胶粘剂课外思考与作业题答案11

第一章：胶接基础（吸附理论、机械结合理论、扩散理论和化学键理论四种理论的要点；影响胶接强度的因素、胶接破坏的类型与机理；）1各种胶接理论的基本观点及其在胶接过程的作用是什麽？答：1.吸附理论:胶接作用是胶黏剂分子与被胶接物分子在界面层上相互吸附产生的，胶接作用是物理吸附与化学吸附共同作用的结果，而物理吸附则是胶接作用的普遍原因。机械结合理论：液态胶黏剂充满被胶接物表面的缝隙或凹陷处，固化后在界面产生啮合连接。扩散理论：胶黏剂与被粘物分子通过相互扩散而形成牢固的接头，两种具有相溶性的高聚物相互接触时，分子或链段的布朗运动而相互扩散，在界面上发生互溶，导致胶黏剂和被粘物的界面消失和过渡区的产生，从而形成牢固的接头。静电理论：在胶接头中存在双电层，胶接力主要来自双电层的静电引力。化学键理论：胶接作用主要是化学键力的作用结果2胶接破坏有几种形式？如何判断？答：1.被胶接物破坏（破坏发生在被胶接物内部）2.内聚破坏（破坏发生在胶粘剂内部）3.界面破坏（破坏发生在胶黏剂与被胶接物接触角）4.混合破坏（破坏既有胶接面又有胶黏剂内部）3影响胶接强度有哪些因素？答：1.木材的密度和树种2.湿润及湿润性3.含水率4.胶接面的纹理与纤维方向5.表面粗糙度与加工精度6.抽提物7.木材的生长缺陷与生长特征8.被胶接面的污染4胶粘剂的湿润性对胶接强度有何影响？答：胶粘剂在完成胶接作用时，其分子必须对被胶接物体表面有一定的润湿、扩散能力，使胶液形成薄而均匀的胶层，为胶粘剂分子和被胶接物表面分子相互吸引，达到良好胶接而创造必要的条件，润湿性过大、过小都会影响到胶接的质量。5表面张力、接触角与湿润性的关系？答：接触角越小，润湿性越好，表面张力越大6机械胶接理论的要点及其在木材胶接中的作用？答：机械胶接理论的要点即液态胶粘剂流入并填满凹凸不平的被胶接材料表面，经过固化，胶粘剂与被胶接物通过表面互相咬合，如钩、锚那样实现牢固连接。木材是多孔性材料，木材表面存在大量的纹孔和暴露在外的细胞腔，这是木材胶接形成胶接力（胶钉作用）的有利条件。第二章：氨基类树脂胶粘剂（脲醛树脂胶粘剂加成与缩聚反应历程；甲醛/尿素摩尔比对脲醛树脂质量的影响；脲醛树脂的改性）1结合脲醛树脂的化学反应式，说明脲醛树脂存在游离甲醛的原因？答：脲醛树脂中游离甲醛一方面是因为甲醛与尿素的高摩尔比，使甲醛过量；另一方面是在合成过程中有羟甲基生成，而羟甲基与甲醛之间存在平衡关系，因而释放出甲醛。2尿素与甲醛的摩尔比对脲醛树脂的质量有何影响？答：1.当甲醛与尿素的摩尔比增大时，游离甲基含量增加，甲醛释放量增加，使脲醛树脂的耐水性降低2.当甲醛与尿素的摩尔比降低时，胶接性能下降，贮存期缩短，树脂水溶性降低，胶接制成品的尺寸稳定性下降，树脂初粘性不好。3甲阶脲醛树脂的反应终点是用什么方法控制？甲阶脲醛树脂有什麽特点？在人造板生产中如何利用这些特征？答：甲阶脲醛树脂的反应终点是用粘度方法控制的。4结合实例分析，说明pH值对脲醛树脂合成过程的影响？答：PH值不同直接影响到反应过程生成物的结构，在中性或弱碱性介质中，尿素与甲醛反应生成羟甲基脲，而在酸性介质中，反应生成的羟甲基脲进一步脱水缩聚生成甲基脲和次甲基醚连接的低分子化合物。5在合成工艺中，为提高脲醛树脂固体含量为什麽采用真空脱水，而不用常温脱水？答：真空状态可降低沸点，有利于脱水，有利于甲醛挥发，降低游离甲醛含量，提高固体含量，而采用常温脱水所得固体含量低，游离甲醛含量高，胶液粘度小。6通过脲醛树脂合成过程及结构特点，说明脲醛树脂胶接制品耐水性和耐老化差的原因？并提出相应的改善措施。答：耐水差的原因：在固化了的脲醛树脂胶黏剂中尚存在具有亲水性的羟甲基改善措施：在脲醛树脂缩聚过程中加入适当的苯酚，间苯二酚或三聚氰胺等使之共聚，产生耐水性的共聚体；或将制得的脲醛树脂与酚醛树脂或三聚氰胺树脂共混；也有在进行胶接前加入三聚氰胺粉末或其他化合物在进行热压，以提高脲醛树脂胶黏剂的耐水性能。耐老化差的原因：1.树脂固化后仍继续进行缩聚脱水反应2.