胶粘剂第四章
1 基本分子结构:
—CH2—CH—CH2—CH —CH2—CH—
CH3COO
Байду номын сангаас
C=O
OCOCH3
NH
2 性能与应用
CH2OH
VNA共聚乳液在热或酸性固化剂作用下会发生交联反应 ,成为热固性胶。
胶层耐热、耐蠕变、耐水、耐酸碱性能得到改善。
贮存稳定性好,可用于冷压或热压,适用于人造板表面 的装饰加工及高含水率的微薄木与胶合板胶贴。
室温胶接时,要求室内问题必须高于它的最低成膜温度(能 使乳胶粒融合粘连,乳胶液形成连续胶膜的最低温度)。
粘度可以调节,夏季气温高,粘度小时可添加增粘剂;水分 蒸发,粘度增大时,为改善其润湿性,可添加少量水或溶剂 降低其粘度。
贮存与运输过程中的温度以10~40为宜,不能放在严寒场所 ,以免受冻。
乳胶粒中单体浓度 氧
4.1.4 影响聚乙酸乙烯酯乳液质量的因素
(一)乳化剂的影响
其它条件固定时,乳化剂用量增加,乳胶粒数目多,粒 径小,乳液稳定性好;
乳化剂用量相同时,使用CMC值越小,单体增容度越大 的乳化剂,生成的乳胶粒多,粒径小,平均分子量低 。
(二)引发剂用量的影响
引发剂用量多,可增加链游离基的数量,也会增加链终 止的机会,生成的乳液分子量低,影响胶接强度,同 时,引发剂用量多,酸性增强,影响乳液的稳定性。
乳液聚合过程:
胶束
补
扩散 增容胶束 补
充
R•游离基
充
Ⅰ—R•
引发剂
溶解
Ⅰ—R•
单体 乳化剂
Ⅰ—R•
未成核胶束
Ⅰ—R•
单体液滴
水相
4.1.4 影响聚乙酸乙烯酯乳液质量的因素
(一)乳化剂的影响 (二)引发剂用量的影响 (三)搅拌强度的影响 (四)反应温度的影响 (五)其它影响因素 单体或引发剂的滴加条件
4.3 丙烯酸酯类胶粘剂
4.3.1 概述
丙烯酸酯类胶粘剂是以聚丙烯酸酯作为粘料的一类 胶粘剂。
可分为两类: 反应性丙烯酸酯胶粘剂:胶接时通过化学反应使胶层
固化,可制成瞬干胶、结构胶及光敏胶使用; 非反应性丙烯酸酯胶粘剂:胶接时靠溶剂或分散相的
挥发使胶层固化,可制成压敏胶、热熔胶使用。
4.3 丙烯酸酯类胶粘剂
缺点:
耐水性差, 软化点低,高温下使用会产生蠕变现象,胶接强度下降; 在-5℃以下贮存时易冻结使乳液破坏, 成本高于脲醛树脂和酚醛树脂。
4.1.6 聚乙酸乙烯酯乳液的应用及改性
(一)应用:
使用时应注意的问题:
要求木材含水率在5~12%,含水率在12~17%,固化时间会 延长,超过17%,会影响胶接强度。
胶合原理与胶粘剂
林学院:张晓燕
第四章 烯类高聚物胶粘剂
内容提要:
4.1 聚乙酸乙烯酯乳液胶粘剂(PVAc) 4.2 乙酸乙烯酯共聚乳液胶 4.3 丙烯酸酯类胶粘剂
4.1 聚乙酸乙烯酯乳液胶粘剂
4.1.1 原料 4.1.2 合成原理 4.1.3 乳液聚合机理 4.1.4 影响乳液质量的因素 4.1.5 合成工艺 4.1.6 应用及改性
CH3COO CH3COO
SO4- —CH2-CH—CH2-CH .
