近似平行的曲线,而且扭曲模量为300kgf/cm2 时对应的温度和粘合剂的玻璃化温度非常接近。因此, 难以测量的玻璃化温度,可通过测扭曲模量为 300kgf/cm2时对应的温度来获得。通常: Tg=T300+7~9(℃)
剂是重要材料,其性能对非织造材料的质量和外观起重
要作用,必须根据非织造材料的用途和产品特性以及用 户要求来选择合适的粘合剂。
一、粘合剂种类
粘合剂种类繁多,其分类方法也很多,目
前国内外还没有一个统一的分类标准,根据粘
合剂的特点可作如下分类:
按来源分类 按粘合剂固化后的胶体特性分类 按粘合剂基料物质分类 按外观形态分类 按特殊功能分类
达到压敏、导电、导热、导磁、耐高温、超低 温等目的。
For reference
特殊功能粘合剂
功 能 粘 合 剂 主 体 成 份 特殊填料、副料及添加剂 石墨粉、炭粉 金属粉(银、铜、铝金) 金属粉(银、铜、铝金)、 氧化粉(氧化铍) 羰基铁粉、铝粉等