胶粘剂常见种类及其高分子基本概念

导读:
胶接(粘合、粘接、胶结、胶粘)是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术,具有应力分布连续,重量轻,或密封,多数工艺温度低等特点。

胶粘剂常见种类    

一、UV固化粘合剂,也称为无影粘合剂,UV粘合剂,是必须通过紫外线固化的粘合剂。

它可以用作粘合剂或用作油漆,油漆,油墨等的化合物.UV是英文紫外线的缩写,它是紫外线,是一种除可见光之外的电磁辐射,波长在范围为100~400nm。

紫外光固化胶是一种利用光引发剂通过聚合,接枝,交联等紫外光照射下的化学反应引发不饱和有机单体快速聚合的粘合剂。

分类:根据聚合固化机理,UV可固化凝胶可分为自由基型和阳离子型。

优点和缺点:固化速度快,固化可在几秒到几十秒内完成,有利于自动化生产线,提高劳动生产率。

胶粘剂常见种类及其高分子基本概念

●固化后可进行测试和运输,节省空间

●室温固化,节约能源,例如,生产1g光固化压敏胶所需的能量仅为相应水性粘合剂的1%,和4%的溶剂型粘合剂。它可用于不适合高温固化的材料。与热固性树脂相比,UV固化所消耗的能量可节省90%的能量。

●固化设备简单,只需要灯具或传送带即可节省空间

●单组分系统,无混合,易于使用

●可用于温度,溶剂和湿度敏感材料

●控制固化,可调节等待时间,可调节固化度

●多次固化可以重复多次使用

发展历史:由于固化时间短,能效高,固化温度低,对环境无污染,自出现以来受到广泛关注,自20世纪50年代以来发展迅速。

二、高固含量型胶黏剂

水基粘合剂的固体含量直接影响水基粘合剂的可加工性,干燥时间,初始粘合效果和粘合强度。目前,市场上常用的水性粘合剂乳液一般具有50%至55%的固含量。

高固含量型胶黏剂

特征:

1.  在相同条件下(配方,环境,设备工艺),固体含量越高(溶剂减少),粘度越大;反之亦然。

2.  面密度越小,固体含量越低;面密度越高,固体含量越高。

优点和缺点:在纸包装胶中,在相同配方条件下具有高固含量的胶具有良好的初粘力,定位速度快,并且由于有效物质含量高,相同的施胶量高,因此粘合效果良好。在全自动机器胶的配方中尤其如此。在PVC地板胶或瓷砖背衬中,高固含量的胶更适合于粗糙表面的粘合,因为薄膜更饱满。同时,该产品固含量高,成膜速度快,固化时间短,大大提高了施工效率。

发展方向:对于聚氨酯,低粘度,高固含量,低溶剂(或低毒性溶剂)或无溶剂聚氨酯。

粘合剂是双组分溶剂型聚氨酯粘合剂的替代品。

胶粘剂常见种类及其高分子基本概念

三、生物降解型胶粘剂

简介:生物降解是指通过氧化,还原,水解,脱氢,脱卤和其他化学反应催化生物体分泌的各种酶,将复杂的高分子量有机化合物转化为简单的有机化合物。有机或无机物质(如二氧化碳和水)的过程。

可生物降解的粘合剂具有良好的应用前景,因为它们可以在自然环境中自然降解并有助于保护环境。可生物降解的粘合剂主要通过使用可降解聚合物作为基质树脂,通过合适的增粘剂,增塑剂,抗氧化剂和填料补充来制备。

分类:根据所用的基质树脂,它可分为聚酯(如PET),聚氨酯(PU),聚酰胺(PA),乙烯/乙酸乙烯酯(EVA),嵌段共聚物(如SDS),可生物降解的粘合剂如聚烯烃和橡胶。

可生物降解的粘合剂的基质树脂主要包括天然聚合物材料和合成聚合物材料。天然高分子材料包括淀粉,聚羟基链烷酸酯(PHA),植物蛋白等,合成高分子材料主要是聚乳酸(PLA)。由天然聚合物材料合成的可生物降解的粘合剂的最有利的优点是它在储存和应用期间具有良好的稳定性,并且在丢弃后可以快速降解。

优点和缺点:如今,生物降解粘合剂在日益增长的环保意识中越来越受到关注。尽管可生物降解的粘合剂具有许多优点,但它们也具有一些缺点,例如在使用期间稳定性差,并且需要进一步改善粘合强度。

发展历史:目前,国外有关可生物降解粘合剂的研究(包括这种粘合剂的制备和性能及其在各个领域的应用)已有报道。可生物降解的粘合剂在医药,包装等领域具有非常广阔的应用前景,并且作为环保型粘合剂,它将是粘合剂工业未来发展的主要方向之一。

高分子基本概念

1、高分子化合物 High Molecular Compound

一般指众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量比较大的化合物,一般分子量在1万到100万之间。

2、 高分子 Macromolecule

由许多结构相同的简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子量比较大的化合物。对于大多数高分子而言,一般由相同的化学结构重复连接而成,有时也称之为聚合物或者高聚物。需要注意的是,高分子有时可以指一个大分子,而聚合物指的是许多大分子的聚集体。

