第八章粘合剂

参考书： [1] 周学良，方征平等编， 胶粘剂，北京：化学工业出版社，2004.5 [2] 邓舜扬编，粘合剂与密封材料，北京：化学工业出版社，2002.5 [3] 周学良编，涂料，北京：化学工业出版社，2002.5 [4] 马庆麟编，涂料工业手册，北京：化学工业出版社，2001
第二节 粘合机理 一、产生粘合的基本条件
1.流动性：良好的流动性，能比较容易、均匀地分散到被粘物表面，将
表面凹凸部分填平，并在整个被粘物表面形成均匀的黏合剂薄层。 2.浸润性：粘合剂对被粘物表面必须具有良好的浸润性，粘合剂液与被 粘固体表面接触时，其接触角θ ＜90°。大于90°时液体不能很好的浸 润表面。 3.粘合剂与被粘物之间的作用力：粘合剂与被粘物之间形成牢固粘合主 要有三个均匀相和两个界面区域构成。界面区内的粘合作用是以离子、 原子或分子间作用力为基础。 4.粘合剂具有好的固化性：涂敷在被粘物体的粘合剂要在尽可能短的时 间内，通过物理或化学作用，使其固化，将被粘物牢固的连接在一起。


[5] 王余良、孙荣芳编，包装辅助材料，湖南大学出版社，1998
[6] 李陵岚等编，包装用胶黏剂及粘接技术，化学工业出版社，2005
包装辅助材料包括：
粘合剂、涂料、封缄用材和捆扎材、印刷油墨等。
第八章 粘合剂（Adhesive）
第一节
概述
定义：粘合剂又称胶粘剂、粘结剂和胶，是借助表面粘结
液体在固体表面上助浸润状态
二、粘合理论 粘合机理的探讨，已有百年历史，但至今没有一个完整的合
理论。
1、吸附理论：物理、化学吸附理论。比较公认的粘合机理， 但不能解释某些非极性高分子化合物之间的粘合。 2、机械结合理论：适用于多孔材料，最早的粘合理论，粘合 剂渗透形成小钩和榫头，但不能解释光滑材料（玻璃）的
及其本身强度使相邻两个相同的或不相同的固体材料连接 在一起的所有非金属材料的总称。粘合剂是涂于两固体之 间的一层媒介物质，使两个固体牢固结合起来的现象叫粘 合。两边的固体叫粘合物。
发展历史：传统的粘合剂多由单一组分的天然物质，或者
由天然物质加水或其它组分组成，其成分很简单。而目前 所用粘合剂的组成往往比较复杂。除了起基本粘附作用的 基料外，为了满足特定的要求，通常都需加入各种助剂。 例如，固化剂、稳定剂、填料、稀释剂、增塑剂等。
2、影响粘合强度的因素

（1）主要粘合物质的相对分子量及结构的影响 a 分子量：粘合物质一般为高分子化合物，其分子量大 小适当。 太小：内聚力较小，粘合强度较低。熔点低，黏度较小 ，黏附性较好。 太大：难溶解、熔点和粘度较高，粘附性能较差。 b 分子结构：含有极性基团的粘合剂对极性高分子材料 的粘合性较大，对非极性的材料粘合性较小； 含有苯环或支链较多，空间位阻增大，影响分子扩散， 粘合力下降。



5、增塑剂：有些粘合剂干燥后形成的胶膜较脆，影响粘合 质量，可以考虑适量加入增塑剂。
6、填料：改善粘合剂的加工性能，增加粘合剂的粘度，提 高耐热性、降低胶膜的收缩性、降低成本
7、交联剂：指能通过与大分子主链或支链上的基团反应， 在大分子之间性能化学桥健，而成为不溶不熔的网状 或体型结构的不饱和或多官能团的物质。可以提高粘 结强度。
8、防腐剂：淀粉、动物胶等，易受细菌破坏。
9、消泡剂：消除气泡，制造和使用中产生的。 10、其它：抗氧剂、阻聚剂（防止粘合剂在储藏和运输过 程中自行交联而变质）
二、粘合剂分类：主要介绍按主要粘合物质种类分类的方法。
硅酸盐类 磷酸盐 无机物 硫酸盐类 硼酸盐类 陶瓷氧化物等 粘合物质 淀粉类（淀粉、糊精）； 天然有机物 蛋白质类（虫胶、骨胶、酪素等）； 天然树脂（木质素、单宁、松香、虫胶）； 沥青 树脂型 热塑性类：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、PVC、 PA、 PS、丙酸酯烯等 有机物 热固性类：酚醛树脂，环氧树脂，氨基树脂， 不饱和聚酯 合成高分子 橡胶型 氯丁橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶 复合型 ：酚醛-丁腈橡胶；酚醛-氯丁橡胶；环氧-酚醛 环氧-聚酰胺

一、粘合剂组成 1、粘合物质：基料，是构成粘合剂的主体材料，在热、 溶剂、压力作用下具有流动性：天然高分子、无机化合 物、合成高分子。 2、溶剂：溶解粘合剂或调节粘度，增加对粘结物质的 浸润性及渗透能力。 3、固化剂：是可以使低分子聚合物或者单体经化学反 应生成高分子化合物、或者能催化或促进线型高分子化 合物交联成体型高分子化合物的一类物质。催化或促进 粘合剂主要成分固化的组份，有些粘合剂使用有些不使 用。 4、增粘剂：可以提高粘合剂的粘附能力和初粘力，也 可以提高粘合剂的表观粘度和耐老化性能。
三、粘合强度及其影响因素 1、粘合强度 粘合剂的粘结性能用粘合强度来表示。粘合强度是指粘合 层 对外力的承受能力，也是单位面积的粘合力。
图 粘合结构示意图
粘合面所受外力基本类型
图中A和B分别为两个被粘合物体，FA和FB分别为A和B的内
聚力，C为粘合剂，Fc为粘合剂的内聚力，粘合后A和C的界 面结合力为FAC，粘合后B与C两界面结合力为FBC。
粘合。
3、扩散理论：高分子被粘物可以溶解或溶胀，彼此扩散交织 在一起，不能解释全部。
4、静电吸引理论：认为粘合剂与被粘物之间的粘接界面上 ，由于不同电子亲合力物质的接触，形成了双电层。双电 层构成一个电容器，产生静电引力，从而产生粘合。剥离 时暗处发光和被剥离表面有带电荷现象，对不能产生双电 层的非极性物质的粘合无法解释。 5、化学键理论：粘合剂与被粘物分子间产生化学反应而获 得高强度的主价键结合。化学键包括离子键、共价键和金 属ห้องสมุดไป่ตู้。不能解释大多数不发生化学反应的粘合现象。 6、极性理论：粘合作用与极性有关，极性材料用极性粘合 剂粘合，非极性材料用非极性粘合剂粘合。
最理想的状态是：Fac、Fbc大于Fa、Fb、
Fc，其中Fc又大
于Fa、Fb。
当粘合受到如图中箭头方向的破坏力时，粘合强度将大于A
和B两物体的本体强度，即A和B物体本身的破坏将先于粘合 界面层的破坏及粘合剂层的破坏。
粘合面可能受到的外力：拉力、剪切、撕裂、和剥离四种。 对包装所用的粘合剂：主要是剪切强度和剥离强度。