常見膠粘劑的固化機(jī)理
信息來源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2021-08-24
常見膠粘劑的固化機(jī)理
1 環(huán)氧樹脂（Epoxy）
固化機(jī)理：固化劑分兩類：胺類及其衍生物，和酸酐類。 其中胺類固化劑是與高分子鏈中的環(huán)氧基發(fā)生開還聚合反應(yīng)，酸酐類固化劑是與高分子鏈上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，最終都是形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
常見的環(huán)氧樹脂是：雙酚A型最典型，線型甲酚型，酚醛環(huán)氧樹脂等。
2 聚氨酯（PU）
無溶劑型單組分聚氨酯：是以一NCO為端基的聚氨酯預(yù)聚物為主體的聚氨酯膠粘劑。 固化機(jī)理：水氣固化。利用空氣中微量水分及基材表面微量吸附水而固化，還可與基材表面活性氫基團(tuán)反應(yīng)形成牢固的化學(xué)鍵。 溶劑型單組分聚氨酯：以熱塑性聚氨酯彈性體為主體的聚氨酯膠粘劑，主成分為高分子量端OH基線型聚氨酯，羥基數(shù)很小。 固化機(jī)理：通過溶劑揮發(fā)達(dá)到固化。加熱可促進(jìn)固化。當(dāng)溶劑開始揮發(fā)時(shí)膠的粘度迅速增加，產(chǎn)生初粘力。當(dāng)溶劑基本上完全揮發(fā)后，就產(chǎn)生了足夠的粘接力，經(jīng)過室溫放置，多數(shù)該類型聚氨酯彈性體中鏈段結(jié)晶，可進(jìn)一步提高粘接強(qiáng)度。這種類型的單組分聚氨酯膠一般以結(jié)晶性聚酯作為聚氨酯的主要原料。
雙組分聚氨酯膠粘劑：主劑一般為聚氨酯多元醇或高分子聚酯多元醇。
固化機(jī)理：通過化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固化。含端NCO基團(tuán)的固化劑與主劑中的活性氫羥基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化。兩組分的配比以固化劑稍過量，即有微量NCO基團(tuán)過剩為宜，如此可彌補(bǔ)可能的水分造成的NCO損失，保證膠粘劑產(chǎn)生足夠的交聯(lián)反應(yīng)。
3 常見異氰酸酯：MDI, TDI（在不影響性能的情況下，能用MDI，就不再用TDI） TDI沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，毒性很大。MDI毒性很小，揮發(fā)很少，應(yīng)用比較安全。
4 硅膠（silicone）
硅橡膠按其硫化機(jī)理可分為：加熱硫化型、室溫硫化型（縮合型）和加成反應(yīng)型三大類。 加熱硫化硅膠：基礎(chǔ)膠料是高分子量的聚硅氧烷，以過氧化物為交聯(lián)劑。 機(jī)理：過氧化物引發(fā)的自由基交聯(lián)反應(yīng)。
室溫硫化硅膠：基礎(chǔ)膠料是羥基封端的低分子量聚硅氧烷。 室溫硫化硅膠按包裝形式可分為單組分和雙組分兩種。 單組分室溫硫化硅膠固化機(jī)理：
是膠料中的羥基遇到空氣中的水氣，水解成不穩(wěn)定的羥基，再與交聯(lián)劑發(fā)生縮合反應(yīng)。按照交聯(lián)劑類型不同可以分為以下幾種：
（1）脫醋酸型（2）脫肟型（3）脫醇型（4）脫丙酮型 雙組分室溫硫化硅膠固化機(jī)理：
縮合型機(jī)理：膠料中的羥基在催化劑（有機(jī)錫鹽，如二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫等）作用下與交聯(lián)劑（烷氧基硅烷類，如正硅酸乙酯或其部分水解物）上的烷氧基縮合反應(yīng)而成。以脫醇型最為常見。
加成型機(jī)理：在催化劑的作用下，發(fā)生加成交聯(lián)。固化過程沒有副產(chǎn)物，但易催化劑中毒。
5 丙烯酸（Acrylic）
固化機(jī)理：在光或熱作用下，引發(fā)劑作用下促使丙烯酸中的雙鍵打開，進(jìn)行自由基鏈?zhǔn)郊映煞磻?yīng)。還可以氧化固化：在氧氣作用下引發(fā)自由基鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)。
6 氰基丙烯酸鹽的粘合劑（CA）既瞬干膠 固化機(jī)理：固化時(shí)基材表面要有一定的濕度，濕氣中和酸性穩(wěn)定劑后，單體在水氣的作用下，在基材表面發(fā)生陰離子聚合反應(yīng)。
從固化機(jī)理可以看出：升高溫度不會加快瞬干膠的固化，因?yàn)闇囟雀?，濕度就小，就不能快速完全的破壞酸性穩(wěn)定劑。
7 厭氧膠的固化機(jī)理 是自由基聚合反應(yīng)，氧氣的存在會起阻聚作用。其阻聚機(jī)理：引發(fā)劑引發(fā)單體產(chǎn)生自由基后，容易吸收氧再與另一自由基結(jié)合，生成穩(wěn)定的過氧化物；隔絕氧氣后，能迅速進(jìn)行自由基聚合，實(shí)現(xiàn)固化。
8 UV固化機(jī)理；
紫外線丙烯酸型：光引發(fā)化劑在紫外光照射下形成自由基，自由基引發(fā)丙烯酸單體聚合。 紫外線陽離子（環(huán)氧）型：光引發(fā)化劑在紫外光照射下形成陽離子，陽離子引發(fā)環(huán)氧鏈接形成聚合物。
前者存在氧氣抑制作用：生成的自由基會和氧氣反應(yīng)，影響聚合反應(yīng)的速率。
后者會受濕氣影響：空氣中的水汽或堿性表面會終止陽離子的活性，影響反應(yīng)速率。 不同化學(xué)類型粘合劑的主要優(yōu)缺點(diǎn) 環(huán)氧樹脂 優(yōu)點(diǎn)：
1 力學(xué)性能高。環(huán)氧樹脂內(nèi)聚力強(qiáng)，化學(xué)結(jié)構(gòu)致密。 2 粘結(jié)性能優(yōu)異。
3 固化體積收縮率小。線脹系數(shù)也很小，因此內(nèi)應(yīng)力小
4 工藝性好。固化時(shí)基本不產(chǎn)生低分子量揮發(fā)物。5 電性能好。 6 穩(wěn)定性好。不含鹽，堿等雜質(zhì)，一般不會變質(zhì)。 7 耐熱性一般。 缺點(diǎn)：
1 不增韌時(shí)，固化物一般偏脆，抗剝離、抗開裂、抗沖擊性能差。
2 對極性小的材料（如PP、PP、氟塑料等）粘接力小。必須先進(jìn)行表面活化處理。 3 有些原材料如活性稀釋劑、固化劑等有不同程度的毒性和刺激性 聚氨酯 優(yōu)點(diǎn)：
1 硬度范圍寬。邵A15~邵D90 2 機(jī)械性能高
3 耐磨，抗沖擊性高。 4 低溫柔韌性好。 5 彈性好。
6 耐候性，耐油性好 7 耐生物老化
缺點(diǎn)：高溫，高濕條件易水解 硅膠 優(yōu)點(diǎn)：
1 好的電性能。
2 適用的溫度范圍寬（-50, -100~+200）。 3 柔韌性好，應(yīng)力低。 4 固化時(shí)不放熱5低毒。 6 固化后收縮性小。
7 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕。 8 耐臭氧，耐候性好。 9 憎水性。 弱點(diǎn)：
1 粘結(jié)性能相對于Epoxy較差。 2 相對于Epoxy，硬度也較低。 3 會有固化抑制或固化中毒的現(xiàn)象。
固化劑中毒：指膠體部分不固化或者整個膠體不固化。產(chǎn)生的原因是某些材料、化合物、固
化劑和增塑劑會阻礙有機(jī)硅的固化。主要包括：有機(jī)錫和其他金屬有機(jī)化合物；含有機(jī)錫催化劑的硅酮橡膠；硫，聚硫類，聚砜類或其他含硫化合物；胺，氨基甲酸乙酯或其他含胺物品；不飽和的炭氫增塑劑；一些助焊劑殘余物。
解決方法是用清洗劑清洗要粘接和涂敷的表面，然后再點(diǎn)膠。 粘結(jié)的過程
1 潤濕：為使被粘物表面易被潤濕，需清洗處理，除去油污。
2 粘膠劑分子的移動和擴(kuò)散：膠粘劑分子按布朗運(yùn)動的規(guī)律向被粘物表面移動。 3 粘膠劑的滲透：粘接時(shí)膠粘劑向被粘物的縫隙滲透，從而增大了接觸面積。 4 物理化學(xué)結(jié)合：化學(xué)鍵結(jié)合，范德華力結(jié)合。 粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素
粘接接頭的強(qiáng)度取決于三個基本因素： 1 膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度。 2 被粘材料的內(nèi)聚強(qiáng)度。