在固化后的产物中仍存在着游离羟甲基，使胶层对于大气中的水分不断地吸收或放出，在反复干湿的情况下，即收缩——膨胀应力的作用下，引起胶层的老化3.在外界因子如大气中的水、热、光等的影响下，树脂分子断裂，导致胶层老化，此外，固化剂的浓度，加压压力、木材表面的粗糙度等都是引起老化的因素。改善措施：1.从工艺方面要求被胶接木材表面平整光滑，尽量减少凹凸不平，以免胶液分布不均而形成过厚的胶层，在表里收缩不均匀的情况下产生开裂。对脲醛树脂进行改性，另外在树脂中加入适量的醇类物质，使树脂醚化，可以提高树脂的柔韧性。在树脂中加入各种填料，如豆粉、小麦粉、木粉、石膏粉等，防止胶层由于应力作用而引起龟裂。适当使用固化剂。7结合化学反应式，论述热固性脲醛树脂的合成原理？并通过设计性实验，说明你是如何在配方设计上降低游离甲醛含量的？答：热固性脲醛树脂的合成原理：尿素与甲醛的加成反应pH≥7游离甲醛产生的原因：1.合成UF树脂第一步加成反应是可逆反应，原料中的甲醛不能完全参与反应，有一部分处于游离状态。2.羟甲基CH2OH和醚键CH2OCH2在一定条件下分解产生甲醛。针对以上原因，在设计合成工艺时采取以下措施：1.降低F/U的摩尔比，减少甲醛的用量2.采用多次缩聚工艺，将尿素多次加入，在加成反应阶段F/U的摩尔比为2.0，3.保证二羟甲基脲的生成数量，然后在反应后期将第二次U加入反应液中，这样对降低游离甲醛很有利。第三章：酚醛树脂胶粘剂（酚醛树脂的合成反应原理；酚的种类和结构对酚醛树脂的质量影响；）1合成热固性酚醛树脂为什么先制成甲阶树脂？而这种树脂为什么能固化产生强度？答：甲阶酚醛树脂为线型结构，分子量较低，具有较好的流动性和湿润性，能满足胶接和浸渍工艺的要求。因此一般合成热固性酚醛树脂均控制在此阶段。甲阶树脂之所以固化是因为在结构中还存在羟甲基，可以继续进行缩聚反应，当温度升高时，伴随羟甲基与苯环上活性氢的缩合，同时醚键大量裂解失去甲醛而变成次甲基，树脂相对分子质量为1000左右，聚合度为6—7，此时树脂为乙阶，在温度更高时，进一步固化，最后形成交联的体型网状结构的丙阶树脂，因此能产生强度。2热塑性酚醛树脂能否转变为热固性酚醛树脂？为什么？答：可以。因为在碱性介质中，在热塑性酚醛树脂中加入甲醛给予体（如六次甲基四胺，聚甲醛）并加热，甲醛即与酚核上未反应的邻、对位活性点反应，同时失水缩聚形成次甲基键桥，使树脂由热塑性转变为热固性树脂。3热固性甲阶酚醛树脂和热塑性酚醛树脂性能上有何区别？为什么？答：甲阶酚醛树脂的分子上含有活性羟甲基，加热能引起活性甲阶酚醛树脂分子缩聚生成大分子，不需要加固化剂。而热塑性酚醛树脂在缩聚体链中不存在没有反应的羟甲基，所以在树脂加热时，仅熔化而不发生继续缩聚反应，因而固化过程需要加固化剂。4苯酚与甲醛的摩尔比对树脂质量有何影响？答：当苯酚较甲醛少时，合成生成的为热固性酚醛树脂，当酚过量后，合成生成的是热塑性酚醛树脂，而生成物的聚合度大小也与苯酚过量程度直接有关。5酚醛树脂为什么耐热、耐酸而不耐碱？如何提高耐碱性？答：一般酚醛具有较好的介电性能、耐高温、抗烧蚀、耐酸性、生产工艺简单、原料来源广、价格便宜等优点。但耐碱性差,尤其经不起较大浓度碱溶液的考验。普通酚醛树脂之所以耐碱性差,是因为结构上存在羟基与苯环直接相连,由于共轭效应,氧原子上未共享电子对移向苯环上而使氢原子易成H~+,它在碱溶液中与OH~-作用,引起水解致使整个分子受破坏。6降低酚醛树脂成本的方法有哪些？答：引入相对廉价的尿素、三聚氰胺、木素、糠醛、单宁等进行共聚。以苯酚为主的PUF树脂胶黏剂，不但降低PF树脂的价格，还降低了游离酚和游离醛的含量。第四章：烯类高聚物胶黏剂（PVAc乳液聚合的反应历程）1为什么聚醋酸乙烯酯乳液胶的耐热性不好？答：聚醋酸乙烯酯乳液胶为热塑性胶，软化点低。且制造时用亲水性的聚乙烯醇做乳化剂和保护交替，因而使它产生了最大的弱点，耐热性和耐水性差。2影响聚醋酸乙烯酯乳液聚合反应及产物性质的因素是什么？答：1.乳化剂的影响2.引发剂的影响3.搅拌强度的影响4.反应温度的影响5.单体或引发剂的滴加条件、氧等因素的影响。3聚醋酸乙烯酯乳液胶的贮存时需注意什么问题？