胶黏剂胶合原理与胶粘剂

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1、胶合原理与胶粘剂胶合原理与胶粘剂林学院：张晓燕林学院：张晓燕 内容提要：内容提要：1 胶粘剂的概念和分类胶粘剂的概念和分类2 胶粘剂的发展简史胶粘剂的发展简史3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用4 胶粘剂的发展趋势胶粘剂的发展趋势 绪绪 论论 1 胶粘剂的概念和分类胶粘剂的概念和分类概念概念:通过粘附作用，能使被胶接材料的表面紧密地胶合在通过粘附作用，能使被胶接材料的表面紧密地胶合在一起的物质叫胶粘剂。用胶粘剂把两个被胶接物牢固连接一起的物质叫胶粘剂。用胶粘剂把两个被胶接物牢固连接在一起称为胶接。在一起称为胶接。分类：分类：根据起胶接作用的物质种类分：根据起胶接作用的物质种类分

2、：天然胶粘剂：天然胶粘剂：原料来源广，成本低，不耐水。如植物胶、动原料来源广，成本低，不耐水。如植物胶、动物胶（以动物的皮、骨、筋等为原料，将其中所含的胶原物胶（以动物的皮、骨、筋等为原料，将其中所含的胶原蛋白经过部分水解，萃取和干燥制成的固体蛋白质。）。蛋白经过部分水解，萃取和干燥制成的固体蛋白质。）。合成胶粘剂：合成胶粘剂：胶合强度高，耐水性好。如合成树脂、合成橡胶合强度高，耐水性好。如合成树脂、合成橡胶。胶。4 优点：优点：n可实现不同种类或不同形状材料之间的连接，尤其是薄可实现不同种类或不同形状材料之间的连接，尤其是薄片材料；片材料；n粘接为面际连接，应力分布均匀，不易产生应力破坏，粘

3、接为面际连接，应力分布均匀，不易产生应力破坏，延长结构寿命；延长结构寿命；n密封性能良好，有很好的耐腐蚀性能（隔开被粘物，可密封性能良好，有很好的耐腐蚀性能（隔开被粘物，可减少不同金属连接的电位腐蚀）；减少不同金属连接的电位腐蚀）；5 优点：优点： n提高生产效率，降低成本；提高生产效率，降低成本；n减轻结构质量。通过交叉粘接能使各向异性材料的强减轻结构质量。通过交叉粘接能使各向异性材料的强度质量比及尺寸稳定性得到改善，得到挠度小，结构差度质量比及尺寸稳定性得到改善，得到挠度小，结构差异小、质量轻的结构；异小、质量轻的结构；n可赋予被粘物体以特殊的性能（导电胶、导磁胶、耐可赋予被粘物体以特殊的

4、性能（导电胶、导磁胶、耐高温胶、电绝缘胶）。高温胶、电绝缘胶）。6缺缺 点点n耐候性差；耐候性差；n胶接的不均匀使得扯离和剥离胶接的不均匀使得扯离和剥离强强度低，容易在接度低，容易在接头边缘首先破坏；首先破坏；n与机械物理与机械物理连接法相比，溶接法相比，溶剂型胶粘型胶粘剂的溶的溶剂易易挥发，而且某些溶而且某些溶剂易燃、有毒，会易燃、有毒，会对环境和人体境和人体产生危害。生危害。n胶接胶接质量因受多种因素的影响，不量因受多种因素的影响，不够稳定。定。7胶粘剂的污染问题胶粘剂的污染问题 常常见的胶粘的胶粘剂质量量问题主要是溶主要是溶剂挥发产生的有害物生的有害物质：n苯苯是一种致癌物是一种致癌物质

5、，人吸入，人吸入过量，会出量，会出现头晕、恶心、心、乏力、皮肤干燥、意乏力、皮肤干燥、意识模糊等模糊等现象，重者可象，重者可导致昏迷甚致昏迷甚至死亡。至死亡。n甲苯和二甲苯甲苯和二甲苯：对皮肤和粘膜刺激性大，皮肤和粘膜刺激性大，长期接触易引期接触易引起膀胱癌。起膀胱癌。n甲甲醛挥发较慢，吸入后会引起慢，吸入后会引起恶心，心，导致支气管炎，甚致支气管炎，甚至出至出现肺水肺水肿；n卤代代烃也是致癌物也是致癌物质，长期吸入会期吸入会损伤肝肝脏等器官。等器官。 2 胶粘剂的发展简史胶粘剂的发展简史早早期期的的胶胶粘粘剂剂以以天天然然高高分分子子物物质质为为材材料料，多多属属水水溶溶性性，沿沿用用了了几

6、几千千年年。如如我我国国古古代代劳劳动动人人民民在在很很早早就就使使用用天天然然动、植物胶胶接各种材料。动、植物胶胶接各种材料。n早在2000多年前，秦朝人以糯米浆与石灰制成的灰浆用作长城基石的胶黏剂。n公元前200年，西汉人用糯米制成的胶粘剂作棺木的密封剂，再配用防腐剂，使尸体保存完整，肌肉和关节仍有弹性。n古埃及人从金合欢树中提取阿拉伯胶，从鸟蛋、动物骨骼中提取骨胶，从松树中收集松脂制成胶黏剂，还用白土与骨胶混合，再加上颜料，用于棺木的密封及涂饰。 2 胶粘剂的发展简史胶粘剂的发展简史20世纪，世纪，化学工业的发展，出现了以合成高分子物质化学工业的发展，出现了以合成高分子物质为基础的新型胶

7、粘剂为基础的新型胶粘剂合成胶粘剂，使胶粘剂进入了合成胶粘剂，使胶粘剂进入了一个崭新的发展时期。一个崭新的发展时期。n1912年年美美国国的的L.H.贝贝克克兰兰首首先先将将酚酚醛醛树树脂脂作作为为胶胶粘粘剂剂用于木材的粘接；用于木材的粘接；n20年年代代末末至至30年年代代初初，脲脲醛醛树树脂脂作作为为胶胶粘粘剂剂也也用用于于木木材工业；材工业；从此，胶粘剂开始了以合成树脂胶粘剂为主的发展阶段。从此，胶粘剂开始了以合成树脂胶粘剂为主的发展阶段。 2 胶粘剂的发展简史胶粘剂的发展简史n4050年代，不饱和聚酯、环氧树脂和聚氨酯胶粘剂问年代，不饱和聚酯、环氧树脂和聚氨酯胶粘剂问世，世，合成橡胶合成

8、橡胶和和热塑性树脂热塑性树脂在粘接领域得到广泛应用；在粘接领域得到广泛应用；n此后，又开发了合成橡胶改性的合成树脂胶粘剂，即此后，又开发了合成橡胶改性的合成树脂胶粘剂，即橡橡胶树脂胶粘剂胶树脂胶粘剂，并成功的用于粘接飞机机身部件。于，并成功的用于粘接飞机机身部件。于是胶粘剂进入了粘接金属结构部件的发展阶段；是胶粘剂进入了粘接金属结构部件的发展阶段；n以后，合成胶粘剂又增加了新品种，如以后，合成胶粘剂又增加了新品种，如50年代末，单液年代末，单液型，在常温下能快速（几十秒）固化的型，在常温下能快速（几十秒）固化的氰基丙烯酸酯氰基丙烯酸酯胶胶粘剂实现工业化生产。粘剂实现工业化生产。 2 胶粘剂的发

9、展简史胶粘剂的发展简史目前目前世界合成胶粘剂品种已达世界合成胶粘剂品种已达5000余种，总产量超余种，总产量超过过1000万吨，销售额年均增长万吨，销售额年均增长5%。产量水系胶占。产量水系胶占45%，热熔胶占，热熔胶占20%，溶剂胶占，溶剂胶占15%，反应型胶占，反应型胶占10%，其它，其它10%。 随着胶粘剂工业的发展，胶合理论的研究也逐渐得到人们的重视。为了解释胶接现象，自20世纪40年代以来，人们提出了多种关于胶接机理的理论：吸附理论、机械胶接理论、静电理论、扩散理论、化学键理论等。 胶粘胶粘剂的的应用方面：用方面：n汽车工业汽车工业n航空航天航空航天n电子、电器工业电子、电器工业n机

10、械工业机械工业n建筑工业建筑工业n轻工业轻工业n造船工业造船工业n医疗医疗3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用13（1）汽车工业的应用）汽车工业的应用n现代汽车工业的技术进步要求结构材料轻量化、驾驶现代汽车工业的技术进步要求结构材料轻量化、驾驶安全化、节能环保化、美观舒适化等，因此一定采用安全化、节能环保化、美观舒适化等，因此一定采用铝合金、玻璃钢、蜂窝夹层结构，塑料、橡胶等新型铝合金、玻璃钢、蜂窝夹层结构，塑料、橡胶等新型材料，必然要大量以粘接代替焊接，胶粘剂用量明显材料，必然要大量以粘接代替焊接，胶粘剂用量明显增加。增加。3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用

11、14（2）航空航天的应用）航空航天的应用n航空工业是最早使用胶粘剂的行业，飞机制航空工业是最早使用胶粘剂的行业，飞机制造业是结构胶粘剂的主要用户。造业是结构胶粘剂的主要用户。n宇航工业和空间技术等都大量采用蜂窝结构、宇航工业和空间技术等都大量采用蜂窝结构、高强度高模量复合材料、玻璃钢、泡沫材料、高强度高模量复合材料、玻璃钢、泡沫材料、密封材料等，这些材料的制造和连接都离不密封材料等，这些材料的制造和连接都离不开胶粘剂和密封材料。开胶粘剂和密封材料。3 3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用15（3）电子、电器工业的应用）电子、电器工业的应用n集成电路、计算机等电子元器件、零部件和

12、整集成电路、计算机等电子元器件、零部件和整机生产与组装中，都要使用胶粘剂和密封胶，机生产与组装中，都要使用胶粘剂和密封胶，如光刻胶、导电胶、导磁胶等。如光刻胶、导电胶、导磁胶等。n各种家用电器设备，大量使用胶粘剂和密封胶，各种家用电器设备，大量使用胶粘剂和密封胶，如洗衣机、冰箱（柜）、空调、电饭煲、吸尘如洗衣机、冰箱（柜）、空调、电饭煲、吸尘器等。器等。3 3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用16（4）机械工业的应用）机械工业的应用n代替焊、铆、螺栓连接等，可以节约原材料减轻代替焊、铆、螺栓连接等，可以节约原材料减轻质量，减少应力集中，缩短工期，简化工艺，从质量，减少应力集中，

13、缩短工期，简化工艺，从而提高效率，降低成本；而提高效率，降低成本；n铸件砂眼，零件缺陷能修复后再用，可以减少废铸件砂眼，零件缺陷能修复后再用，可以减少废品；品；3 3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用17（5）建筑工业的应用）建筑工业的应用n各种装修材料的粘贴与固定都要大量的胶粘剂各种装修材料的粘贴与固定都要大量的胶粘剂和密封剂。和密封剂。n胶粘剂用于修补混凝土结构件缺陷、裂缝，操胶粘剂用于修补混凝土结构件缺陷、裂缝，操作简便，不仅保证使用性能，而且外观平整。作简便，不仅保证使用性能，而且外观平整。3 3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用18（6）轻工业的应用）

14、轻工业的应用n制鞋工业制鞋工业n家具工业家具工业n纺织工业：无纺布纺织工业：无纺布n包装工业：如箱、桶、盒、袋、纸薄膜复合包装包装工业：如箱、桶、盒、袋、纸薄膜复合包装（密封）（密封）n印刷工业：无线装订印刷工业：无线装订n此外，工艺美术、儿童玩具、体育用品、卫生器具、此外，工艺美术、儿童玩具、体育用品、卫生器具、婴儿尿布、文教用品等婴儿尿布、文教用品等3 3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用19（7）造船工业的应用）造船工业的应用n在船舶装配时不论是玻璃钢、木材，还是金属结构件在船舶装配时不论是玻璃钢、木材，还是金属结构件都要用到胶粘剂。都要用到胶粘剂。n除了用常规的胶粘剂进

15、行零部件的结构粘接之外，由除了用常规的胶粘剂进行零部件的结构粘接之外，由于船舶航行于江、湖、海的特殊环境，还大量使用密于船舶航行于江、湖、海的特殊环境，还大量使用密封剂用于甲板缝、舱孔、舷窗以及各种油、水管路和封剂用于甲板缝、舱孔、舷窗以及各种油、水管路和电缆贯通的密封。电缆贯通的密封。3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中的作用8、医疗方面的应用、医疗方面的应用n 接骨植皮、修补脏器、代替缝合、有效止血、接骨植皮、修补脏器、代替缝合、有效止血、粘接血管；以及牙齿的粘接、镶嵌、填充、美粘接血管；以及牙齿的粘接、镶嵌、填充、美饰等。饰等。3 3 胶粘剂在木材加工中的作用胶粘剂在木材加工中

16、的作用木材加工木材加工业对胶粘胶粘剂的要求：的要求：l原料来源广泛，价格便宜；原料来源广泛，价格便宜；l对木材没有侵木材没有侵蚀性；性；l具有适当的具有适当的流流动性性，对木材表面有很好的木材表面有很好的润湿湿性性。因。因为润湿是胶接的首要条件，流湿是胶接的首要条件，流动性能保性能保证胶粘胶粘剂均匀地分布于木材表面，适当的粘度均匀地分布于木材表面，适当的粘度可保可保证胶胶层有足有足够的胶量。的胶量。木材加工木材加工业对胶粘胶粘剂的要求：的要求：l使用使用方便，如适用期方便，如适用期长，固化，固化时间短，常温固短，常温固化，化，压力低等。力低等。l固化固化时能形成能形成坚固固的胶的胶层，胶接，胶

17、接强强度大。度大。l固化后胶固化后胶层有一定有一定弹性性，使胶接制品能，使胶接制品能进行弯行弯曲加工并抵抗膨曲加工并抵抗膨胀收收缩产生的生的应力，提高耐久力，提高耐久性。性。4 胶粘剂的发展趋势胶粘剂的发展趋势 p甲醛类胶粘剂：甲醛类胶粘剂：脲醛树脂胶脲醛树脂胶减缓树脂老化，降低收缩率，降低低甲醛减缓树脂老化，降低收缩率，降低低甲醛释放，提高胶合耐水性和耐老化性能；释放，提高胶合耐水性和耐老化性能；酚醛树脂胶酚醛树脂胶降低碱含量，降低固化温度，提高固化速降低碱含量，降低固化温度，提高固化速度，降低成本；度，降低成本；三聚氰胺树脂胶三聚氰胺树脂胶提高树脂韧性，降低成本，开发新型提高树脂韧性，降低

18、成本，开发新型浸渍用树脂。浸渍用树脂。4 胶粘剂的发展趋势胶粘剂的发展趋势p乳液胶粘剂：乳液胶粘剂： 是是胶胶粘粘剂剂发发展展的的趋趋势势，各各种种性性能能优优良良的的树树脂脂都都被被研研究究制制备备成成乳乳液液应应用用，胶胶粘粘剂剂有有由由溶溶液液型型向向乳乳液液型转变的倾向。型转变的倾向。p热热熔熔胶胶粘粘剂剂：降降低低熔熔融融粘粘度度，提提高高其其对对被被胶胶接接材材料料的的粘粘附附性性，调调节节收收缩缩应应力力，调调节节共共聚聚物物中中单单体体的比例，分子量以合成出理想的共聚物的比例，分子量以合成出理想的共聚物。总之，胶粘剂向快固化、单组分、高强度、耐高温、无溶剂、低粘度、不污染、省能

