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第十章 热塑性、假热塑性及其他类型胶粘剂

1、热熔胶粘剂
a. 热熔胶粘剂是一类在熔融条件下进行涂布,经硬化后和结晶产生强度的胶粘剂;
b. 热熔胶粘剂可分为两类:一类取决于配方设计,也就是说,其性能取决于各组分的配合,从何获得均衡的性能;另一类其性能主要来自于分子设计,即源于制备聚合物基体的单体的选择。
2、聚合物的物理特性和热熔胶粘剂:
a.区分热熔胶粘剂与其他胶粘剂的主要特征是:热熔胶粘剂是在熔融的情况下进行涂布,通过再凝固形成粘结强度的。对于热熔胶粘剂来说,熔融特性、熔融态的润湿性、再凝固性及凝固后的特性等都非常重要;
b.热熔胶粘剂的另一个重要的性能参数是熔融粘度,过高的熔融粘度会导致胶粘剂的涂布非常困难,此时一般需要采用专门的设备才能进行操作,熔融粘度取决于聚合物的分子量,因此聚合物的分子量应该低。作为热熔胶粘剂基体聚合物大多数是半结晶,而非无定形的;
c.热熔胶粘剂行业的熔融粘度一般用熔融流动指数(MFI)或熔融指数(MI)来表示,常用ASTMD1238方法来测试;
d.热熔胶粘剂对于表面的润湿能力不仅取决于润湿关系,而且还取决于胶粘剂处于熔融状态的时间;热熔胶粘剂的另一个问题是对高导热基材(如金属)的润湿,因为热熔胶粘剂中的热量很快会被基材散失掉,使得胶粘剂在润湿表面前就以及凝固了,一般用预热基材方式解决该问题。
3、热熔胶粘剂的配方设计:
a.用于配制热熔胶粘剂的主要聚合物有:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、低密度聚乙烯、丙烯酸乙酯-乙烯共聚物、石蜡、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、苯氧树脂;
b.增粘剂(氯化聚烯烃)、增塑剂(邻苯二甲酸酯、磷酸酯、聚丁烯)、蜡(烃类物质微晶蜡)和抗氧剂(阻酚)、填料(粘土、滑石粉);
c.应用范围:纸张粘结、包装材料粘结、瓦楞箱密封、木材加工业(但不适用于家具的生产)。
4、热熔胶粘剂的合成设计:(聚酰胺和聚酯是两类主要的合成设计类热熔胶粘剂)
a.通过二元胺与二元酸的反应或氨基酸的均聚反应可制得聚酰胺;己内酰胺的开环聚合也可形成聚酰胺;在聚酰胺热熔胶粘剂的生产中所用的一种特殊二元酸是二聚酸;
b.通过二元酸与二元醇反应或者是醇酸的自聚反应均可制得聚酯;己内酯的开环聚合也可形成聚酯,酸、三氧化二锑或无水氯化锌均可做其催化剂;
c.合成热熔胶粘剂时必须满足以下条件的平衡:
■Tg与Tm之间有尽可能宽的温度范围;
■Tm要尽可能高,但必须低于聚合物的降解温度,并且不会对设备和被粘物造成损害;
■Tg要低于使用温度;
■结晶区的含量要尽可能的高,但要控制在胶接件容许的收缩范围内;
■结晶速度要与装配工艺相匹配
d.聚酯和聚酰胺类热熔胶粘剂主要用于使用手动涂胶机的市场销售,另外还还广泛应用于制鞋工业,合成设计类热熔胶粘剂的性能一般优于配方类热熔胶粘剂。
5、固化型热熔胶粘剂:
a.在配方中夹杂有自由基活化双键与光敏引发剂的热熔胶粘剂就是一种固化型热熔胶粘剂,这种配方在熔融状态下是稳定的,但随后的光敏引发反应会使胶粘剂发生固化;
b.在固化型热熔胶粘剂中,最常用的反应是异氰酸酯的湿固化。湿固化热熔胶粘剂的制备涉及到端异氰酸酯聚合物合成,这种聚合物本身通常就可以用作热熔胶粘剂;
6、其他类型胶粘剂:
a.聚醋酸乙烯酯类胶粘剂(PVAc)—白乳胶;
b.聚乙烯醇缩醛胶粘剂—PVAc、PVA和聚乙烯醇缩醛的三元共聚物;
c.基于天然产物的热塑性或假塑性胶粘剂—淀粉类、纤维素类(硝化)
7、总的来说上述类胶粘剂的强度属于中等水平,其剪切强度稍高于橡胶类胶粘剂,但明显低于结构胶粘剂。

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