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粘合及粘結(jié)劑的分類和用途
發(fā)布時間:2020/6/9 11:35:11
修改時間:2022/8/23 16:12:51
發(fā)布者:溫州裕東
聯(lián)系電話:15858518818
關鍵詞:溫州裕東、粘結(jié)劑
描述:粘合劑在包裝工業(yè)中占有重要的地位,應用非常廣泛,例如紙和塑料薄膜包裝袋的搭接粘合和封口粘合,瓦楞紙板的制造,紙箱及紙盒的封合,各種包裝窗口封緘,制造各種膠帶等,粘合劑在包裝中的另一重要應用是制造復合材料,現(xiàn)代包裝材料正在向多層復合方向發(fā)展,而在復合材料的封合中,是很重要的原料,新型粘合劑的開發(fā),將促進新型包裝材料的發(fā)展。
粘合劑的應用有很久的歷史,在古代人們就開始使用天然粘合劑如粘土、骨膠、魚膠、淀粉、松脂等,但使用合成粘合劑還是近代的事情。隨著現(xiàn)代化學工業(yè)的發(fā)展,合成樹脂粘合劑不斷增加,合成粘合劑不斷增加,合成粘合劑的量己超過天然粘合劑,粘合劑的生產(chǎn)和使用狀況發(fā)生了根本的變化,粘結(jié)技術己逐漸發(fā)展成現(xiàn)代化科學技術的重要分支,廣泛應用于國民經(jīng)濟各部門,如火箭、導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、飛機、汽車、船舶、電子工業(yè)、塑料加工、醫(yī)療、建筑、包裝、木材加工等。
粘合劑在包裝工業(yè)中占有重要的地位,應用非常廣泛,例如紙和塑料薄膜包裝袋的搭接粘合和封口粘合,瓦楞紙板的制造,紙箱及紙盒的封合,各種包裝窗口封緘,制造各種膠帶等,粘合劑在包裝中的另一重要應用是制造復合材料,現(xiàn)代包裝材料正在向多層復合方向發(fā)展,而在復合材料的封合中,是很重要的原料,新型粘合劑的開發(fā),將促進新型包裝材料的發(fā)展。
1.粘合劑的分類及用途
粘合劑的分類及用途如表5.3所示:
關于溶劑的一些說明:
酮類:由仲醇氧化后制取。如丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮等。
芳香烴:由煤焦油蒸溜后制取。如苯、甲苯、二甲苯與萘等。
酯類:由酸與醇縮合脫水后制取。如甲酸甲酯、甲酸乙酯乙酸乙酯、乙酸丁酯等。
注:A在液體狀態(tài)時涂布,粘合后加熱固化的粘合劑, B制成乳液或溶液涂布,粘合后蒸發(fā)溶劑使之固化
◎最優(yōu); ○優(yōu); ◇良; △合格; ×不合格
2.包裝常用粘合劑
1)聚醋酸乙烯(PVAC)
聚醋酸乙烯聚合后制成的。這種粘合劑的特點,具有中等程度極性,能使極性差不多的木材、紙、布和玻璃等物質(zhì),理想地粘合在一起。其優(yōu)點是凝聚力大,粘結(jié)強度高,價格便宜。缺點是不能粘結(jié)聚氯乙烯等非極性材料;在永久載荷作用下會發(fā)生蠕變;耐熱性差,60~70℃即軟化;低溫變脆、耐水性差等。但是,這些缺點可通過添加改性劑或與其他單體共聚后加以改善。
2)聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯加堿水解后制成的,由于OH使分子間氫鍵結(jié)合,所以聚乙烯醇的結(jié)晶性高,沒有粘結(jié)強度,因此聚乙烯醇不能直接作為粘合劑使用。