CH3COO x CH3COO
4.1.2 聚乙酸乙烯酯乳液的合成原理
(三)链终止 游离基链相互作用,导致游离基活性丧失。有偶
合终止和歧化终止两种反应。 (四)链转移 游离基聚合过程中,链游离基从单体、溶剂或引
发剂上夺取一个原子而终止反应。有时为了避 免分子量过高特意加入链转移剂。
单体液滴中无引发剂; 胶束是单体和引发剂相遇的场所,单体浓度高。
4.1.3 乳液聚合机理
(三)聚合过程:包括三个阶段: 乳胶粒形成阶段:水相中的游离基扩散进入
单体增容胶束内,进行引发、增长,形成乳 胶粒; 聚合反应速度恒定阶段:单体由单体液滴进 入乳胶粒,使乳胶粒内单体浓度恒定; 聚合反应速度下降阶段:单体液滴消失,胶 束内单体浓度没有补充来源,聚合反应速度 下降。
(四)反应温度的影响
反应温度高,游离基生成速率快,一方面使乳胶粒中链终 止的速率快,聚合度降低;另一方面会使水相中的游离 基浓度增大,乳胶粒数目多,粒径小,聚合速率提高。
4.1.4 影响聚乙酸乙烯酯乳液质量的因素
(五)其它因素的影响
1 单体或引发剂的滴加条件:单体滴加慢,形成的乳液 粘度增大,同样的条件滴加单体,引发剂用量多,粘 度高。
内交联的乙酸乙烯酯共聚乳液:将具有多官能团的活 性单体如N-羟甲基丙烯酰胺与乙酸乙烯酯共聚,得到 可交联的共聚乳液,使耐热、耐水性得到改善。
内增塑和内交联的乙酸乙烯酯共聚乳液
4.2 乙酸乙烯酯共聚乳液胶粘剂
4.2.2 乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液(EVA乳液)
1 基本分子结构:
—CH2—CH—CH2—CH2 —CH2—CH—CH2—CH —
4.1.6 聚乙酸乙烯酯乳液的应用及改性
(二)聚乙酸乙烯酯的改性
缺点:
聚乙酸乙烯酯乳液是热塑性树脂,软化点低,制造时用亲水 性的聚乙烯醇作乳化剂和保护胶体,耐热、耐水性差。
改性方法:
通过内加交联剂和外加交联剂使其从热塑性向热固性转化。 内加交联剂:乳液制造时加入共聚单体(如N-羟甲基丙烯
酰胺),得到可交联的热固性共聚物。 外加交联剂:在均聚乳液中加入能使大分子进一步交联的
CH3COO
CH3COO CH3COO
2 性能与应用
主链上引入一定数量的乙烯基,使乙酸酯基间的距离 增大,聚合物分子变得柔软,胶膜柔韧性好。
最低成膜温度比PVAc的降低,可用于常温胶接。
胶层耐热、耐水、耐低温、贮存稳定性、冻融稳定性 优于PVAc。
4.2 乙酸乙烯酯共聚乳液胶粘剂
4.2.3 乙酸乙烯酯-羟甲基丙烯酰胺共聚乳液(VNA乳液)
4.1.1 原料
(五)保护胶体 在粘性的聚合物表面形成保护层,以防其凝聚。
常用的有聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维 素等,用量为 乳液重量的1%~4%。 (六)调节剂(分子量调节剂、链转移剂) 在游离基聚合反应过程中,控制聚合物分子量。 常用四氯化碳,硫醇等,用量为单体重量的 2%~5%。
4.1.1 原料
4.3.2 а—氰基丙烯酸酯胶粘剂
又称瞬干胶粘剂,分子式为: 优点:
能在室温以接触压力实现快速胶接; 对多种材料具有良好的胶接强度,有“万能瞬间胶粘剂”
之称。 胶液粘度低,单位面积耗胶量少; 无毒,胶层无色透明。
4.3 丙烯酸酯类胶粘剂
4.3.2 а—氰基丙烯酸酯胶粘剂
缺点:
耐热、耐水、耐湿及耐极性溶剂差,贮存期较短; 胶层较脆,不耐冲击; 固化迅速,不适于大面积胶接,又由于售价较贵,只
响乳液的稳定性,常加入乙二醇‘甘油等作冻 融稳定剂,用量为乳液重量的2%~10%。 (十)消泡剂、防腐剂 消泡剂用于调节表面张力和消泡,用量为乳液重 量的0.2%~0.3%. 防腐剂常用甲醛、苯酚等,用量为乳液重量的 0.2%~0.3%.