3、 主链 Main Chain

贯穿于整个高分子的链称为主链。注意:根据主链上原子种类的不同,可以将高分子分为碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物。

4、 侧链 Side Chain

主链两侧的链称之为侧链。

5、 侧基 Side Group

主链两侧的基团称之为侧基。需要注意的是,有时候侧基和侧链难以区分,这时候一般将长的称之为侧链,短的称之为侧基;有时候也需要根据行业习惯来命名。

6、 端基 End Group

主链两端的基团称之为端基。

7、 单体 Momomer

能够合成聚合物的小分子化合物,可以形成聚合物中结构单元的小分子化合物。

8、 重复单元 Repeating Unit

在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。

9、 结构单元 Structural Unit

高分子中多次重复的且可以表明合成高分子所用单体种类的化学结构。这个化学结构一般由单体演变而来,有的是电子结构发生改变,有的是失去或者增加一些原子而来。

10、单体单元 Monomer Unit

聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。

11、聚合度(DP、Xn) Degree of Polymerization

衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP表示;以结构单元为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以Xn来表示。聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物组成。因此聚合度是一个统计平均值。

12、聚合物分子量 Molecular Weight of polymer

重复单元的分子量与重复单元分子量的乘积;或各结构单元分子量与其数目乘积的和。

13、相对分子量 Relative Molecular Weight

重复单元的相对分子量与聚合度的乘积即为高分子的相对分子质量。对于高分子来说,通过聚合反应获得每一个大分子相对分子质量几乎是不可能的,聚合物的分子量一般呈多分散性,也就是所谓的分子量分布。我们可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示其分布。

14、数均分子量 Number-average Molecular Weight

聚合物中用不同分子量的分子子数目平均的统计平均分子量。一般可以用整体的质量比此聚合物的总摩尔数来计算。具体公式如下:

15、重均分子量 Weight-average Molecular Weight

聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。

16、粘均分子量 Viscosity-average Molecular Weight)

用粘度法测得的聚合物的分子量。

17、分子量分布 Molecular Weight Distribution MWD

由于高分子一般是由不同分子量的同系物组成混合物,因此它的分子量具有一定的分布,也就是大小不均或有大有小,常常也叫多分散性。分子量分布有两种方法:

1)分子量分布指数 即Mw/Mn的比值,可以用来表示分布的宽度,均一分子量的其分布指数等于1。合成的聚合物分布指数一般在1.5-2.0至20-50之间。比值愈大,分布越宽,分子量越不均一。

2)分子量分布曲线

分子量分布是影响聚合物性能的重要因素。低分子量部分可以使聚合物的固化温度和强度降低,分子量过高又使高分子材料塑化成型困难。不同高分子的材料应有合适的分子量分布,合成纤维的分子量分布较窄,而合成橡胶的分子量分布一般较宽。

18、分布系数 Distribution Index

重均分子量和数均分子量的比值。

19、连锁聚合 Chain Polymerization

在链引发形成的活性中心作用下,通过链增长、链中止、链转移等基元反应在极短的时间内形成高分子的反应。稀类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需要活性中心,根据活性中心的不同可以分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。

20、逐步聚合 Step Polymerization

无活性中心,通过单体上所带的能相互反应的官能团逐步反应形成二聚体、三聚体、四聚体等,至到最终的数小时内形成聚合物的反应。绝大多数的缩聚反应都属于逐步聚合,例如多元醇合成、聚氨酯合成等。

21、加聚反应 Addition Polymerization

即加成聚合反应,单体通过相互加成而形成聚合物的反应。特点:加聚反应一般无副产物。

22、缩聚反应 Condensation Polymerization

即缩合聚合,单体通过多次缩合而聚合成大分子的反应。特点:一般伴随着小分子分生成。

23、低聚物 Oligomer

分子量较小的聚合物,一般小于1万。

24、塑料 Plastics

具有塑性行为的材料,所谓的塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间,受力能发生一定形变,软塑料接近橡胶,硬塑料接近纤维。

25、纤维 Fiber

聚合物经过一定的机械加工(牵引、拉伸、定型)后形成细而柔软的细丝,形成纤维。纤维具有弹性模量大,受力时形变小,强度高等特点,有很高的结晶能力,合成纤维分子量小,一般几万。

26、热塑性聚合物 Thermoplastics Polymer

聚合物大分子之间以分子间力聚集而成。具有加热可熔融,并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化,冷却时可固化成型,并且可以反复进行。

27、热固性聚合物 Thermosetting Polymer

聚合物分子中存在一定数量的支链,形成交联体型聚合物,许多大分子键合在一起,已经无法区分单个分子量。该类聚合物受热不软化,也不易被溶剂溶胀。

28、碳链聚合物 Carbon-chain Polymer

主链上完全由碳原子组成的聚合物。

29、杂链聚合物 Hetero-chain Polymer

聚合物分子主链上除碳原子外还有其它原子组成,例如氧原子、氮原子等。

30、元素高分子 Element Organic Polymer

聚合物的大分子主链上没有碳原子存在,主要由硅、硼、铝、氧、硫、磷等组成。

31、无机高分子 Inorganic Polymer

主链和侧链均无碳原子的高分子。

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