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第一章 合成胶粘剂的发展和应用1

第一节 胶粘剂的发展历史1

第二节 合成胶粘剂的种类2

第三节 合成胶粘剂的应用4

第四节 胶接工艺的优缺点7

第五节 胶接工艺中应该注意的几个问题10

一、正确选择连接方式10

二、重视接头设计和被粘材料的表面处理11

三、合理选择胶粘剂12

四、胶粘剂配方的改进13

参考文献14

第二章 胶接接头的形成16

第一节 被粘物的表面结构16

一、浸润的热力学问题17

第二节 胶粘剂对被粘物表面的浸润17

二、浸润的动力学问题21

三、表面化学参数与胶接强度的关系21

第三节 粘附机理22

一、机械结合理论22

二、吸附理论23

三、扩散理论27

四、静电理论29

五、化学键结合30

六、总结31

第四节 胶粘剂的固化32

一、热熔胶32

二、溶液胶粘剂33

三、乳液胶粘剂34

四、热固性胶粘剂35

第五节 胶接接头的内应力问题38

一、收缩应力39

二、热应力41

第六节 胶粘剂的力学性能42

一、非晶态高聚物力学性能的特点42

二、非晶态高聚物的物理状态43

三、蠕变和应力松弛45

四、高分子固体的强度46

五、胶粘剂的配方49

参考文献50

第三章 被粘材料的表面处理与胶接53

第一节 表面特性与胶接强度53

一、清洁度的影响53

二、粗糙度的影响56

三、表面化学结构的影响59

一、溶剂、碱液和超声波脱脂法63

(一) 溶剂脱脂法63

第二节 表面处理方法63

(二) 碱液脱脂法64

(三) 超声波脱脂法65

二、机械加工、打磨和喷砂66

三、化学腐蚀法68

四、涂底胶法69

五、放电法70

六、表面处理方法对其它性能的影响71

(一) 对被粘金属机械性能的影响71

(二) 对金属“贮存期”的影响72

第三节 各种材料表面的处理与胶接74

一、金属材料表面的处理与胶接74

(一) 铝合金74

(三) 对接头耐久性的影响78

(二) 碳钢81

(三) 不锈钢82

(四) 钛合金83

(五) 镁合金85

(六) 铜和铜合金86

(七) 其它金属(镍、铬、锌、钨、铍、镉、锗、金、铂、银、锡、铅、电镀金属)87

二、高分子材料表面的处理与胶接90

(一) 含氟高聚物90

(二) 聚烷烯烃93

(三) 聚酯、聚碳酸酯95

(四) 聚醚96

(五) 聚酰胺97

(六) 赛璐珞97

(七) 聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硬质聚氯乙烯97

(八) 聚酰亚胺98

(九) 酚醛、脲醛、环氧和不饱和聚酯制品98

(十) 层压塑料98

(十二) 合成橡胶99

(十一) 天然橡胶99

(十三) 硅橡胶100

三、其它材料表面的处理与胶接101

(一) 玻璃101

(二) 陶瓷101

(三) 水泥制品102

(四) 木材102

参考文献103

第四章 胶接接头的力学性能与强度测试108

第一节 胶接接头的破坏力学108

一、胶接接头的破坏强度和破坏类型108

二、胶接接头破坏机理110

三、测试温度、加载速度对胶接接头破坏强度的影响112

第二节 剪切强度与正拉强度115

(一) 单搭接拉伸剪切强度测试方法116

一、剪切强度的测试116

(二) 压缩剪切强度测试方法118

(三) 扭转剪切强度测试方法119

二、搭接接头受剪切力作用时的应力分布119

(一) 应力分布是不均匀的119

(二) 被粘物上的应力集中122

(三) 胶粘剂层上的应力集中123

三、影响接头抗剪强度的因素124

(一) 被粘物的性质和厚度的影响124

(二) 胶粘剂性质的影响125

(三) 胶粘剂层厚度的影响126

(四) 搭接长度的影响127

(五) 测试温度和加载速度的影响128

(一) 正拉强度的测试方法130

(二) 影响接头正拉强度的因素130

四、正拉强度的测试方法和影响接头正拉强度的因素130

第三节 剥离强度和劈开强度131

一、剥离和劈开的异同131

二、剥离强度和劈开强度的测试133

(一) 剥离强度的测试方法133

(二) 劈开强度的测试方法136

(三) 不均匀扯离强度的测试方法137

(四) 其它“线受力”破坏的强度测试方法137

三、胶接接头“线受力”时的应力分布138

四、影响剥离强度、劈开强度的因素141

(一) 剥离角对剥离强度的影响141

(二) 被粘物的性质和厚度的影响142

(三) 接头几何尺寸的影响142

(四) 胶粘剂性质的影响143

(五) 胶层厚度的影响144

(六) 测试温度的影响145

一、测试方法146

第四节 冲击强度146

二、影响冲击强度的因素147

三、“T”剥离冲击试验149

第五节 接头的持久强度和蠕变150

一、持久强度和蠕变长度的测定150

二、胶接接头在应力长时间作用下的破坏过程151

三、影响持久强度的因素153

(一) 加载应力与持久寿命的关系153

(二) 温度与持久寿命的关系154

(三) 不同的胶粘剂对持久强度的影响154

四、胶粘剂的蠕变155

第六节 胶接接头的疲劳强度156

一、疲劳强度的测定156

二、疲劳破坏的过程158

(一) 疲劳强度与疲劳寿命的关系159

三、影响疲劳强度的因素159

(二) 温度对疲劳寿命的影响160

(三) 应力交变的频率对疲劳强度的影响160

(四) 应力分布对疲劳强度的影响161

附：等应力增加法预计疲劳和持久极限强度164

第七节 胶接接头的设计166

一、接头设计的重要性及一般原则166

二、平板对接接头的设计167

三、管材对接接头的设计171

四、角接和“T”形胶接接头的设计172

五、平面胶接接头的设计173

六、胶接与柳接、螺栓连接和点焊等混合连接形式173

(一) 混合连接的优点173

(二) 混合连接的工艺和应用174

参考文献176

第一节 金属胶接接头的大气老化179

第五章 胶接接头的老化问题与环境试验179

一、大气曝晒试验法180

二、金属胶接接头大气老化的一些规律181

三、金属胶接接头大气老化的机理188

(一) 水的作用188

(二) 应力存在的影响194

(三) 被粘金属表面的腐蚀的影响198

(四) 其他因素的影响200

四、提高金属胶接接头耐大气老化性能的途径201

(一) 改进胶粘剂的化学结构201

(二) 偶联剂及底胶的正确使用202

(三) 寻找更好的金属被粘物表面处理方法204

(四) 其它途径205

一、金属胶接接头的热老化机理206

(一) 胶粘剂的热老化机理206

第二节 金属胶接接头的热老化206

(二) 金属被粘物及其表面处理对胶粘剂热老化的影响210

二、提高金属胶接接头热老化性能的途径213

(一) 改进胶粘剂主体材料的热稳定性213

(二) 在胶粘剂配方中正确使用各种稳定剂215

第三节 其它胶接接头的老化问题概述217

一、木材胶接接头的老化217

(一) 引起木材胶接接头老化的原因217

(二) 影响木材胶接接头老化的因素219

二、塑料、橡胶等胶接接头的老化222

第四节 几种人工加速老化试验法简介223

一、几种人工加速老化试验法简介223

(一) 恒温恒湿和恒温水浸试验法223

(二) 人工气候加速老化试验法224

(三) 盐雾试验法225

(四) 高低温周期交变试验法225

(六) 外应力作用下的人工加速老化试验法226

(五) 干-湿周期循环试验法226

二、关于估算胶接接头使用寿命的可能性227

参考文献228

第六章 环氧树脂胶粘剂232

第一节 引言232

一、环氧树脂分类232

(一) 缩水甘油基型环氧树脂232

(二) 环氧化烯烃233

二、环氧树脂胶粘剂发展简介234

第二节 双酚A环氧树脂234

一、双酚A环氧树脂的制备和品种235

一、双酚A环氧树脂的生理效应236

第三节 环氧树脂固化剂及固化机理237

一、环氧树脂固化剂分类237

二、有机胺类固化剂固化机理238

三、脂肪族和脂环族胺类241

(一) 乙二胺244

(二) 二乙烯三胺和三乙烯四胺244

(三) N，N-二甲基氨基丙胺和N，N-二乙基氨基丙胺247

(四) 改性脂肪胺249

四、芳香族胺类250

(一) 间苯二胺251

(二) 4，4′-二氨基二苯甲烷253

(三) 4，4′-二氨基二苯砜253

(四) 间氨基苄胺254

五、有机酸酐的固化机理255

(一) 活泼氢对酸酐开环作用的影响255

(二) 三级胺对酸酐开环作用的影响257

六、有机酸酐固化剂260

(一) 聚壬二酸酐260

(二) 顺丁烯二酸酐及其改性物261

(三) 六氢邻苯二甲酸酐263

(四) 邻苯二甲酸酐265

(五) 芳香族多元酸酐265

七、催化型固化剂267

(一) 有机三级胺及其固化机理267

(二) 咪唑及其衍生物271

(三) 双氰双胺及其固化促进剂274

(四) 三氟化硼络合物277

八、低分子聚酰胺279

第四节 其它缩水甘油基型环氧树脂283

一、环氧化线型酚醛树脂283

二、4，4′-二羟基二苯砜双缩水甘油醚环氧树脂289

三、其它多元酚类多缩水甘油醚环氧树脂291

(一) 1，1，2，2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚环氧树脂291

(二) 间苯二酚和均苯三酚缩水甘油醚环氧树脂292

四、缩水甘油酯型环氧树脂293

五、芳香胺缩水甘油基型环氧树脂295

(一) N，N-二缩水甘油基对羟基苯胺缩水甘油醚环氧树脂295

(二) 氨基四官能环氧树脂297

第五节 脂环族环氧和环氧化烯烃297

一、制备297

(一) 过醋酸氧化法298

(二) 次氯酸加成法300

(三) 氯代乙酰法300

二、脂环族环氧树脂的基本特性301

三、几种重要的脂环族环氧和环氧化烯烃304

(一) 双(2，3-环氧基环戊基)醚304

(二) 3，4-环氧化环乙烷甲酸3′，4′-环氧化环己烷甲酯306

(三)环氧化聚丁二烯308

(二) 活性稀释剂309

(一) 非活性稀释剂309

一、稀释剂309

第六节 环氧树脂添加剂309

二、填料317

(一) 填料对粘度的影响318

(二) 填料降低收缩应力和热应力318

(三) 填料对各种物理化学性能的影响320

三、偶联剂321

第七节 几种重要的改性环氧胶粘剂322

一、环氧树脂的几种改性剂322

(一) 低分子液体改性剂322

(二) 增柔剂322

(三) 增韧剂323

二、聚硫改性环氧胶粘剂324

(一) 聚硫橡胶与环氧树脂的化学作用324

(二) 聚硫橡胶用量对性能的影响326

(三) 各种改性剂对环氧胶粘剂湿热老化性能的影响328

三、尼龙改性环氧胶粘剂328

(一) 尼龙的结构及尼龙与环氧树脂的化学作用329

(二) 尼龙改性环氧胶粘剂的热机性能331

(三) 环氧胶粘剂的湿热老化性能334

(四) 环氧-尼龙胶粘剂的改进方向337

四、丁脯橡胶增韧的环氧胶粘剂339

(一) 大分子固体丁腈橡胶增韧的环氧胶粘剂339

(二) 不同类型液体丁腈橡胶对环氧树脂的增韧作用340

(三)端羧基丁腈增韧环氧树脂的若干物理、化学问题342

第八节 各种类型的环氧胶粘剂选择和配方设计349

一、常温、低温及高潮湿表面或水中固化的环氧树脂胶粘剂349

(一) 环氧树脂的开环活性349

(二) 固化剂的反应活性及选择355

(一) 结构与耐高温的关系362

二、耐高温环氧树脂胶粘剂362

(二) 用耐高温树脂改性环氧树脂胶粘剂363

(三) 用含多官能环氧基的耐高温环氧树脂作为主体的环氧胶粘剂368

三、一组分环氧树脂胶粘剂370

四、导电胶374

(一) 导电银粉的制备374

(二) 导电胶配方举例375

五、光学胶376

(一) 对光学胶的技术要求376

(二) 光学胶的种类377

(三) 环氧树脂光学胶的基本组成377

参考文献378

第七章 酚醛和改性酚醛树脂胶粘剂387

第一节 未改性的酚醛树脂胶粘剂387

一、酚醛树脂化学387

二、线性酚醛树脂389

三、甲阶酚醛树脂391

四、未改性的酚醛树脂胶粘剂393

第二节 丁腈橡胶改性的酚醛树脂胶粘剂394

一、酚醛树脂与橡胶之间的反应395

(一) 甲阶酚醛树脂与橡胶的双键的反应395

(二) 酚醛树脂与腈基的反应398

二、酚醛-丁腈胶粘剂的基本组分399

(一) 酚醛树脂399

(二) 丁腈橡胶400

三、酚醛-丁腈胶粘剂的配合402

(一) 酚醛树脂和丁腈橡胶的配比402

(二) 催化剂及硫化剂403

(三) 填充剂405

(四) 偶联剂406

(五) 热稳定剂407

(六) 溶剂408

四、酚醛-丁腈胶粘剂的制备409

(一) 胶液的制备409

(二) 胶膜的制备409

(三) 胶接工艺409

五、酚醛-丁腈胶粘剂的性能410

第三节 其他橡胶改性的酚醛树脂胶粘剂416

一、酚醛-氯丁胶粘剂416

二、酚醛-羧基丁腈胶粘剂418

三、酚醛-氟橡胶胶粘剂421

第四节 酚醛-聚乙烯醇缩醛胶粘剂421

一、化学反应422

二、影响胶粘剂性能的因素423

(一) 酚醛和缩醛的比例423

(四) 固化条件的影响424

(三) 缩醛分子量的影响424

(二) 缩醛的类型424

三、酚醛-缩醛胶粘剂的性能425

(一) 胶接强度与温度的关系425

(二) 耐大气老化性能426

(三) 耐疲劳性能426

(四) 耐介质性能427

四、国内外几种重要的酚醛-缩醛胶粘剂简介427

第五节 间苯二酚-甲醛、脲醛和三聚腈胺-甲醛树脂胶粘剂430

一、间苯二酚-甲醛树脂胶粘剂430

二、脲醛和三聚氰胺-甲醛树脂胶粘剂432

参考文献437

第八章 聚氨酯胶粘剂440

第一节 异氰酸酯及其反应440

一、多异氰酸酯的制备及品种440

(一) 制备方法440

(二) 芳香族二元及多元异氰酸酯442

(三) 1，6-六亚甲基二异氰酸酯444

(四) 其它二异氰酸酯化合物446

二、异氰酸酯基分析447

三、异氰酸酯基的化学反应447

(一) 羟基与异氰酸酯的反应447

(二) 羧基与异氰酸酯的反应447

(三) 胺基与异氰酸酯的反应448

(四) 水与异氰酸酯的反应448

(五) 其它反应448

(六) 催化剂对异氰酸酯基反应的影响449

(七) 异氰酸酯的自聚451

四、聚氨酯的形成452

第二节 多异氰酸酯胶粘剂454

一、多异氰酸酯胶粘剂的特点455

(二) 用橡胶改性的多异氰酸酯胶粘剂456

(一) 未改性的多异氰酸酯胶粘剂456

二、多异氰酸酯胶粘剂的种类和使用方法456

第三节 封闭型异氰酸酯类胶粘剂458

第四节 端异氰酸酯基聚氨酯预聚体型胶粘剂461

一、预聚体型胶粘剂的性能461

二、预聚体的制备464

(一) 制备反应464

(二) 聚酯的制备466

(三) 聚醚的制备470

三、预聚体胶的类型及固化473

四、双组分预聚体胶的结构与性能关系475

五、聚氨酯预聚体胶品种及改性方向480

(一) 改性聚氨酯胶粘剂的耐低温性能482

(二) 改性聚氨酯胶粘剂的耐热性能482

(三) 改性聚氨酯胶粘剂的耐湿热性能482

第五节 聚氨酯热熔胶483

(一) 二异氰酸酯的结构对一些热塑性聚氨酯性能的影响484

一、结构对机械性能的影响484

(二) 二元醇的结构对热塑性聚氨酯性能的影响485

(三) 大分子二醇的类型对一些热塑性聚氨酯性能的影响486

二、聚氨酯的耐光性488

参考文献490

第九章 烯类高分子胶粘剂495

第一节 烯类聚合495

第二节 氰基丙烯酸酯胶粘剂498

一、制备方法498

二、配方与贮存方法500

三、使用方法与性能502

四、应用504

第三节 不饱和聚酯胶粘剂505

第四节 (甲基)丙烯酸酯树脂胶粘剂508

一、制备方法508

二、固化方法510

三、配方与性能511

四、应用513

第五节 厌氧性胶粘剂514

一、配制方法514

二、厌氧胶的固化519

三、品种520

四、应用521

第六节 聚乙烯及烃类聚合物胶粘剂522

第七节 乙醋热熔胶524

第八节 聚醋酸乙烯胶粘剂528

一、聚醋酸乙烯乳液胶粘剂529

二、聚醋酸乙烯溶液胶粘剂532

三、聚醋酸乙烯热熔胶533

四、醋酸乙烯共聚物胶粘剂533

一、聚乙烯醇胶粘剂534

第九节 聚乙烯醇和缩醛胶粘剂534

二、聚乙烯醇缩醛胶粘剂535

参考文献536

第十章 有机硅胶粘剂及硅烷偶联剂539

引言539

第一节 硅树脂型胶粘剂539

一、硅树脂的制备539

二、以硅树脂为基料的有机硅胶粘剂541

(一) 纯树脂为基料的有机硅胶粘剂541

(二) 几种改性硅树脂为基料的胶粘剂542

第二节 硅橡胶型胶粘剂545

一、硅橡胶的结构与性能545

(一) 填料的补强作用546

(二) 耐热和耐寒性547

(三) 耐气候性548

(五) 良好的电性能549

(四) 低的粘附强度549

二、硅橡胶的种类550

三、“双组分”室温固化硅橡胶胶粘剂551

四、“单组分”室温固化硅橡胶胶粘剂555

五、室温熟化硅橡胶的新进展561

(一) 高强度“单组分”室温固化硅橡胶561

(二) 低模量室温固化硅橡胶563

六、低温固化型硅橡胶胶粘剂563

七、室温固化硅橡胶胶粘剂的应用564

(一) 在电器电子工业方面的应用564

(二) 在宇宙航行和飞机制造方面的应用564

(三) 在建筑工业的应用564

第三节 有机硅压敏胶565

第四节 有机硅偶联剂565

一、硅烷偶联剂的合成565

二、硅烷偶联剂的结构566

三、硅烷偶联剂的作用机理567

四、偶联剂的使用方法568

(一) 表面预处理法568

(二) 迁移法569

五、选择和使用时应注意的问题569

六、偶联剂的应用570

参考文献572

第十一章 杂环高分子胶粘剂及其他耐高温胶粘剂576

第一节 分子结构与高温性能的关系576

第二节 聚苯并咪唑胶粘剂580

一、聚苯并咪唑的合成及性能580

二、聚苯并咪唑胶粘剂582

第三节 聚酰亚胺及其共聚物胶粘剂588

一、聚酰亚胺及其共聚物的合成及性能588

(一) 聚酰胺亚胺594

(二) 聚酯酰亚胺595

二、聚酰亚胺及其共聚物胶粘剂596

第四节 聚喹噁啉胶粘剂619

一、聚喹噁啉的合成及性能619

二、聚喹噁啉胶粘剂634

第五节 其他杂环高分子胶粘剂637

一、聚苯并咪唑吡咯酮胶粘剂637

二、聚苯基不对称三嗪胶粘剂640

第六节 聚芳砜胶粘剂646

一、聚芳砜的合成及性能646

(一) 亲核取代反应647

(二) 亲电取代反应647

二、聚芳砜胶粘剂648

第七节 聚次苯基硫醚651

第八节 结束语654

参考文献658

第一节 氯丁橡胶胶粘剂664

第十二章 橡胶胶粘剂及压敏胶粘剂664

一、作胶粘剂用的氯丁橡胶666

二、氯丁橡胶胶粘剂的配合和制造工艺666

(一) 氯丁橡胶胶粘剂的基本组分666

三、填料型氯丁橡胶胶粘剂668

(二) 氯丁橡胶胶粘剂的制造工艺669

四、树脂改性的氯丁橡胶胶粘剂670

(一) 树脂及用量670

(二) 树脂的预反应671

(三) 实用配方、性能及其应用672

五、室温硫化型双组分氯丁胶粘剂675

六、氯丁胶乳胶粘剂676

第二节 氯丁胶以外的橡胶胶粘剂677

一、丁腈橡胶胶粘剂677

二、丁苯橡胶胶粘剂679

三、天然和改性天然橡胶胶粘剂680

四、聚异丁烯和丁基橡胶胶粘剂681

五、聚硫橡胶胶粘剂682

六、羧基橡胶胶粘剂683

七、氯磺化聚乙烯橡胶胶粘剂684

第三节 压敏胶粘剂及胶粘带685

一、压敏胶粘带的构成686

二、压敏胶粘剂的粘附特性687

三、压敏胶粘剂及其配合688

(一) 天然橡胶为基础的压敏胶粘剂688

(二) 合成橡胶为基础的压敏胶粘剂691

(三) 烯类聚合物压敏胶粘剂691

四、压敏胶粘带的制造工艺692

(一) 胶粘剂的配制692

(二) 涂布692

参考文献693