19、源、多功用等方向发展。 第一章第一章 木材胶接基础木材胶接基础内容提要：内容提要：n1.1 胶接的各种理胶接的各种理论n1.2 胶接胶接结构的耐久性与胶接破坏构的耐久性与胶接破坏n1.3 影响胶接影响胶接强强度的因素度的因素 n1.4 胶粘胶粘剂的的组成与分成与分类 n1.5 木材胶粘木材胶粘剂的合理的合理选择1.1 胶接的各种理论胶接的各种理论n1.1.1 吸附理吸附理论 n1.1.2 机械胶合理机械胶合理论 n1.1.3 扩散理散理论 n1.1.4 静静电理理论 n1.1.5 化学化学键理理论 1.1.1 吸附理吸附理论n理理论提出年代：提出年代：20世世纪40年代。年代。n理理论基基础：

20、表面吸附理表面吸附理论、分子极性（相异）理、分子极性（相异）理论、聚合物分子运、聚合物分子运动及分子及分子间作用理作用理论等。等。n吸附理吸附理论内容：内容：胶接作用是胶粘胶接作用是胶粘剂分子与被胶接分子与被胶接物分子在界面物分子在界面层上相互吸附上相互吸附产生的。胶接作用是生的。胶接作用是物理吸附和化学吸附共同作用的物理吸附和化学吸附共同作用的结果。而物理吸果。而物理吸附附则是是产生胶接作用的普遍性原因。生胶接作用的普遍性原因。 n 吸附理吸附理论认为胶接胶接过程分两个程分两个阶段段 ：胶粘胶粘剂分子通分子通过布朗运布朗运动，向被胶接物体表面，向被胶接物体表面移移动扩散，使二者的极性基散，使

21、二者的极性基团或分子或分子链段相互段相互靠近。在此靠近。在此过程中，升温、降低胶粘程中，升温、降低胶粘剂的粘度的粘度和施加接触和施加接触压力等都有利于布朗运力等都有利于布朗运动的的进行。行。 吸附引力的吸附引力的产生。当胶粘生。当胶粘剂和被胶接物体的分和被胶接物体的分子子间距达到距达到510-10m以下以下时，便，便产生分子生分子间引引力，即范德力，即范德华力。力。 1.1.1 吸附理吸附理论n范德范德华力和力和氢键是是产生胶接力的根源：生胶接力的根源：范德范德华力：作用能力：作用能E如公式所示：如公式所示： 包括包括 偶极力偶极力 诱导偶极力偶极力 色散力色散力氢键：属于弱的化学：属于弱的化

22、学键。可以包括在范德。可以包括在范德华力之内，看力之内，看作是一种特殊的偶极力，也可以不包括在范德作是一种特殊的偶极力，也可以不包括在范德华力内，力内，看作是一种弱的配位看作是一种弱的配位键。式中：式中： 分子偶极矩；分子偶极矩； 分子极化率；分子极化率； I I分子电离能；分子电离能； R分子间距离；分子间距离； K玻尔兹曼常数；玻尔兹曼常数； T 绝对温度。绝对温度。1.1.1 吸附理吸附理论 不足之处不足之处把胶接力与分子间力结合在一起，在一定的范围内解释了把胶接力与分子间力结合在一起，在一定的范围内解释了胶接现象。胶接现象。吸附理论把胶接作用主要归于分子间的作用力。它不能圆吸附理论把胶

