大声
New Low Temperature Hot Melt Adhesives by H.B. Fuller
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《New Low Temperature Hot Melt Adhesives by H.B. Fuller》:H.B. Fuller (NYSE: FUL) has introduced a range of low application temperature hot melt adhesives, offering the versatility to address practically all case and carton sealing applications.   Elizabeth Staab,... 全文 ?

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《粘接与胶黏剂技术导论》笔记

【基本信息】

【内容简介】

【目录信息】

【前言】

第一章、《绪论》

第二章《粘接材料的力学性能》

第三章《胶接件的力学性能测试》

第四章《分子间作用力与表面科学基础》

第五章 聚合物基本的物理/化学性能

第六章 表面科学与粘接科学的关系

第七章 被粘物的表面处理

第八章 结构胶粘剂的化学性质和物理性能

第九章 弹性体基胶粘剂的化学性质及物理性能

第十章 热塑性、假热塑性及其他类型胶粘剂

第十一章 胶接件设计基础

《粘接与胶黏剂技术导论》完结篇

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《粘接与胶黏剂技术导论》完结篇

从2008年11月12日至2009年1月19日,抽空将《粘接与胶黏剂技术导论》整本书看完了,回想起来收获还是不小的。有几点感触:

1、系统的看完整本书的确对专业的了解以及对知识的把握会更系统一些,更全面一些,要不怎么有些在学校的学习成绩不错的学生光靠啃教材,反复啃也能学得比较不错呢,呵呵! 从学校出来之后只怕很少有人会有这种“啃”教材的精神吧,一般是碰到一个问题就去翻翻相关书籍或者上网搜索一下了之!

2、有一定零星知识的基础再去系统的学习也是比较有益的,以往我只是着重于电子胶水,说来说去就是什么环氧哦、硅胶哦、丙烯酸什么的,实际真正在胶粘剂领域这只是其中很小的一些分支,广义的胶粘剂更多是从功能和应用上去区分和界定的,其实书中就简单分为结构胶粘剂、弹性体基胶粘剂、热塑性假热塑性几大类,而我所接触的环氧类电子胶粘剂只怕多数都是属于结构胶粘剂,不过比起什么建筑结构胶粘剂之类的电子类胶粘剂的用量只怕是微乎其微,难怪也没有专门的电子结构胶粘剂一说了,呵呵!

3、记得网上流传过一个“史上最雷人的地方政府网站”,其制作者也是个业余爱好者,在网页上堆积了大量的特效,想想自己在97还是98年的时候就尝试用html语言和记事本为工具,去源代码编制一些简单的网页时,也是一种新鲜的感觉,那个时侯连frontpage软件也没有,更别提各种网页制作工具了。后来做网站也就非常讲究整体结构、目录层次,动态静态、SEO优化等等。其实说这个东西的主要目的还是想说对知识的系统把握很重要,如果自己不是整体看过这本教材,对胶粘剂的理解只怕依然是很片面的,在不懂电子胶的人面前或许还能吹嘘一下,碰到真正懂胶粘剂的只怕就糗大了,呵呵! 全文 »

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第十一章 胶接件设计基础

1、各类胶粘剂的化学成分与力学性能(室温搭接剪切强度/MPa-psi)(剥离强度/Kn/m-piw):
压敏类   0.01-0.07(2-10) 0.18-0.88(1-5)
淀粉类   0.07-0.7(10-100) 0.18-0.88(1-5)
纤维素类  0.35-3.5(50-500) 0.18-1.8(1-10)
橡胶类   0.35-3.5(50-500) 1.8-7(10-40)
配方类热熔胶粘剂 0.35-4.8(50-700) 0.88-3.5(5-20)
合成类热熔胶粘剂 0.7-6.9(100-1000) 0.88-3.5(5-20)
PVAc乳液(白乳胶) 1.4-6.9(200-1000) 0.88-1.8(5-10)
氰基丙烯酸酯类  6.9-13.8(1000-2000) 0.18-3.5(1-20)
蛋白质类  6.9-13.8(1000-2000) 0.18-1.8(1-10)
厌氧丙烯酸类  6.9-13.8(1000-2000) 0.18-1.8(1-10)
橡胶改性丙烯酸类 13.8-24.1(2000-35000) 1.8-8.8(10-50)
改性酚醛树脂类  13.8-27.6(2000-4000) 3.6-7(20-40)
未改性环氧树脂类 10.3-27.6(1500-4000) 0.35-1.8(2-10)
双马来酰亚胺类  13.8-27.6(2000-4000) 0.18-3.5(1-20)
聚酰亚胺类  13.8-27.6(2000-4000) 0.18-0.88(1-5)
橡胶改性环氧树脂类 20.7-41.4(3000-6000) 4.4-14(25-80)
以上只是一个指南,并不是严格确定,而且相关强度还取决于被粘物的化学组成和厚度;
2、在使用载荷下各类胶粘剂的耐高温顺序:(依次递增)
非硅氧烷类压敏胶粘剂
淀粉类
配方类热熔胶粘剂
合成类热熔胶粘剂
橡胶类
纤维素类
PVAc乳液(白乳胶)
固化型热熔胶粘剂
氰基丙烯酸酯类
蛋白质类
聚氨酯类
橡胶改性丙烯酸类
厌氧丙烯酸类
橡胶改性环氧树脂类
未改性环氧树脂类
改性酚醛树脂类
硅氧烷类PSA
双马来酰亚胺类
聚酰亚胺类
以上是胶粘剂处于高温时的强度保持性(retention of strength),而不是在高温时的实际强度。
3、各类胶粘剂的固化及使用条件 全文 »

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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。 全文 »

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第九章 弹性体基胶粘剂的化学性质及物理性能

1、压敏胶粘剂(PSA-Pressure Sensitive Adhesive)的定义:
a. 粘性强力且持久;b.仅用指压即可粘附;c.不需要任何能量源来激活;
d. 具有足够的能力束缚被粘物;e.具有足够的内聚强度,使其能够从被粘物上干净的去除。
初粘性-tack  增粘剂-tackifier  压敏胶带-PSATs
2、PSAs基体树脂的化学性质:
a.天然橡胶基PSA:多用于PSAT中(覆膜胶带 masking tape),长期暴露环境中不稳定;
b.丙烯酸酯基PSA:2-乙基己基丙烯酸酯和丙烯酸异辛酯+丙烯酸,优异的的耐老化性能;
c.嵌段共聚物弹性体:通过相分离来满足PSA的要求,由异戊二烯或丁二烯与苯乙烯形成A-B-A嵌段共聚物可以产生相分离结构
d.硅氧烷类PSA:聚二甲基硅氧烷+二苯基硅氧烷单元经过增粘和交联;
e.聚异丁烯、聚乙烯醚和聚丁二烯也可用于制备PSAs。
3、增粘剂的化学性质
增粘剂是一类独特的物质,它们通常是一些低分子量树脂,但其玻璃化转变温度和软化温度通常远远高于室温。
a.天然产物类增粘剂:松香酸衍生物、α-蒎烯和β-蒎烯(萜烯);
b.石油类增粘剂:由石油裂解产物得到,广义上分为两类-芳香族树脂(香豆酮-茚树脂、芳香类石油树脂和热活化树脂)和脂肪类树脂(“C-5”树脂);
c.其它增粘剂:一类是专门用于硅氧烷PSAs的MQ树脂,一类是叔丁基酚醛树脂; 全文 »

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第八章 结构胶粘剂的化学性质和物理性能

第八章 结构胶粘剂的化学性质和物理性能

1、结构胶粘剂(structural  adhesive):这是一种用于粘接高强度材料(如木材、复合材料或金属)的胶粘剂,室温下其实际粘结强度大于6.9MPa(1000psi)。另一种定义:这是一种在有效设计荷载下不发生形变(或蠕变)的材料。由于性能的要求,结构胶粘剂通常是一些可交联的(热固性的)有机化合物,经常带有极性,具有很高的表面能,能够抵抗多种类型的外界破坏,在恶劣环境中经受若干年甚至数十年;
2、膜状胶粘剂-film adhesive  膏状胶粘剂-paste adhesive
3、结构胶粘剂基体树脂的化学性质:
1).酚醛树脂:
a.碱为催化剂,苯酚与过量甲醛反应制得甲阶酚醛树脂(resole phenolic resin);酸为催化剂,甲醛与过量苯酚反应制得线型酚醛树脂(novolac phenolic resin)+六亚甲基四胺(Hexa 乌洛托品)可固化;
b.苯酚与甲醛以2:1的物质的量的比进行反应时,得到的产物被称为双酚F(二苯酚甲醛),当苯酚与丙酮以同样的物质的量的比进行反应时,则会得到双酚A(二苯酚丙酮);
2).蛋白质:
用于结构胶粘剂的蛋白质主要来源有动物血、鱼、奶、连接组织和大豆等。纵观历史蛋白质类胶粘剂一直被人类所使用,在现代主要用于胶合板的生产,但其不能经受恶劣的环境,所以她制得的胶合板只能局限于室内使用; 全文 »

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第七章 被粘物的表面处理

第七章 被粘物的表面处理
1、金属表面:由外而内-吸附的气体、吸附的极性有机物、吸附的非极性有机物、吸附的水、金属氧化物、金属;

2、如何获得更好的粘接表面:第一需要除去低分子基础物的弱边界层,第二需要提高弱边界层的表面能;第三改变聚合物表面形态,促使胶粘剂毛细管作用产生;

2、塑料的表面处理:

电晕放电处理(CDT)-聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚对苯二甲酸乙二酯PET、其他材料

表面化学官能化(surface chemical functionalization)、二异丙氧基钛双乙酰丙酮(DPTAA)、低分子量氧化物(low molecular weight oxidized material)LMWOM、水膜残迹法(water break)、氟化的乙烯-丙烯共聚物(FEP)

火焰处理-聚烯烃、聚乙烯PE、聚丙烯PP、苯乙烯-丁二烯橡胶

等离子处理-PE的等离子处理、其他基材的等离子处理

CASING(crosslinking by activated species of inert gases)表示惰性气体中活性组分引起的交联。

聚合物表面其它的物理处理法-紫外线辐射处理、表面处理的其他真空方法(离子束蚀刻和射频溅射蚀刻)

聚合物表面处理的湿化学方法-在聚合物表面施用溶液以清洁物体表面或制备实际表面,最简单的方法就是用溶剂擦拭、还有就是涂层。PE的单一表面化学官能化和铬酸处理、聚四氟乙烯(PFTE)的湿化学表面处理;

聚合物表面涂底胶处理-(priming),用于氰基丙烯酸酯和聚烯烃涂底胶处理、氯化聚烯烃; 全文 »

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第六章 表面科学与粘接科学的关系

第六章  表面科学与粘接科学的关系

1、粘接的静电理论:倡导者-Derjaguin,假定了Ec=Wb,没有考虑剥离时消耗的能量并不是界面能,忽略了胶粘剂和被粘物的塑性变形,只有单被粘物和胶粘剂是完全弹性体的情况下,界面能才是破坏胶接件的总能量;(只有当相互接触的材料间存在着巨大的电负性差异时,静电力才会在粘结的形成中发挥作用,决定交接件的强度)

电负性-electronegativity;断口放射-fracto-emission

2、粘结的扩散理论(挑选与被粘物相溶的胶粘剂):扩散粘接使人们不可能得到真实的界面,而是一个中间相,在这个相中材料A逐渐变成材料B的特性。扩散粘接使粘接的极限结果。被粘物和胶粘剂间互溶的情形很少,因此扩散理论只能应用于有限的情况,以Hildebrand提出的真溶液理论为基础,可以为材料的互溶性提供一些判据。Iyengar&Erickson实验;双悬臂梁测试方法;

内聚能Ecoh(cohesive energy)、PET-聚对苯二甲酸乙二酯、自粘性(autohesion)、嵌段共聚物(block copolymers)、PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯、PS-聚苯乙烯、PI-聚戊二烯、分子链拉出(chain pullout)、蛇行理论(reptation theory) 全文 »

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第五章 聚合物基本的物理/化学性能

第五章 聚合物基本的物理/化学性能
1、聚合物(polymer)=poly+mers  希腊语

2、热塑性(thermoplastic)和热固性(thermosets)聚合物;无定形(amorphous)和半结晶性(semicrystalline)聚合物;

3、均聚物(homopolymer)、共聚物(copolymer)、无规共聚物(random copolymer)、交替共聚物(alternating copolymer)、嵌段共聚物(block copolymer)、低聚物(oligomeric)

4、脆性(brittle)聚合物-高杨氏模量,低低断裂伸长率,断裂应变能密度小;

弹性体(elastomer)-低杨氏模量,高低断裂伸长率,断裂应变能密度较高;

介于两者之间-杨氏模量较高、低断裂伸长率居中,断裂应变能密度高(适合于胶粘剂

5、非热固性的高分子量聚合物在高温下是弹性体,低温下是脆性体,在中间温度下则能显示出韧性或皮革特性。而且,在单一温度和高应变速率下聚合物也能表现出如同低温下的性能(脆性);在单一温度和低应变速率下,高分子聚合物也能表现出如同高温下的性能(弹性)。聚合物这种特性就是众所周知的时温等效性(time-temperature equivalency); 全文 »

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第四章《分子间作用力与表面科学基础》

第四章《分子间作用力与表面科学基础》
1、胶黏剂将应力传递到被粘物的现象就叫做粘接(adhesion),它是一种由吸引力产生的物理现象,这种引力与原子结合成分子、分子结合成液体和固体的引力相同。

2、热力学第一定律:体系内能的变化来自于外界传递给体系的热量和体系所做的功;

热力学第二定律:对于一个可逆的过程,体系的熵保持不变;对于一个不可逆过程,体系的熵增加;

热力学第三定律:在绝对零度时,任何纯物质或理想晶体的熵都为零。

热力学定律表明:所有的体系都倾向与势能最低,熵最大的状态。

3、静电作用力:带电原子或分子间产生的力叫作静电作用力,也成为库仑力;

范德瓦尔斯作用力:偶极-偶极(dipole)相互作用,偶极-诱导偶极,色散力(dispersion force)

电子对共享作用:共价键(covalent bonding),给体-受体相互作用(donor-acceptor interactions)

排斥作用力

4、表面作用力与表面能γ(液体具有与表面有关的额外能量),单位mJ/m²

5、内聚功(work of cohesion)和黏附功

6、表面能及相关参数的测定方法: 全文 »

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