通常所說的聚乙烯醇粘合劑,不是純粹的聚乙烯醇,是指殘留2~12%醋酸乙烯的聚乙烯醇。
由于聚乙烯醇有溶于水的特點,適用于木材、紙與纖維的
粘結(jié)。其缺點是耐水粘結(jié)力差,與固性樹脂配合可以提高其耐水性和耐熱性。
3)丙烯酸樹脂
丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯制成的。這種粘合劑耐老化性、耐水性、柔軟性以及對金屬的粘結(jié)性等均很優(yōu)良。不必使用增塑劑即具有柔性,是這種粘合劑的特點,丙烯酸粘合劑分溶劑型和乳液型兩種??捎糜谄じ?、纖維、木材、橡膠、聚氯乙烯等各種塑料的粘結(jié)。這種粘合劑很少使用單一聚合體。多與其它物質(zhì)共聚,改善其性質(zhì)后使用。
4)酚醛樹脂
酚醛樹脂是酚類和醛類在酸性或堿性催化劑存在下進行加成和縮聚反應而制得的,主要應用的酚類原料有苯酚、甲酚、二甲酚、對叔丁酚、對位苯基苯酚等;醛類主要有甲醛和糠醛。市售品通常以含有50~60%的水或乙醇的溶劑型粘合劑形式出售,使用時加入甲醛或六亞基四胺,即使在常溫下也能固化。因此,常溫下耐水持久,耐低溫是這種粘合劑的特點。多用于飛
機的層壓板、復合材料、水膠合板等。目前,在橡膠業(yè)和汽車輪胎方面使用的粘合劑,主要是在天然或合成乳膠中,加入水溶性可溶酚醛樹脂制成的粘合劑。
5)脲醛樹脂
脲醛樹脂是尿素與甲醛在酸性條件下進行反應后得到的不溶性無定型線性聚合物次甲基尿素。但是這種不溶聚合物不能使用,為此需在堿融媒作用下制取水溶性的羥甲基尿素的混合物。作為粘合劑,可以是水溶液的形式或把水溶液干燥后制成粉末的形式。為了改善其水溶性,也可以與三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、間苯二酚制成混合物或縮合物。這種粘合劑的特點是價格便宜,粘結(jié)力強、常溫固化,常用于成型、織物與紙材的加工,也可用于涂料,但用量最大的是木材粘結(jié)。
6)天然橡膠
天然橡膠是從橡膠樹上割取的天然膠乳,天然膠乳中含橡膠35-40%。市售品是用氨將其穩(wěn)定后,濃縮至含橡膠60-70%的制品,配以增粘劑、增量劑、填充劑與硫化劑制成天然膠乳粘合劑。其彈性、拉伸強度、粘結(jié)性、耐水性等均甚優(yōu)異;耐油性、耐增塑劑性、耐熱性(軟化)與耐老化性較差。此粘合劑應用于橡膠、織物、皮革、紙張的粘合。
7)淀粉
淀粉的分子式是 以表示多糖類。不溶于冷水,在熱水中分散為分子團,呈糊狀,淀粉的主要成分是支鏈淀粉(α-支鏈淀粉20~80%),其中包含直鏈淀粉(β-直鏈淀粉20~30%),直鏈淀粉難溶于水,因此,淀粉在水中不溶解,若與水共同加熱,外部的支鏈淀粉破裂,里面的直鏈淀粉才溶于水中成為淀粉糊,加堿可使糊化溫度降低。制作工業(yè)漿糊時,加入適量苛性鈉后加熱,再加入福爾馬林(甲醛水)。淀粉常用作瓦楞紙的粘體劑。
8)糊精
淀粉在酸或淀粉酶的作用下水解為葡萄糖,將其中間產(chǎn)物的混合物,淀粉加熱到190~230℃或加酸加到110~140℃即可制成糊精。糊精是白色或黃色無定形粉末,溶于水或乙醇中成為透明的粘液,呈阿拉伯樹膠狀,糊精有高的溶解性,可以制出高固體含量的、粘性很穩(wěn)定的、低粘度的粘合劑。這樣就可以滿足機械化大生產(chǎn)上膠流水線的要求,也常用作標簽、卷煙紙、辦公、信封用漿糊等。
9)膠(明膠)