4.1.2 聚乙酸乙烯酯乳液的合成原理
(一)链引发 形成游离基活性中心 (NH4)2S2O8 2NH4SO4
2 乳胶粒中单体浓度:越大,聚合速率和聚合物的聚合 度越大。
3 氧:在温度高和量少时,使聚合反应速率加快,起引 发剂作用;室温下和量多时阻聚作用大。
4.1.5 聚乙酸乙烯酯乳液的合成工艺
(一)投料方式 有三种:
将反应的各组分一次加入反应釜,混合后加热、搅拌进 行反应;
先将乳化剂、引发剂等组分加入水相中,搅拌均匀后再 将单体连续滴加入水相中搅拌、加热进行反应;
物质(如热固性树脂,异氰酸酯等),使之向热固性转化 。
4.2 乙酸乙烯酯共聚乳液胶粘剂
4.2.1 概述
乙酸乙烯酯均聚乳液不耐水,不耐热,易蠕变,经常制 成乙酸乙烯酯共聚乳液来对其进行改性。按共聚单体 对共聚乳液所起的作用分三类:
内增塑的乙酸乙烯酯共聚乳液:如将乙烯、丙烯酸酯 等单体引入主链,或在主链上产生一些支链,降低其 软化温度,使分子柔韧性增加。
(七)缓冲剂 保持反应介质的pH值,控制聚合速度。常用碳酸
盐、醋酸盐等,用量为单体重量的0.3%~5%。 (八)增塑剂 增加乳液的柔韧性和粘附力,降低乳液的成膜温
度。常用邻苯二甲酸烷基酯,用量为单体重量 的10%~15%。
4.1.1 原料
(九)冻融稳定剂 防止乳液低温时发生冻结,因为冻结和消融会影
4.1.1 原料
(一)乙酸乙烯酯(单体) (二)分散介质(水) (三)引发剂 (四)乳化剂 (五)保护胶体 (六)调节剂(分子量调节剂,链转移剂) (七)缓冲剂 (八)增塑剂 (九)防腐剂 (十)消泡剂
4.1.1 原料
(一)乙酸乙烯酯(醋酸乙烯酯,单体) 无色可燃性液体,蒸汽有毒,对中枢神经系统有
用来粘接其它胶种不易粘牢的小件制品; 不添加增粘或增稠物质,对木材等多孔性材料的胶接
效果不好.
4.3 丙烯酸酯类胶粘剂
4.3.3 丙烯酸酯压敏胶粘剂
压敏胶是一种对压力敏感的胶粘剂,在常温下以接触 压力便能实现胶接,常制成压敏胶粘带和压敏胶粘片 使用。
丙烯酸酯类压敏胶有溶液型和乳液型两种,溶液型压 敏胶主要用于制作以塑料为背材的压敏胶片、压敏胶 带等;乳液型压敏胶主要用来制作以纸为背材的标签 ,压敏胶带、贴花等产品。
将乳化剂等组分加入水相中,搅拌均匀后加入单体总量 的5~15%和30%左右的引发剂,待搅拌升温回流正 常后,再连续滴加单体,剩余的引发剂以一定的时间 间隔加入。
(二)反应温度 前期一般在70~80℃,后期单体滴加完毕后,升温至
90~95 ℃ ,反应一段时间后冷却至50 ℃以下。
4.1.6 聚乙酸乙烯酯乳液的应用及改性
(一)应用 应用方面:
聚乙酸乙烯酯乳液是热塑性树脂,被广泛用于木材胶接 上,主要用于: