膠粘劑與涂料課件

膠粘劑與涂料膠粘劑與涂料l你使用過膠粘劑嗎？你使用過膠粘劑嗎？ 什么情況下使用的膠粘劑？什么情況下使用的膠粘劑？l你知道幾種膠粘劑？你知道幾種膠粘劑？ 他們的主要成分是什么？他們的主要成分是什么？l緒論緒論l本緒論要點：本緒論要點：l1，膠粘劑的定義；膠粘劑的定義；2，膠粘劑與膠接技術的特點；膠粘劑與膠接技術的特點；3，在林產品加工中的應用；在林產品加工中的應用；4，發展方向，發展方向一、膠粘劑的定義：一、膠粘劑的定義： 膠粘劑膠粘劑就是在一定條件下通過就是在一定條件下通過粘附粘附作用能把被粘作用能把被粘物結合在一起的物質，又叫粘合劑、膠黏劑，習慣上物結合在一起的物質，又叫粘合劑、膠黏劑，習慣上稱為膠（但不宜稱作膠水）。稱為膠（但不宜稱作膠水）。幾個常用術語：幾個常用術語： 粘附粘附：兩個表面靠化學力、物理力或兩者兼有的：兩個表面靠化學力、物理力或兩者兼有的力使之結合在一起的狀態。力使之結合在一起的狀態。 膠合、膠合、 膠接、粘接、粘結膠接、粘接、粘結：用膠粘劑將被粘物連：用膠粘劑將被粘物連接在一起的過程。接在一起的過程。 膠接技術膠接技術：選擇適宜的膠粘劑，選擇適當的接頭：選擇適宜的膠粘劑，選擇適當的接頭形式，采用合理的粘接工藝而達到粘接目的的方法。形式，采用合理的粘接工藝而達到粘接目的的方法。 粘度粘度：流體層間的剪切應力與層間剪切速率之比。：流體層間的剪切應力與層間剪切速率之比。粘度是流體流動阻力的量度。單位：粘度是流體流動阻力的量度。單位：mPaS。 膠接強度膠接強度：膠接面破壞時，單位面積破壞所需的：膠接面破壞時，單位面積破壞所需的力。單位：力。單位：MPa，kg/cm2。二、膠粘劑與膠接技術的特點及在國民經濟中二、膠粘劑與膠接技術的特點及在國民經濟中的地位與作用的地位與作用1，膠粘劑與膠接技術的特點，膠粘劑與膠接技術的特點 膠粘劑和膠接技術與傳統的膠粘劑和膠接技術與傳統的鉚接、鉚接、螺接、焊接螺接、焊接等連接技術相比有很多特等連接技術相比有很多特點。點。1）膠接適用范圍廣）膠接適用范圍廣 膠接不受被膠膠接不受被膠接材料的類型、幾何形狀的限制。厚、接材料的類型、幾何形狀的限制。厚、薄，硬、軟，大、小，材質不同。薄，硬、軟，大、小，材質不同。2）膠接應力分布均勻、很少產生傳統連接常出現的應）膠接應力分布均勻、很少產生傳統連接常出現的應力集中現象，可以提高抗疲勞強度。力集中現象，可以提高抗疲勞強度。一般膠接的反復疲一般膠接的反復疲勞強度破壞為勞強度破壞為4106次，而鉚接只有次，而鉚接只有2105。薄板膠接耐振性比鉚接或。薄板膠接耐振性比鉚接或螺接高螺接高50左右。左右。3）膠接工藝簡單，設備投資少，）膠接工藝簡單，設備投資少， 易實現機械化，生產效率高。易實現機械化，生產效率高。4）膠接可以減輕結構件重量、節約材料。）膠接可以減輕結構件重量、節約材料。 采用膠接可使飛機重量下降采用膠接可使飛機重量下降20以上，成本下降以上，成本下降30以上。以上。 膠粘劑的使用量是現代汽車水平的一個重要標志。膠粘劑的使用量是現代汽車水平的一個重要標志。5）膠接受力面大，機械強度高。）膠接受力面大，機械強度高。 6）膠接制件表面光滑、平整、美觀，能提高空氣動力）膠接制件表面光滑、平整、美觀，能提高空氣動力學特性和美觀性。學特性和美觀性。7）膠接的密封性能優良，并且具有耐水、防腐和電絕）膠接的密封性能優良，并且具有耐水、防腐和電絕緣等性能?？梢苑乐菇饘俚碾娀瘜W腐蝕。緣等性能?？梢苑乐菇饘俚碾娀瘜W腐蝕。8）膠接可以實現）膠接可以實現精細加工和獨特組裝，也可功能性膠精細加工和獨特組裝，也可功能性膠接。接。如集成電路、人體組織膠接。如集成電路、人體組織膠接。9 9）膠接工藝溫度低，對熱敏部件損害小。膠接工藝溫度低，對熱敏部件損害小。1010）粘接修補、密封堵漏快捷高效。）粘接修補、密封堵漏快捷高效。水下修補，帶電操作。水下修補，帶電操作。 總之，膠粘劑以其總之，膠粘劑以其膠接方便、快速、經濟、節能膠接方便、快速、經濟、節能而著稱，已從木材加工業逐步擴展到航空、航天、航而著稱，已從木材加工業逐步擴展到航空、航天、航海、原子能、交通運輸、機械制造、建筑、紡織、電海、原子能、交通運輸、機械制造、建筑、紡織、電子、化工、醫療、文化體育等各個領域和人民生活的子、化工、醫療、文化體育等各個領域和人民生活的各個方面。各個方面。 當然，膠粘劑和膠接技術還不是十全十美的，也當然，膠粘劑和膠接技術還不是十全十美的，也存在著一些缺點。存在著一些缺點。1）膠接質量容易受各種因素影響，產品性能的重現性）膠接質量容易受各種因素影響，產品性能的重現性較差。較差。2）無損檢測還不成熟，膠接的可靠性還較差。）無損檢測還不成熟，膠接的可靠性還較差。常常需要常常需要進行破壞性實驗進行破壞性實驗 ，周期性長，浪費試件、時間、資金。，周期性長，浪費試件、時間、資金。3）膠接物常需要表面處理，膠接工藝要求嚴格。）膠接物常需要表面處理，膠接工藝要求嚴格。PE等的膠合常常要進行表面處理，普通白乳膠不能在等的膠合常常要進行表面處理，普通白乳膠不能在0以下膠接；酚醛樹以下膠接；酚醛樹脂要在較高溫度下膠合。脂要在較高溫度下膠合。 4）膠接的力學性能和耐老化性等的研究與金屬等材）膠接的力學性能和耐老化性等的研究與金屬等材料相比還十分不成熟。料相比還十分不成熟。規律性性差，重現性差。規律性性差，重現性差。5）高分子膠粘劑的膠接的溫度使用范圍限制大。）高分子膠粘劑的膠接的溫度使用范圍限制大。 6）貯存期短。）貯存期短。 總之，膠接一般強度不夠高、耐熱性低、耐久總之，膠接一般強度不夠高、耐熱性低、耐久性較差，重復性差；無損檢測還不成熟；膠接在很性較差，重復性差；無損檢測還不成熟；膠接在很多方面還不能完全代替傳統的連接方式，如焊接、多方面還不能完全代替傳統的連接方式，如焊接、鉚接等。鉚接等。 但膠接是一門古老而年輕的技術，它的缺點通但膠接是一門古老而年輕的技術，它的缺點通過技術進步是可以得到改進的。過技術進步是可以得到改進的。2，膠粘劑在國民經濟主要部門中的作用，膠粘劑在國民經濟主要部門中的作用1）航空工業）航空工業 膠粘劑的使用使飛機的強度提高、結構變輕、膠粘劑的使用使飛機的強度提高、結構變輕、抗疲勞性提高、壽命延長、生產效率提高?？蛊谛蕴岣?、壽命延長、生產效率提高。2）航天工業）航天工業 在人造衛星、宇宙飛船和運載火箭等中膠粘劑也在人造衛星、宇宙飛船和運載火箭等中膠粘劑也是大顯身手。膠粘劑的使用使航天器的結構輕量化是大顯身手。膠粘劑的使用使航天器的結構輕量化、合理化，推力大為提高。、合理化，推力大為提高。3 3）汽車工業）汽車工業 汽車的發展趨勢應該是汽車的發展趨勢應該是輕量化輕量化，以便于節能、，以便于節能、提高車速。提高車速。4 4）電子工業）電子工業 國外，膠粘劑國外，膠粘劑10102020用于電子工業。用于電子工業。三、膠粘劑在林產品木材工業中的應用三、膠粘劑在林產品木材工業中的應用 70以上的木制品使用膠粘劑。木材加工業是膠以上的木制品使用膠粘劑。木材加工業是膠粘劑用量最大的部門。據報道，前蘇聯約有粘劑用量最大的部門。據報道，前蘇聯約有80膠粘膠粘劑用于木材加工業，日本劑用于木材加工業，日本76，美國大約，美國大約60，我國，我國大約大約3050（也有說（也有說70的）。的）。1, 提高木材利用率。提高木材利用率。2, 低劣質木材、小徑材、殘廢材、加工剩余物、農副低劣質木材、小徑材、殘廢材、加工剩余物、農副產品的有效利用；產品的有效利用；3，提高木質材料性能。，提高木質材料性能。 5 5）建筑工業）建筑工業 建筑工業是膠粘劑和密封劑最大的應用市場之一。建筑工業是膠粘劑和密封劑最大的應用市場之一。 6 6）制鞋工業）制鞋工業 世界鞋年產量世界鞋年產量100100億雙，中國最多，為億雙，中國最多，為3030億。億。70708080是膠粘鞋。是膠粘鞋。 7 7）包裝工業）包裝工業四、膠粘劑的發展歷史與展望四、膠粘劑的發展歷史與展望一、一、 歷史歷史 幾千年前人類就開始使用膠粘劑，主要是一些天幾千年前人類就開始使用膠粘劑，主要是一些天然的無機膠粘劑和動植物膠粘劑。然的無機膠粘劑和動植物膠粘劑。 而只有合成膠粘劑的出現才使得膠粘劑得以長足而只有合成膠粘劑的出現才使得膠粘劑得以長足發展，也才使得膠粘劑成為一門科學，一門發展，也才使得膠粘劑成為一門科學，一門發展最快發展最快的新興的邊緣學科的新興的邊緣學科。合成樹脂膠粘劑的發展可大致分。合成樹脂膠粘劑的發展可大致分為為3個階段，誕生期：個階段，誕生期：20世紀初至世紀初至30年代，成長期：年代，成長期： 20世紀世紀30年代至年代至60年代，成熟期：年代，成熟期：60年代以后。年代以后。 我國膠粘劑品種已從我國膠粘劑品種已從1983年的年的600種，猛增到種，猛增到3500種，種，2003年產量已達到年產量已達到430萬噸。萬噸。（ ？）？） 我國人造板我國人造板2003年產量為年產量為4553萬萬M3，其用膠量，其用膠量約為：約為：4553萬萬M3 0.1噸噸/ M3 455.3萬噸。如果換算萬噸。如果換算成液體膠大概為成液體膠大概為900萬噸！萬噸！ 二、膠粘劑的發展方向與前景二、膠粘劑的發展方向與前景1）遵循）遵循4E原則原則 21世紀的發展強調世紀的發展強調綠色環?？沙掷m發展綠色環?？沙掷m發展，開發膠，開發膠粘劑和密封劑新品種不能只強調使用價值，還必須考粘劑和密封劑新品種不能只強調使用價值，還必須考慮環保價值。慮環保價值。國際產業的發展要求是國際產業的發展要求是生態環境生態環境（ Environment ）、）、節約能源節約能源（Energy）、）、經濟效益經濟效益（Economy）并舉，簡稱）并舉，簡稱3E要求要求；而對于膠粘劑則提；而對于膠粘劑則提出了出了4E要求：低成本要求：低成本（ Economics）、節約能源、節約能源（Energy）、高性能、高性能（Excellence）、無公害、無公害（Environment）。 出于對出于對環境保護環境保護的要求，膠粘劑的發展方向出現的要求，膠粘劑的發展方向出現了新特征，主要是了新特征，主要是水性化、固體化、無溶劑化、低毒水性化、固體化、無溶劑化、低毒化、高固體含量化化、高固體含量化等。等。2） 采用新技術采用新技術 共混與復合技術、納米技術、生物工程技術共混與復合技術、納米技術、生物工程技術 、輻、輻射固化技術、可降解技術射固化技術、可降解技術 國外已經將納米級國外已經將納米級SiO2用于膠粘劑；美國康涅狄用于膠粘劑；美國康涅狄格大學仿照貝殼膠粘劑，研制出一種可在幾分（秒）格大學仿照貝殼膠粘劑，研制出一種可在幾分（秒）內固化、形成高強度的膠粘劑，可用于治療骨折或肌內固化、形成高強度的膠粘劑，可用于治療骨折或肌肉創傷。肉創傷。3）重視開拓市場和重視基礎研究）重視開拓市場和重視基礎研究4）加強國內、國際合作與交流）加強國內、國際合作與交流 第一章第一章 膠接理論基礎膠接理論基礎本章要點：本章要點：1.膠接理論定義；膠接理論定義；2.膠粘劑在國民經濟建設（特別是木材加工工業）中膠粘劑在國民經濟建設（特別是木材加工工業）中的地位；的地位；3.幾種膠接理論的要點、局限性；幾種膠接理論的要點、局限性；4.接觸角的概念與意義，膠粘劑對被粘物表面的濕潤接觸角的概念與意義，膠粘劑對被粘物表面的濕潤以及接觸角與膠接質量的關系以及接觸角與膠接質量的關系。 膠接是一個復雜的物理化學過程。膠接是一個復雜的物理化學過程。 它包括膠粘劑它包括膠粘劑與被粘物的接觸、膠粘劑的液化流動、對被粘物的潤濕、與被粘物的接觸、膠粘劑的液化流動、對被粘物的潤濕、擴散、滲透、固化等。膠接涉及到高分子化學、高分子擴散、滲透、固化等。膠接涉及到高分子化學、高分子物理學、界面化學、材料力學、熱力學、流變學等多門物理學、界面化學、材料力學、熱力學、流變學等多門學科。因此，它是一門跨學科的科學技術。學科。因此，它是一門跨學科的科學技術。膠接理論在膠接理論在20世紀世紀40年代開始提出。膠接技術在航年代開始提出。膠接技術在航空航天飛行器等尖端科技領域的應用，使得膠接理論的空航天飛行器等尖端科技領域的應用，使得膠接理論的研究獲得了新動力。研究獲得了新動力。 膠接界面的作用力與膠接強度直接相關。一般認為膠接界面的作用力與膠接強度直接相關。一般認為有有3種主要的界面力：種主要的界面力：1,錨合、摩擦作用產生的機械力。錨合、摩擦作用產生的機械力?？蛇_可達1.47MPa; 2,分子間力。分子間力。71027103MPa；3，化學鍵力?；瘜W鍵力。 71037104MPa。不同情況下，作用不。不同情況下，作用不同。同。 事實上，膠接強度只有理論值的很少部分。事實上，膠接強度只有理論值的很少部分。第一章第一章 膠接理論基礎膠接理論基礎第一節第一節 膠接理論膠接理論 膠接理論膠接理論就是解釋就是解釋膠接力膠接力形成機理，解釋膠接現象的理論。形成機理，解釋膠接現象的理論。膠接理論對于指導膠接技術、指導膠粘劑的研究開發具有膠接理論對于指導膠接技術、指導膠粘劑的研究開發具有十分重要的作用。十分重要的作用。一、機械理論一、機械理論 由由Mcbain和和Hopkis提出。提出。要點：要點：機械理論認為膠粘劑滲入被粘物的凹陷處、縫隙或機械理論認為膠粘劑滲入被粘物的凹陷處、縫隙或/和孔隙內，固化后產生和孔隙內，固化后產生錨合、鉤合、楔合錨合、鉤合、楔合等作用，使被等作用，使被粘物膠接在一起。簡而言之，機械理論就是只把膠接看成粘物膠接在一起。簡而言之，機械理論就是只把膠接看成是純粹的是純粹的機械嵌定作用機械嵌定作用。 機械作用一般有：嵌裝，鉤合（可以是分子級的）、機械作用一般有：嵌裝，鉤合（可以是分子級的）、錨合、釘合、樹根固定等。錨合、釘合、樹根固定等。 機械理論是最早提出的膠接理論。機械理論是最早提出的膠接理論。 它對解釋木材它對解釋木材等等多孔性材料及表面粗糙的材料多孔性材料及表面粗糙的材料的膠接很有貢獻，已在的膠接很有貢獻，已在膠接實踐中得到驗證。如，為了得到高的膠接強度，塑膠接實踐中得到驗證。如，為了得到高的膠接強度，塑料、金屬、玻璃等通過砂光、噴砂處理等使表面粗糙后料、金屬、玻璃等通過砂光、噴砂處理等使表面粗糙后再膠接。再膠接。 適度膠接溫度與壓力，是產生足夠膠釘的條件。適度膠接溫度與壓力，是產生足夠膠釘的條件。 有些材料按照潤濕、分子間力等的概念是難以得到有些材料按照潤濕、分子間力等的概念是難以得到良好膠接的，但機械理論卻可以解釋它們最終可以獲得良好膠接的，但機械理論卻可以解釋它們最終可以獲得良好膠接的原因。如聚乙烯塑料膠接木材單板制造膠合良好膠接的原因。如聚乙烯塑料膠接木材單板制造膠合板。板。 局限性局限性：機械理論無法解釋非多孔性材料，如玻璃、：機械理論無法解釋非多孔性材料，如玻璃、金屬等物體的膠接現象，也無法解釋材料表面的化學變金屬等物體的膠接現象，也無法解釋材料表面的化學變化對膠接作用的影響?；瘜δz接作用的影響。 二、二、 吸附理論吸附理論 要點：要點：吸附理論認為膠粘劑分子通過吸附理論認為膠粘劑分子通過布朗運動布朗運動向被粘物表向被粘物表面移動，使二者的面移動，使二者的極性分子極性分子基團和鏈段靠近，當分子間距基團和鏈段靠近，當分子間距小于小于0.5 1nm時，便產生分子間力，即范德華力，而形成時，便產生分子間力，即范德華力，而形成粘接。粘接。20世紀世紀40年代提出的。年代提出的。為大多數學者所認可。為大多數學者所認可。 吸附理論認為吸附理論認為膠接作用是膠粘劑分子與被粘物分子在膠接作用是膠粘劑分子與被粘物分子在界面相互吸附而產生的界面相互吸附而產生的。膠接作用是物理吸附與化學吸附。膠接作用是物理吸附與化學吸附共同作用產生的。共同作用產生的。物理吸附才是膠接作用的普遍性原因物理吸附才是膠接作用的普遍性原因。吸附理論已被很多事實所證明。如，改性乳膠膠接玻璃、吸附理論已被很多事實所證明。如，改性乳膠膠接玻璃、金屬時，隨著共聚物中金屬時，隨著共聚物中COOH的量的增加膠接強度提高；的量的增加膠接強度提高；環氧樹脂膠接鋁合金，膠接強度跟環氧樹脂膠接鋁合金，膠接強度跟OH的量呈正向變化。的量呈正向變化。 吸附理論的特點吸附理論的特點1，分子間力普遍存在。同一種膠粘劑可以膠接不同材料，分子間力普遍存在。同一種膠粘劑可以膠接不同材料，說明了吸附作用的普遍存在。說明了吸附作用的普遍存在。 2，吸附理論建立在熱力學平衡基礎上，據此可以推斷出，吸附理論建立在熱力學平衡基礎上，據此可以推斷出膠接功。進而可以比較理論強度。（實際上，實際強度比膠接功。進而可以比較理論強度。（實際上，實際強度比理論強度低理論強度低1到幾個數量級；到幾個數量級；3，潤濕是影響膠接強度的重要因素，是吸附理論的核心，潤濕是影響膠接強度的重要因素，是吸附理論的核心內容。內容。 膠接力的產生一般認為可分成兩個階段：膠接力的產生一般認為可分成兩個階段：1，膠粘劑，膠粘劑分子通過布朗運動向物體表面運動，使分子鏈段或極性基分子通過布朗運動向物體表面運動，使分子鏈段或極性基團相互靠近團相互靠近（通過提高溫度、降低粘度、加壓等有利于布（通過提高溫度、降低粘度、加壓等有利于布朗運動）朗運動）。2，吸附引力產生。，吸附引力產生。與膠粘劑和被粘物的極性，與膠粘劑和被粘物的極性，分子間距，吸附點數等有關分子間距，吸附點數等有關。 吸附理論的局限性：吸附理論的局限性：1，不能解釋，不能解釋膠接的內聚破壞膠接的內聚破壞這一現象；這一現象；2，無法解釋測定，無法解釋測定的的膠接強度膠接強度的大小與剝離速度有關的現象；的大小與剝離速度有關的現象；3，無法解釋，無法解釋非極性材料非極性材料的膠接。的膠接。4，被膠接物表面經硅烷偶聯劑處理，被膠接物表面經硅烷偶聯劑處理后，對環氧樹脂的潤濕性變差，但膠接強度卻上升。后，對環氧樹脂的潤濕性變差，但膠接強度卻上升。三、三、 擴散理論擴散理論 要點：要點：擴散理論認為膠粘劑和被粘物分子相互擴散，擴散理論認為膠粘劑和被粘物分子相互擴散，大分子相互纏結交織或在界面發生互溶，導致界面消失和大分子相互纏結交織或在界面發生互溶，導致界面消失和過渡區的產生，從而固化后形成牢固的膠合。過渡區的產生，從而固化后形成牢固的膠合。 擴散理論又稱為分子滲透理論，適用于擴散理論又稱為分子滲透理論，適用于解釋同種或結解釋同種或結構構、性能相近的高分子材料之間的膠接。如聚合物在溶劑性能相近的高分子材料之間的膠接。如聚合物在溶劑或熱作用下的自粘。溶解性相近的聚合物的表面粘接?；驘嶙饔孟碌淖哉?。溶解性相近的聚合物的表面粘接。 幾條規律：幾條規律：1，膠接強度隨時間增加、溫度升高、壓，膠接強度隨時間增加、溫度升高、壓力增大和膠層厚度減小而升高；力增大和膠層厚度減小而升高；2，分子量過高、纏結、，分子量過高、纏結、卷曲等不利于潤濕、擴散；卷曲等不利于潤濕、擴散；3，分子鏈柔順、交聯度小，分子鏈柔順、交聯度小，有利于擴散，提高膠接強度。有利于擴散，提高膠接強度。 擴散理論的局限性：擴散理論的局限性：不能解釋聚合物膠粘劑與金屬、不能解釋聚合物膠粘劑與金屬、玻璃、陶瓷等無機物的膠接過程；無法解釋一些膠粘劑與玻璃、陶瓷等無機物的膠接過程；無法解釋一些膠粘劑與被膠接物的溶解度參數近似卻難以得到良好的膠接的現象。被膠接物的溶解度參數近似卻難以得到良好的膠接的現象。 四、靜電理論四、靜電理論靜電理論要點：又稱為雙電層理論，它認為膠靜電理論要點：又稱為雙電層理論，它認為膠粘劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層，由于粘劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層，由于靜電的相互吸引而產生膠接力。靜電的相互吸引而產生膠接力。幾個事實：幾個事實：1，從一個表面剝離膠合膜，實際功為，從一個表面剝離膠合膜，實際功為10-310J/cm2，而理論值為，而理論值為10-5 10-4 J/cm2。2，剝離功（粘附力）與剝離速度有關（快速剝離時電剝離功（粘附力）與剝離速度有關（快速剝離時電荷逸出少，剝離功大），與理論分析不符。荷逸出少，剝離功大），與理論分析不符。3，在干，在干燥的暗室里剝離薄膜時，有撕裂聲并伴隨閃光。燥的暗室里剝離薄膜時，有撕裂聲并伴隨閃光。4，用吸附理論及其他理論不能滿意解釋非極性聚合物用吸附理論及其他理論不能滿意解釋非極性聚合物靜電理論的局限性靜電理論的局限性：不能解釋：不能解釋性能相同或相近性能相同或相近的的聚合物之間的膠接；聚合物之間的膠接；無法解釋導電膠粘劑以及用碳無法解釋導電膠粘劑以及用碳黑作填料的膠粘劑的膠接過程黑作填料的膠粘劑的膠接過程；靜電理論無法解釋；靜電理論無法解釋溫度等因素對剝離實驗結果的影響；實際上，一般溫度等因素對剝離實驗結果的影響；實際上，一般靜電力小于靜電力小于0.04MPa，靜電力對膠接強度的貢獻是，靜電力對膠接強度的貢獻是微不足道的。微不足道的。形成化學鍵膠接的幾種方法。形成化學鍵膠接的幾種方法。 1，膠粘劑和被膠接物之間的活性基團在一定條，膠粘劑和被膠接物之間的活性基團在一定條件下反應形成化學鍵。件下反應形成化學鍵。2，加入偶聯劑；，加入偶聯劑； 3，通過表，通過表面處理產生活性基團。面處理產生活性基團?；瘜W鍵理論的局限性：化學鍵理論的局限性：不能解釋大多數不發生化學不能解釋大多數不發生化學反應的膠接現象。（反應的膠接現象。（化學鍵的形成是有條件的，很多情況下難以化學鍵的形成是有條件的，很多情況下難以形成化學鍵）形成化學鍵）。五、化學鍵理論五、化學鍵理論化學鍵理論要點：認為膠接作用是由于膠粘劑分子化學鍵理論要點：認為膠接作用是由于膠粘劑分子與被粘物表面通過化學反應形成化學鍵的結果。與被粘物表面通過化學反應形成化學鍵的結果。 化學鍵能比分子間力要高化學鍵能比分子間力要高12個數量級，如能個數量級，如能形成化學鍵，則會獲得高強度、抗老化的膠接。對形成化學鍵，則會獲得高強度、抗老化的膠接。對于木材等的膠接很有指導意義。于木材等的膠接很有指導意義。第二節、膠接界面化學第二節、膠接界面化學膠接作用的形成，一是潤濕，一是粘合力膠接作用的形成，一是潤濕，一是粘合力, 二者缺一二者缺一不可。不可。一、潤濕一、潤濕 潤濕是液體在固體表面的鋪展現象。潤濕是液體在固體表面的鋪展現象。接觸角是液接觸角是液體與固體接觸后，固液氣三相交界處形成的角度，即體與固體接觸后，固液氣三相交界處形成的角度，即通過固液氣三相點所作液滴曲面的切線與液體接觸一通過固液氣三相點所作液滴曲面的切線與液體接觸一面的固體平面的夾角，常用面的固體平面的夾角，常用表示。表示。SLLSL（ LV ）表示）表示 液體表面張力，液體表面張力，S （ SV ）表示固體）表示固體表面能，表面能， SL 為固液界面張力。為固液界面張力。由圖可見，固體表面能促進液滴鋪展，而液體表面由圖可見，固體表面能促進液滴鋪展，而液體表面張力則促使液滴收縮，達到平衡時則有：張力則促使液滴收縮，達到平衡時則有： SL L cos = S Young 氏方程。氏方程。 越小，鋪展越大，潤濕性越好。越小，鋪展越大，潤濕性越好。 0 表示完表示完全潤濕，全潤濕， 90o表示難以潤濕；表示難以潤濕； 180o表示完全不能潤濕。表示完全不能潤濕。 SLLS 二、二、固體表面能固體表面能的測定方法臨界表面張力的測定方法臨界表面張力（ C ） 0 10 15 20 25液體的表面張力液體的表面張力(10-5 N/cm)cos 1三、界面化學特性與膠接強度的關系cos 或固體表面能剪切強度剪切強度第三節、膠接流變學與膠接破壞第三節、膠接流變學與膠接破壞粘度或活性時間（加入固化劑）粘度或活性時間（加入固化劑）膠膠接接強強度度一、膠粘劑粘度對膠接強度的影響一、膠粘劑粘度對膠接強度的影響二、膠接破壞膠接接頭結構組成示意圖膠接接頭結構組成示意圖1，9被膠接物；被膠接物；2，8受膠粘劑影響的被膠接受膠粘劑影響的被膠接物層；物層；3，7膠粘劑與被膠接物的界面層；膠粘劑與被膠接物的界面層；4，6受界面影響的膠粘劑層；受界面影響的膠粘劑層；5，膠粘劑，膠粘劑123456789接頭的破壞強接頭的破壞強度：單位面積度：單位面積或單位膠接長或單位膠接長度上所能承受度上所能承受的最大載荷。的最大載荷。膠接接頭破壞類型：膠接接頭破壞類型：1，被膠接物破壞；，被膠接物破壞；2，內聚破壞；，內聚破壞；3，界面破壞；，界面破壞；4，混合破壞。，混合破壞。三、影響膠接強度的因素三、影響膠接強度的因素1，膠粘劑的分子量、分子結構、極性，膠粘劑的分子量、分子結構、極性 分子量分子量潤濕性、內聚力；分子結構：線形、支型、體型；極性潤濕性、內聚力；分子結構：線形、支型、體型；極性2，弱界面層，弱界面層 被膠接材料和膠粘劑中，由于材料表面與內部存在被膠接材料和膠粘劑中，由于材料表面與內部存在著性質上的差異而造成結構不均勻性弱界面層。著性質上的差異而造成結構不均勻性弱界面層。 主要對物理吸附的膠接體系產生影響，對化學膠接主要對物理吸附的膠接體系產生影響，對化學膠接理論和自粘體系影響不大。理論和自粘體系影響不大。 1)物理吸附，物理吸附，2）膠接體系中存在不相容的低分子）膠接體系中存在不相容的低分子物，物，3）低分子物對被膠接物的吸引力大。）低分子物對被膠接物的吸引力大。3，內應力，內應力 內應力主要是收縮應力和熱應力內應力主要是收縮應力和熱應力4，環境應力，環境應力 機械力，溫度變化（機械力，溫度變化（兩端溫度不同時，小分子易發生移動兩端溫度不同時，小分子易發生移動），），表面污染，濕度變化，微生物、霉菌。表面污染，濕度變化，微生物、霉菌。四、膠接耐久性四、膠接耐久性膠接耐久性：膠接接頭在使用和存放過程中長期保膠接耐久性：膠接接頭在使用和存放過程中長期保持其性能的能力。持其性能的能力。 膠接接頭使用條件主要有外力的作用膠接接頭使用條件主要有外力的作用(蠕變和蠕變和疲勞）和外部環境的作用（老化）。疲勞）和外部環境的作用（老化）。 蠕變破壞：在一小于靜態破壞力的負荷下，膠蠕變破壞：在一小于靜態破壞力的負荷下，膠接接頭隨時間發生塑性形變，失去尺寸穩定性，最接接頭隨時間發生塑性形變，失去尺寸穩定性，最后導致破壞。后導致破壞。P1 P125%時，由于生成大量的羥甲基脲和游離尿素，使膠時，由于生成大量的羥甲基脲和游離尿素，使膠合產品濕強度下降嚴重。合產品濕強度下降嚴重。樹樹脂脂性性能能1 2 3加料次數加料次數樹脂貯存穩定性樹脂貯存穩定性游離游離F含量和膠合產品游離含量和膠合產品游離F釋放量釋放量（二）（二） 反應介質的反應介質的pH值值大多數工廠采用弱堿弱酸弱堿合成工藝。大多數工廠采用弱堿弱酸弱堿合成工藝。1，加成階段，加成階段 pH值在值在79，常用，常用 pH值在值在46，節省合成時間、酸堿用量，節省合成時間、酸堿用量 pH值值3，不常用，合成溫度低、時間短、，不常用，合成溫度低、時間短、F低。但低。但樹脂固化困難，產品性能較差。樹脂固化困難，產品性能較差。 2，縮聚階段，縮聚階段（加成階段（加成階段 pH值在值在79的情況下，）縮聚的情況下，）縮聚pH值在值在46。3，脫水及貯存，脫水及貯存 pH值在值在77.5（三）（三） 反應溫度反應溫度 大多數工廠采用弱堿弱酸弱堿合成工藝時，大多數工廠采用弱堿弱酸弱堿合成工藝時，開始是緩慢升溫，然后在開始是緩慢升溫，然后在90度反應，最后在度反應，最后在7080度脫水。度脫水。（四）（四） 反應時間反應時間 與反應溫度、介質與反應溫度、介質pH值等直接相關。實際就值等直接相關。實際就是反應終點的控制問題。是反應終點的控制問題。 （五）（五） 原料原料尿素：硫酸鹽含量尿素：硫酸鹽含量0.01，縮二脲，縮二脲0.7 ，游離氨，游離氨0.015 。 甲醛：工業濃度約甲醛：工業濃度約37。 甲酸甲酸0.1；甲醇應盡可能少。（；甲醇應盡可能少。（UF預縮液）預縮液） 鐵加速康尼查羅反應，影響樹脂顏色。應鐵加速康尼查羅反應，影響樹脂顏色。應4 貯存期貯存期/d 30 五、脲醛樹脂的調制五、脲醛樹脂的調制 又稱調膠，是膠粘劑使用過程中的一道重要工序。又稱調膠，是膠粘劑使用過程中的一道重要工序。 （一）固化劑（一）固化劑 可以降低膠粘劑可以降低膠粘劑pH值，使樹脂在使用時能夠快速值，使樹脂在使用時能夠快速固化。常是酸或可以放出酸的物質。固化。常是酸或可以放出酸的物質。 酸類：無機酸，有機酸；酸性鹽；潛伏型。酸類：無機酸，有機酸；酸性鹽；潛伏型。固化劑選擇原則：固化劑選擇原則： 1，根據人造板生產工藝：適用期要長（，根據人造板生產工藝：適用期要長（4h），），膠合時固化要快。刨花板表、芯層固化劑量、種類有膠合時固化要快。刨花板表、芯層固化劑量、種類有別。別。 2，根據氣候條件或氣溫變化調節固化劑用量、，根據氣候條件或氣溫變化調節固化劑用量、種類。種類。 3，固化后膠層的，固化后膠層的pH值不可過高或過低。值不可過高或過低。 固化劑選擇原則：固化劑選擇原則： 4，固化劑應無毒、無污染、水溶性好、價格低，固化劑應無毒、無污染、水溶性好、價格低廉。廉。工廠現在一般用工廠現在一般用NH4Cl。常與氨水、尿素、六次甲基。常與氨水、尿素、六次甲基四胺等配合使用。四胺等配合使用。 固化劑固化劑 用量（）用量（） 固化時間（固化時間（S） 適用期適用期(分分) NH4Cl 0.5 22.5 140NH4Cl+氨水氨水 1 26.5 300六次六次+NH4Cl 1 37 420NH4Cl +六次六次+尿素水尿素水 10 40 600 五、脲醛樹脂的調制五、脲醛樹脂的調制（二）助劑（二）助劑 1，填料和增量劑，填料和增量劑 作用：節約樹脂用量，降低成本；增加膠液粘度，作用：節約樹脂用量，降低成本；增加膠液粘度，避免透膠、缺膠；降低膠層收縮產生的內應力，提高避免透膠、缺膠；降低膠層收縮產生的內應力，提高膠層的耐老化性。膠層的耐老化性。 A，填料，填料 一般是不溶于水的固體顆粒狀物質。一般是不溶于水的固體顆粒狀物質。種類有：無機物，果殼類，木粉，茶葉粉等。種類有：無機物，果殼類，木粉，茶葉粉等。 填料可以提高膠粘劑的粘度，防止透膠，降低成填料可以提高膠粘劑的粘度，防止透膠，降低成本。研究還發現填料可以降低游離甲醛，提高耐老化本。研究還發現填料可以降低游離甲醛，提高耐老化性，提高機械性能。性，提高機械性能。 納米填料的研究將是一個重要方向，對提高膠接納米填料的研究將是一個重要方向，對提高膠接性能，降低游離甲醛都會有十分重要的意義。性能，降低游離甲醛都會有十分重要的意義。 B，增量劑，增量劑 一般是溶于水或能形成糊狀的固體物質。一般是溶于水或能形成糊狀的固體物質。種類有：淀粉類，可溶性纖維素類，蛋白質類等。種類有：淀粉類，可溶性纖維素類，蛋白質類等。 小麥粉是工廠最常用的增量劑，可以賦予膠粘劑小麥粉是工廠最常用的增量劑，可以賦予膠粘劑的預壓性能，提高膠接工藝性能，提高膠液粘度，防的預壓性能，提高膠接工藝性能，提高膠液粘度，防止透膠。豆粉帶有止透膠。豆粉帶有NH2，可以延長適用期，可以參與，可以延長適用期，可以參與反應，降低游離甲醛。反應，降低游離甲醛。 填料和增量劑的用量一般為填料和增量劑的用量一般為530，最大可達，最大可達100200。填料用量對填料用量對UF樹脂老化性能的影響樹脂老化性能的影響膠層厚度 填料量 放置天數 膠接強度（Mpa）0.5 0 30 5.2 10 7.31 0 0 10 6.82，發泡劑，發泡劑 在在UF樹脂中加入發泡劑，通過攪拌可以使體積增樹脂中加入發泡劑，通過攪拌可以使體積增大到大到34倍?？梢员苊馔改z，減少用膠量，降低成本。倍?？梢员苊馔改z，減少用膠量，降低成本。 主要有血粉、明膠、表面活性劑等。主要有血粉、明膠、表面活性劑等。 助劑很多，還有防水劑、阻燃劑、甲醛捕捉劑等，助劑很多，還有防水劑、阻燃劑、甲醛捕捉劑等，可根據需要加入?？筛鶕枰尤?。調膠實例調膠實例P73 ： 刨花板表層與芯層的調膠工藝不同。刨花板表層與芯層的調膠工藝不同。六、脲醛樹脂膠粘劑的改性六、脲醛樹脂膠粘劑的改性 UF樹脂膠粘劑的缺點：耐沸水性差，不能用作室樹脂膠粘劑的缺點：耐沸水性差，不能用作室外人造板；耐老化性差；膠接制品有甲醛釋放，污染外人造板；耐老化性差；膠接制品有甲醛釋放，污染空氣?？諝?。 改性方法：共聚或與其他樹脂共混；加入改性劑。改性方法：共聚或與其他樹脂共混；加入改性劑。（一）提高耐水性（一）提高耐水性 A，與苯酚、三聚氰胺、間苯二酚等共聚；，與苯酚、三聚氰胺、間苯二酚等共聚；B，與，與PF、MF樹脂以及丁苯等橡膠類膠乳、異氰酸酯樹脂樹脂以及丁苯等橡膠類膠乳、異氰酸酯樹脂共混；加入改性劑：如造紙木素、環氧樹脂、礦物質共混；加入改性劑：如造紙木素、環氧樹脂、礦物質等。等。 （二）改善老化性（二）改善老化性 UF膠粘劑老化的原因：膠粘劑老化的原因：1，UF樹脂的固化是不完樹脂的固化是不完全的，固化后仍存在有未反應的基團（全的，固化后仍存在有未反應的基團（CH2OH、NH2等），還會進一步反應；另外還有醚鍵會斷裂放等），還會進一步反應；另外還有醚鍵會斷裂放出甲醛。出甲醛。2，UF樹脂的羥甲基等吸水性基團通過吸、樹脂的羥甲基等吸水性基團通過吸、放水，產生內應力。放水，產生內應力。3，外界因素。，外界因素。 六、脲醛樹脂膠粘劑的改性六、脲醛樹脂膠粘劑的改性（二）改善老化性（二）改善老化性 改進改進UF膠粘劑耐老化性的方法膠粘劑耐老化性的方法 1，木材表面光滑，在保證不缺膠的前提下盡量減，木材表面光滑，在保證不缺膠的前提下盡量減少膠層厚度；少膠層厚度； 2，與熱塑性樹脂共混（，與熱塑性樹脂共混（PVAc乳液、丁苯膠乳）乳液、丁苯膠乳）或共聚（或共聚（PVA）。加入醇類醚化封端。）。加入醇類醚化封端。 3，加入各種填料和增量劑。，加入各種填料和增量劑。(如如,玻璃粉玻璃粉,Al2( O)3） 4，使用合適的固化劑。（膠層，使用合適的固化劑。（膠層pH值盡量接近中性）值盡量接近中性）（三）降低游離甲醛釋放量（三）降低游離甲醛釋放量 游離甲醛釋放的原因：游離甲醛釋放的原因：1，膠粘劑本身的，膠粘劑本身的F殘留；殘留；2，UF樹脂的合成反應是可逆反應，如樹脂的合成反應是可逆反應，如RCH2OH RH+CH2O，熱壓時放出甲醛；，熱壓時放出甲醛；3，膠接產品使用時，膠接產品使用時，由于膠層是弱酸性受外界濕溫影響會放出由于膠層是弱酸性受外界濕溫影響會放出F。 改進方法改進方法1，降低摩爾比，采用合適的合成工藝。，降低摩爾比，采用合適的合成工藝。 2，改進固化條件。高溫和延長熱壓時間，降低板，改進固化條件。高溫和延長熱壓時間，降低板坯含水率。坯含水率。 3，加入甲醛捕捉劑。（，加入甲醛捕捉劑。（U、M、R、PVA、酰胺類、酰胺類化合物）?；衔铮?。 4，使用合適的固化劑。，使用合適的固化劑。 5，將板材進行封閉涂層，用氨等進行后處理。，將板材進行封閉涂層，用氨等進行后處理。七七, 脲醛樹脂的應用脲醛樹脂的應用 1，木材加工，木材加工; 2，改進材料的性能，改進材料的性能:如紙張如紙張,織物中加入可以提高紙織物中加入可以提高紙張張(干，濕干，濕)的抗撕裂強度和使織物（服裝）永久性的的抗撕裂強度和使織物（服裝）永久性的不熨自平。不熨自平。 3，復合材料的制造，復合材料的制造:如木材和玻璃如木材和玻璃,玻璃織物的膠接玻璃織物的膠接. 4，改善其他膠粘劑的性能，改善其他膠粘劑的性能:如提高乳膠的耐水性如提高乳膠的耐水性,耐耐熱性和抗蠕變性。熱性和抗蠕變性。 5，其他。如，涂料、砂布，裝飾品。，其他。如，涂料、砂布，裝飾品。 第二節第二節 三聚氰胺甲醛樹脂膠粘劑三聚氰胺甲醛樹脂膠粘劑 定義：定義： 特點：膠接強度高；耐水性好；硬度高，耐磨性好；特點：膠接強度高；耐水性好；硬度高，耐磨性好；耐熱性高，光澤好；耐化學腐蝕，耐污染。耐熱性高，光澤好；耐化學腐蝕，耐污染。 常用作塑料貼面板的裝飾紙和表層紙的浸漬和人常用作塑料貼面板的裝飾紙和表層紙的浸漬和人造板飾面紙的浸漬。造板飾面紙的浸漬。 一、三聚氰胺樹脂的原料一、三聚氰胺樹脂的原料NH2NC CNH2N N CNH2M為弱堿性，幾乎不溶為弱堿性，幾乎不溶于冷水（于冷水（100C，5）。）。M很活潑，為六官能度。很活潑，為六官能度。二、三聚氰胺樹脂的合成原理二、三聚氰胺樹脂的合成原理（一），加成（一），加成 摩爾比為摩爾比為1：3，中性或弱堿性，中性或弱堿性，7080可形成可形成三羥甲基三聚氰胺。摩爾比為三羥甲基三聚氰胺。摩爾比為1：12時，可形成六羥甲時，可形成六羥甲基化合物?；衔?。（二），縮合反應（二），縮合反應 與與UF合成不同，合成不同，MF可在中性或弱堿性下縮聚?？稍谥行曰蛉鯄A性下縮聚。并且反應為不可逆的。并且反應為不可逆的。（三），固化（三），固化 M為環狀結構，固化需要在較高的壓力、溫度下為環狀結構，固化需要在較高的壓力、溫度下才可完全。產品具有很高的耐水性、耐熱性、硬度、才可完全。產品具有很高的耐水性、耐熱性、硬度、光澤。光澤。pH值足夠低時，低溫也可固化，但性能不好。值足夠低時，低溫也可固化，但性能不好。三、三聚氰胺樹脂合成反應的影響因素三、三聚氰胺樹脂合成反應的影響因素（一），摩爾比（一），摩爾比 摩爾比（摩爾比（M：F)為為1：2-3最好。最好。（二），反應介質（二），反應介質pH值值 與與UF合成不同，合成不同，MF可在中性或弱堿性下縮聚?？稍谥行曰蛉鯄A性下縮聚。酸性條件下，酸性條件下，M和和F反應生成亞甲基三聚氰胺沉淀。最反應生成亞甲基三聚氰胺沉淀。最初初pH值為值為8.510時制出的膠粘劑最穩定（透明乳白時制出的膠粘劑最穩定（透明乳白的時間）的時間） 。（三），溫度（三），溫度 溫度低時，溫度低時，M不溶于甲醛，反應慢；不溶于甲醛，反應慢；6070時，時，溶解，變透明，反應速度加快。溶解，變透明，反應速度加快。（四），原料質量（四），原料質量四、三聚氰胺樹脂的合成工藝四、三聚氰胺樹脂的合成工藝 P84 純純MF樹脂，不但價格貴，而且固化后的膠層易發樹脂，不但價格貴，而且固化后的膠層易發生龜裂。常加入乙醇等改性提高其韌性和貯存穩定性。生龜裂。常加入乙醇等改性提高其韌性和貯存穩定性。 MF樹脂膠粘劑制造工藝樹脂膠粘劑制造工藝1、將、將100g甲醛（甲醛（37）,三聚氰胺三聚氰胺45g加入反應瓶中，用氫氧化加入反應瓶中，用氫氧化鈉（鈉（30）溶液調）溶液調pH值至值至9，40-60分鐘升溫至分鐘升溫至8890; pH不不低于低于8；2、保溫、保溫30分鐘，反應中分鐘，反應中pH不小于不小于8，反應至水數，反應至水數45（20，一份膠與水混合出現渾濁時水的倍數），一份膠與水混合出現渾濁時水的倍數），80向反應釜中加入向反應釜中加入三聚氰胺三聚氰胺18g，繼續反應至水數為，繼續反應至水數為23。3、降溫至、降溫至40以下，出料。以下，出料。五、三聚氰胺樹脂的改性五、三聚氰胺樹脂的改性 MF樹脂具有耐水、耐熱、耐腐蝕、電絕緣性優良、樹脂具有耐水、耐熱、耐腐蝕、電絕緣性優良、膠接強度高、耐火等優點。膠膜透明、硬度高、光澤膠接強度高、耐火等優點。膠膜透明、硬度高、光澤好、耐磨性好。好、耐磨性好。缺點：膠膜性脆易龜裂；貯存穩定性差；價格貴。缺點：膠膜性脆易龜裂；貯存穩定性差；價格貴。改性方法：改性方法： 1，改進脆性，改進脆性常加入乙醇、對甲基苯磺酰胺常加入乙醇、對甲基苯磺酰胺(CH3Q-SO2NH2 )等等與與M反應，降低官能度。還可以加入水溶性聚酯、聚反應，降低官能度。還可以加入水溶性聚酯、聚酰胺等線形聚合物提高其韌性。酰胺等線形聚合物提高其韌性。PVA 2，增加穩定性，增加穩定性 提高摩爾比，加入稀釋劑（降低濃度，反應性下提高摩爾比，加入稀釋劑（降低濃度，反應性下降），粉狀化。降），粉狀化。 3，降低成本，降低成本 與與U共聚共聚第三節第三節 三聚氰胺尿素甲醛共縮聚樹脂（三聚氰胺尿素甲醛共縮聚樹脂（MUF）膠粘劑膠粘劑 MF樹脂耐水、膠接強度高，但貯存穩定性差、價樹脂耐水、膠接強度高，但貯存穩定性差、價格貴。格貴。 隨著對膠合產品甲醛釋放量限制的要求的高漲，隨著對膠合產品甲醛釋放量限制的要求的高漲，MUF膠粘劑的研究越來越受到重視。日本等已經有了膠粘劑的研究越來越受到重視。日本等已經有了相關標準。相關標準。 一、一、 性能性能 耐水性、膠接強度、膠接產品游離耐水性、膠接強度、膠接產品游離F釋放量等與釋放量等與M的量直接相關。的量直接相關。二，合成原理二，合成原理 1，共混；，共混；2，共縮聚，共縮聚 與與MF的合成工藝接近。的合成工藝接近。 三、合成工藝三、合成工藝第四節第四節 三聚氰胺樹脂的應用三聚氰胺樹脂的應用 1，其他膠粘劑的改性，其他膠粘劑的改性 2，裝飾板的制造，裝飾板的制造 3，紙張處理劑，紙張處理劑 4, 作阻燃防火劑作阻燃防火劑 5, 織物處理劑織物處理劑第三章第三章 酚醛樹脂（酚醛樹脂（PF）膠粘劑）膠粘劑l本章要點l1.酚醛樹脂膠粘劑的性質與用途；l2.反應機理和生成反應；l3.影響酚醛樹脂結構與性能的因素；l4.酚醛樹脂生產工藝，酚醛樹脂的改性方法。 第三章第三章 酚醛樹脂（酚醛樹脂（PF）膠粘劑）膠粘劑PF樹脂最早合成高分子，木材工業第二用量，特樹脂最早合成高分子，木材工業第二用量，特別是耐水、耐候性人造板。別是耐水、耐候性人造板。 優點優點：膠接強度高、耐水、耐熱、耐磨、耐化學：膠接強度高、耐水、耐熱、耐磨、耐化學藥品腐蝕等。藥品腐蝕等。 缺點缺點：顏色深、膠層硬脆、易龜裂，固化溫度高，：顏色深、膠層硬脆、易龜裂，固化溫度高，對單板含水率要求嚴，價格較貴。對單板含水率要求嚴，價格較貴。 第一節、第一節、 原料原料1，苯酚、甲酚、二甲酚，苯酚、甲酚、二甲酚 OHOHH3COHH3CH3C2，間苯二酚，間苯二酚OHOH3，醛類，醛類 HC CH 甲醛、乙醛、糠醛甲醛、乙醛、糠醛 HC CCHO O 第二節第二節 酚醛樹脂（酚醛樹脂（PF）的合成原理）的合成原理PF樹脂的生成反應樹脂的生成反應加成加成OH CH2OH OCH2OH（鄰位或對位）（鄰位或對位）CH2O HO(CH2OH)2 CH2O HO(CH2OH)3 縮合縮合HO(CH2OH)2+ H OCH2OH HO(CH2OH ) CH2(H O) CH2OH或或H O(CH2OH)CH2O CH2 OHOH1，苯酚被活化，苯酚被活化OH NaOH ONa2，摩爾比大于，摩爾比大于1F：P 1縮聚反應縮聚反應加成加成O一、堿性條件下熱固性一、堿性條件下熱固性PF的合成的合成CH2OHCH2CH2OHCH2CH2OCH2OH二、酸性條件下熱塑性二、酸性條件下熱塑性PF的合成的合成1，甲醛被活化，甲醛被活化CH2O H CH2OH2，摩爾比小于，摩爾比小于1F：P 1縮聚反應縮聚反應加成加成H O CH2 n n412OH三、高鄰位三、高鄰位PF的合成的合成1，二價金屬作催化劑，二價金屬作催化劑 2，摩爾比小于，摩爾比小于1F：P 1高鄰位高鄰位PF樹脂活性高、固化快，是比較受關注樹脂活性高、固化快，是比較受關注的研究課題。的研究課題。 H2CO -OM四、間苯二酚甲醛樹脂四、間苯二酚甲醛樹脂(RF)的合成的合成特點：特點：RF樹脂耐候、耐水、耐腐蝕，膠接強度高，樹脂耐候、耐水、耐腐蝕，膠接強度高，常溫固化，可用于高含水率木材的膠接。常溫固化，可用于高含水率木材的膠接。合成注意點：合成注意點：間苯二酚（間苯二酚（R）的兩個）的兩個-OH使得它非?；顫?，與甲使得它非?；顫?，與甲醛的反應性很高（是苯酚的醛的反應性很高（是苯酚的1015倍）。倍）。1，摩爾比小于，摩爾比小于1 （否則，反應難以控制）（否則，反應難以控制） 2，甲醛分數次加料，甲醛分數次加料，3，60度以下合成度以下合成固化時加入聚甲醛粉末。固化時加入聚甲醛粉末。由于由于R太貴，純太貴，純RF樹脂使用很少。樹脂使用很少。第三節、酚醛樹脂第三節、酚醛樹脂(PF)的固化的固化一、固化條件一、固化條件1，線形酚醛樹脂必須加甲醛或甲醛給與體（聚甲，線形酚醛樹脂必須加甲醛或甲醛給與體（聚甲醛、六次甲基四胺等）醛、六次甲基四胺等） 2，一般木材膠接用水溶性，一般木材膠接用水溶性PF樹脂，可以直接加樹脂，可以直接加熱固化，也可加入酸性固化劑后常溫固化。熱固化，也可加入酸性固化劑后常溫固化。一般木材膠接用一般木材膠接用PF樹脂，多采用加熱固化樹脂，多采用加熱固化二、固化速度影響因素二、固化速度影響因素1，摩爾比，摩爾比2，NaOH量量 NaOH/P0.20.3時固化快（但實際時固化快（但實際要高）。要高）。3，溫度，溫度 受溫度影響大。受溫度影響大。 較較UF樹脂固化溫度要求高樹脂固化溫度要求高2030度。度。熱壓溫度高、時間長，導致生產效率低，單熱壓溫度高、時間長，導致生產效率低，單板壓縮率高。板壓縮率高。4，催化劑，催化劑 碳酸鈉、碳酸氫鈉可以促進固化。碳酸鈉、碳酸氫鈉可以促進固化。第四節、影響酚醛樹脂第四節、影響酚醛樹脂(PF)性能的因素性能的因素一、原料一、原料 苯酚中對、鄰甲酚及苯酚中對、鄰甲酚及2，5二甲酚的量不可過多，二甲酚的量不可過多，否則難以形成體型結構。（否則難以形成體型結構。（1，官能度小，官能度小，2，反，反應速度慢）。應速度慢）。 甲醛中甲醇降低反應速度，影響產品質量（甲醛中甲醇降低反應速度，影響產品質量（90度度 木材用水溶性木材用水溶性PF樹脂合成樹脂合成 低溫低溫70度度 偶見于浸漬樹脂的生產偶見于浸漬樹脂的生產4，濃縮處理濃縮處理濃縮濃縮 粘度大，固含高，游離酚、醛低，樹脂粘度大，固含高，游離酚、醛低，樹脂不分層。但，生產周期長、能耗大、成本高。膠不分層。但，生產周期長、能耗大、成本高。膠合板用。合板用。不濃縮不濃縮 粘度小，固含低，游離酚、醛高。但，粘度小，固含低，游離酚、醛高。但，生產周期短、能耗小、成本低。刨花板、纖維板生產周期短、能耗小、成本低。刨花板、纖維板用。用。三、合成工藝三、合成工藝 酚醛樹脂膠粘劑制造工藝酚醛樹脂膠粘劑制造工藝1. 將反應釜升溫至將反應釜升溫至50，加入苯酚，加入苯酚500公斤、水公斤、水400公斤公斤和氫氧化鈉（和氫氧化鈉（40溶液）溶液）250公斤，開動攪拌公斤，開動攪拌10分鐘；分鐘；2. 緩慢加入甲醛（緩慢加入甲醛（37）750公斤，放熱升溫至公斤，放熱升溫至8090;3. 9095保溫保溫50分鐘，降溫至分鐘，降溫至80；4. 向反應釜中緩慢加入甲醛向反應釜中緩慢加入甲醛220公斤，氫氧化鈉（公斤，氫氧化鈉（40溶液）溶液）50公斤公斤,10分鐘升溫至分鐘升溫至92 2；5. 測粘度，反應至粘度為涂測粘度，反應至粘度為涂4杯杯1921秒秒 （40），），立即降溫至立即降溫至40，出料。，出料。 膠粘劑質量指標：膠粘劑質量指標：固體含量固體含量 4046 粘度（粘度（20） 100200 厘泊厘泊游離甲醛含量游離甲醛含量 0.1 %游離苯酚含量游離苯酚含量 2 月月第六節、酚醛樹脂第六節、酚醛樹脂(PF)的調制的調制 熱固性甲階熱固性甲階PF樹脂要達到某些特殊的性能或合成樹脂要達到某些特殊的性能或合成時難以達到的某些性能可以通過添加某些物質來實現。時難以達到的某些性能可以通過添加某些物質來實現。稱作調制或者調膠。稱作調制或者調膠。一、填充劑和增稠劑一、填充劑和增稠劑 木粉、面粉、礦石粉、造紙廢液等。木粉、面粉、礦石粉、造紙廢液等。二、促進劑二、促進劑 常溫固化要加固化促進劑，磺酸類。常溫固化要加固化促進劑，磺酸類。 低毒低毒PF固化慢，要加促進劑，如硫酸鋁等。固化慢，要加促進劑，如硫酸鋁等。 間苯二酚樹脂固化時要補加醛。間苯二酚樹脂固化時要補加醛。第七節、酚醛樹脂第七節、酚醛樹脂(PF)的改性的改性PF樹脂有其不可替代的優點，也有其明顯的缺點。樹脂有其不可替代的優點，也有其明顯的缺點。改性方法：共混，共聚；化學方法，物理方法。改性方法：共混，共聚；化學方法，物理方法。一、降低成本一、降低成本 1，加填充劑，如木粉、面粉、礦石粉、造紙，加填