膠是從所謂原膠的一種硬蛋白質(zhì)中得到的蛋白質(zhì)的總稱。高純度的叫明膠。膠是把含有原膠的動物的結(jié)蒂組織,主要是牛、豬、水牛的骨、皮、腱、鯨魚皮、魚皮等浸漬在石灰乳中,以水洗、中和,然后與水一起加熱制成的,它是一種熱塑性膠,熔點很低,一般在18~32℃。質(zhì)量越好,熔點越高,動物膠成品是干燥的、微帶褐色的黃色小顆粒,燃燒時有特殊的氣味,在水中能吸水膨脹。溶于熱水,冷卻后成凝膠。不溶于大多數(shù)油及油脂中,能耐苯、甲苯、氯仿、二硫化碳、乙醇、乙醚等。可用低級脂及醇沉淀動物膠,能溶于甘油和醋酸中。它的優(yōu)點是價格便宜,粘結(jié)后短時間內(nèi)即可達到高強度;粘結(jié)力不受氣溫影響;凝膠化的膠加熱后能重復使用,但老化后的不能再用。缺點是耐水性差,易霉變,干膠需要經(jīng)過溶解才能使用,在包裝中應用很多,如卷管
迭合、紙箱、再濕性膠帶等。
10)水玻璃(硅酸鈉)
硅酸鈉是石英砂與苛性鈉共熔后制成,普通的水玻璃含有1克分子的
對應于2~4克分子的
是玻璃狀固體,市售品是無色透明、濃厚的水溶液,粘結(jié)力強,在空氣中干燥后成玻璃狀,以前用作瓦楞紙的粘合劑,但現(xiàn)在幾乎不用了。
用于制作玻璃、陶瓷器及其無機物質(zhì)的粘合劑,耐火和耐酸涂料,與蛋白質(zhì)混合還可以做瓦楞紙的防水粘合劑。
1)聚醋酸乙烯(PVAC)
聚醋酸乙烯聚合后制成的。這種粘合劑的特點,具有中等程度極性,能使極性差不多的木材、紙、布和玻璃等物質(zhì),理想地粘合在一起。其優(yōu)點是凝聚力大,粘結(jié)強度高,價格便宜。缺點是不能粘結(jié)聚氯乙烯等非極性材料;在永久載荷作用下會發(fā)生蠕變;耐熱性差,60~70℃即軟化;低溫變脆、耐水性差等。但是,這些缺點可通過添加改性劑或與其他單體共聚后加以改善。
2)聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯加堿水解后制成的,由于OH使分子間氫鍵結(jié)合,所以聚乙烯醇的結(jié)晶性高,沒有粘結(jié)強度,因此聚乙烯醇不能直接作為粘合劑使用。
通常所說的聚乙烯醇粘合劑,不是純粹的聚乙烯醇,是指殘留2~12%醋酸乙烯的聚乙烯醇。
由于聚乙烯醇有溶于水的特點,適用于木材、紙與纖維的
粘結(jié)。其缺點是耐水粘結(jié)力差,與固性樹脂配合可以提高其耐水性和耐熱性。
3)丙烯酸樹脂
丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯制成的。這種粘合劑耐老化性、耐水性、柔軟性以及對金屬的粘結(jié)性等均很優(yōu)良。不必使用增塑劑即具有柔性,是這種粘合劑的特點,丙烯酸粘合劑分溶劑型和乳液型兩種??捎糜谄じ?、纖維、木材、橡膠、聚氯乙烯等各種塑料的粘結(jié)。這種粘合劑很少使用單一聚合體。多與其它物質(zhì)共聚,改善其性質(zhì)后使用。
4)酚醛樹脂
酚醛樹脂是酚類和醛類在酸性或堿性催化劑存在下進行加成和縮聚反應而制得的,主要應用的酚類原料有苯酚、甲酚、二甲酚、對叔丁酚、對位苯基苯酚等;醛類主要有甲醛和糠醛。市售品通常以含有50~60%的水或乙醇的溶劑型粘合劑形式出售,使用時加入甲醛或六亞基四胺,即使在常溫下也能固化。因此,常溫下耐水持久,耐低溫是這種粘合劑的特點。多用于飛
機的層壓板、復合材料、水膠合板等。目前,在橡膠業(yè)和汽車輪胎方面使用的粘合劑,主要是在天然或合成乳膠中,加入水溶性可溶酚醛樹脂制成的粘合劑。
5)脲醛樹脂
脲醛樹脂是尿素與甲醛在酸性條件下進行反應后得到的不溶性無定型線性聚合物次甲基尿素。但是這種不溶聚合物不能使用,為此需在堿融媒作用下制取水溶性的羥甲基尿素的混合物。作為粘合劑,可以是水溶液的形式或把水溶液干燥后制成粉末的形式。為了改善其水溶性,也可以與三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、間苯二酚制成混合物或縮合物。這種粘合劑的特點是價格便宜,粘結(jié)力強、常溫固化,常用于成型、織物與紙材的加工,也可用于涂料,但用量最大的是木材粘結(jié)。
6)天然橡膠
天然橡膠是從橡膠樹上割取的天然膠乳,天然膠乳中含橡膠35-40%。市售品是用氨將其穩(wěn)定后,濃縮至含橡膠60-70%的制品,配以增粘劑、增量劑、填充劑與硫化劑制成天然膠乳粘合劑。其彈性、拉伸強度、粘結(jié)性、耐水性等均甚優(yōu)異;耐油性、耐增塑劑性、耐熱性(軟化)與耐老化性較差。此粘合劑應用于橡膠、織物、皮革、紙張的粘合。
7)淀粉
淀粉的分子式是 以表示多糖類。不溶于冷水,在熱水中分散為分子團,呈糊狀,淀粉的主要成分是支鏈淀粉(α-支鏈淀粉20~80%),其中包含直鏈淀粉(β-直鏈淀粉20~30%),直鏈淀粉難溶于水,因此,淀粉在水中不溶解,若與水共同加熱,外部的支鏈淀粉破裂,里面的直鏈淀粉才溶于水中成為淀粉糊,加堿可使糊化溫度降低。制作工業(yè)漿糊時,加入適量苛性鈉后加熱,再加入福爾馬林(甲醛水)。淀粉常用作瓦楞紙的粘體劑。
8)糊精
淀粉在酸或淀粉酶的作用下水解為葡萄糖,將其中間產(chǎn)物的混合物,淀粉加熱到190~230℃或加酸加到110~140℃即可制成糊精。糊精是白色或黃色無定形粉末,溶于水或乙醇中成為透明的粘液,呈阿拉伯樹膠狀,糊精有高的溶解性,可以制出高固體含量的、粘性很穩(wěn)定的、低粘度的粘合劑。這樣就可以滿足機械化大生產(chǎn)上膠流水線的要求,也常用作標簽、卷煙紙、辦公、信封用漿糊等。
9)膠(明膠)
膠是從所謂原膠的一種硬蛋白質(zhì)中得到的蛋白質(zhì)的總稱。高純度的叫明膠。膠是把含有原膠的動物的結(jié)蒂組織,主要是牛、豬、水牛的骨、皮、腱、鯨魚皮、魚皮等浸漬在石灰乳中,以水洗、中和,然后與水一起加熱制成的,它是一種熱塑性膠,熔點很低,一般在18~32℃。質(zhì)量越好,熔點越高,動物膠成品是干燥的、微帶褐色的黃色小顆粒,燃燒時有特殊的氣味,在水中能吸水膨脹。溶于熱水,冷卻后成凝膠。不溶于大多數(shù)油及油脂中,能耐苯、甲苯、氯仿、二硫化碳、乙醇、乙醚等。可用低級脂及醇沉淀動物膠,能溶于甘油和醋酸中。它的優(yōu)點是價格便宜,粘結(jié)后短時間內(nèi)即可達到高強度;粘結(jié)力不受氣溫影響;凝膠化的膠加熱后能重復使用,但老化后的不能再用。缺點是耐水性差,易霉變,干膠需要經(jīng)過溶解才能使用,在包裝中應用很多,如卷管
迭合、紙箱、再濕性膠帶等。
10)水玻璃(硅酸鈉)
硅酸鈉是石英砂與苛性鈉共熔后制成,普通的水玻璃含有1克分子的
對應于2~4克分子的
是玻璃狀固體,市售品是無色透明、濃厚的水溶液,粘結(jié)力強,在空氣中干燥后成玻璃狀,以前用作瓦楞紙的粘合劑,但現(xiàn)在幾乎不用了。用于制作玻璃、陶瓷器及其無機物質(zhì)的粘合劑,耐火和耐酸涂料,與蛋白質(zhì)混合還可以做瓦楞紙的防水粘合劑。
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