答：（1）宜贮藏在玻璃容器、瓷器及塑料袋内，外用甜筒或木桶保护，也可直接放在塑料桶内。（2）贮藏室容器必须密封，乙方自然结皮，浪费胶液（3）乳液应尽量避免对方在露天，更不能放在严寒场所，以免乳液冻结而影响使用（4)贮存场所及运输过程中的温度仪10-40c为宜。4聚醋酸乙烯酯乳液胶的改性的方法和途径是什么？答：1.内加交联剂法：在制造聚乙酸乙烯酯乳液时，加入一种或几种能与乙酸乙烯酯共聚的单体，使之反应而得到可交联的热固性共聚物。外加交联剂：在聚乙酸乙烯酯均制乳液中，加入能使大分子进一步交联的物质，使其向热固性转化。5何为‘两液胶’？答：指脲醛树脂胶与聚乙酸乙烯乳液胶按一定比例混合的胶。6简述丙烯酸酯树脂的合成原理和固化机理答：合成原理：由甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、α-氰基丙烯酸酯或它们与其他烯类单体经聚合反应所得，按胶层特点分两类：一类是非反应性丙烯酸酯胶黏剂，主要是以热塑性聚丙烯酸酯或丙烯酸酯与其他单体的共聚物为主体；另一类是反应性丙烯酸酯胶黏剂，是以各种丙烯酸酯单体或分子末端具有丙烯酰基的聚合物作为主体的胶黏剂。固化机理：1.非反应性胶接时靠溶剂或分散相的挥发及溶剂在被粘物中的扩散和渗透使胶层固化。2.反应性类胶在胶接时靠化学反应而使胶层固化第五章：热熔胶粘剂1热熔胶的主要成分及每种成分的主要作用？答：主要成分为基本聚合物、增粘树脂（增粘剂）、蜡类、填料、增塑剂和抗氧剂等作用：基本聚合物是热熔胶的粘料，它的作用是使胶具有必要的胶接强度和内聚强度增粘剂的主要作用是降低热熔胶的熔融粘度，提高其对被胶接面的湿润性和初粘性，以达到提高胶接强度，改善操作性能及降低成本的目的，此外还可以借以调整胶的耐热温度及晾置时间。蜡类的主要作用是降低热熔胶的熔点和熔融粘度，改善胶液的流动性和湿润性，提高胶接强度、防止热熔胶结块、降低成本。填料的作用是降低热熔胶的收缩性，防止对多孔性被胶接物表面的过度渗透，提高热熔胶的耐热性和热容量，延长可操作时间，降低成本。增塑剂的作用是加快熔融速度，降低熔融粘度，改善对被胶接物的湿润性，提高热熔胶的柔韧性和耐寒性。抗氧剂的作用是防止热熔胶在长时间处于高的熔融温度下发生氧化和热分解。2热熔胶有哪些性能指标？它们的含义是什么？它们对胶的操作和胶接性能各有何影响？答：一.1.熔融粘度：体现其流动性能大小的性能指标2.软化点：热熔胶开始流动的温度3.热稳定性：其在长时间下抗氧化和热分解的性能4.晾置时间：从涂胶其，经过一段有效露置至将被胶接物压合的时间。二．1.熔融粘度随着温度的降低而增长2.软化点取决于基本聚合物的结构和分子量，软化点高，耐热性能好，晾置时间短3.热稳定性是衡量耐热性，以此确定每次溶胶量的加热熔融时间4.晾置时间的影响是涂胶反应快速压合，尽量缩短晾置时间以保证胶接的质量3热熔胶在什么情况下一定要加抗氧剂？什么情况下可以不加？答：热熔胶加抗氧剂是为了防止热熔胶的氧化和热分解，如果使用热熔胶在180℃—230℃加热10小时以上或者所用的组分热稳定性差就要加抗氧剂，如果使用组分耐热性好，而且并不在高温条件下长时间加热，可以不加抗氧剂。4常用的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂热熔胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂热熔胶、聚酰胺树脂热熔胶、聚酯树脂热熔胶四种热熔胶各有何主要优缺点？答：乙烯-醋酸乙烯共聚树脂热熔胶优点：对多种材料具有良好的粘附性;胶层的强度，柔韧性，耐寒性均好，热熔流动性好，它与各种配合组分的混溶性好，有利于通过配合组分的调节，获得多种性能的热熔胶，以适应多种用途。价格相对其他热熔胶比较低廉。缺点：耐热，耐油性较差，强度低。乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂热熔胶优缺点：具有低熔性，低温性，使用范围较宽，热稳定性好，耐应力开裂比EVA树脂好。对聚丙烯类材料胶接性好；与石蜡相容