23、接作用主要归于分子间的作用力。它不能圆满地解释胶粘剂与被胶接物之间的胶接力大于胶粘剂本身满地解释胶粘剂与被胶接物之间的胶接力大于胶粘剂本身的强度相关这一事实。的强度相关这一事实。在测定胶接强度时，为克服分子间的力所作的功，应当与在测定胶接强度时，为克服分子间的力所作的功，应当与分子间的分离速度无关。事实上，胶接力的大小与剥离速分子间的分离速度无关。事实上，胶接力的大小与剥离速度有关。度有关。吸附理论不能解释极性的吸附理论不能解释极性的-氰基丙烯酸酯能胶接非极性的氰基丙烯酸酯能胶接非极性的聚苯乙烯类化合物的现象；对高分子化合物极性过大，胶聚苯乙烯类化合物的现象；对高分子化合物极性过大，胶接强度反

24、而降低的现象也都无法解释。接强度反而降低的现象也都无法解释。 1.1.1 吸附理论吸附理论n理理论基基础：由由Mcbain，Hopkis提出，是胶接提出，是胶接领域中最早提出的胶接理域中最早提出的胶接理论。 任何物体的表面即使肉眼看起来十分光滑，但放大看任何物体的表面即使肉眼看起来十分光滑，但放大看还是十是十分粗糙，有些材料分粗糙，有些材料还是多孔性的。是多孔性的。n理理论内容：内容：液液态胶粘胶粘剂充充满被胶接物表面的被胶接物表面的缝隙或凹陷隙或凹陷处，或者在毛或者在毛细管管张力的作用下，从表面敞开的管孔渗到力的作用下，从表面敞开的管孔渗到细胞胞腔内，固化或硬化后在界面腔内，固化或硬化后在界

25、面产生生啮合合连接。接。1.1.2 1.1.2 机械胶接理论机械胶接理论n注意要点：注意要点：机械机械连接形式与浸接形式与浸润、分子、分子间作用力无关，通常称作用力无关，通常称为锚固作用或固作用或紧固作用。固作用。 对于木材来于木材来讲，机械，机械结合理合理论显得更得更为重要。因重要。因为木木材是多孔性材料，木材表面存在大量的材是多孔性材料，木材表面存在大量的纹孔和暴露在孔和暴露在外的外的细胞腔，胞腔，这是木材胶接形成胶接力（胶是木材胶接形成胶接力（胶钉作用）作用）的有利条件。的有利条件。佐伯等人利用佐伯等人利用扫描描电子子显微微镜观察察经过化学化学处理后的理后的婆婆罗洲樟木胶合板的胶接洲樟木

26、胶合板的胶接层，发现由由导管腔至管腔至细胞壁胞壁纹孔的各种木材孔的各种木材组织内腔中都有胶粘内腔中都有胶粘剂渗入。渗入。1.1.2 1.1.2 机械胶接理论机械胶接理论 贡献及不足之献及不足之处：n对多孔性材料的胶接有多孔性材料的胶接有贡献。献。n机械机械结合理合理论不能解不能解释非多孔性材料，如表面光滑的玻璃非多孔性材料，如表面光滑的玻璃等物体的胶接等物体的胶接现象，也无法解象，也无法解释由于材料表面化学性能由于材料表面化学性能的的变化化对胶接作用的影响。胶接作用的影响。n不能解不能解释空隙多的木材比孔隙少的木材胶接空隙多的木材比孔隙少的木材胶接强强度低，表面度低，表面粗糙的比粗糙的比经刨床

27、精加工的胶接刨床精加工的胶接强强度低。度低。n许多事多事实证明，机械明，机械结合力与物理吸附和化学吸附作用相合力与物理吸附和化学吸附作用相比，它是比，它是产生胶接力的第二位主要原因。生胶接力的第二位主要原因。1.1.2 1.1.2 机械胶接理论机械胶接理论1.1.3 扩散理论扩散理论n理理论基基础：Voyutskii基于高分子基于高分子链段越段越过界面界面相互相互扩散散产生分子生分子缠绕强强化化结合而合而产生胶接生胶接强强度，提出度，提出扩散理散理论。扩散理散理论对于同属于于同属于线性性高分子的胶接体系或高分子的胶接体系或轻度交度交联的高分子胶接体的高分子胶接体系是有效的。系是有效的。n扩散理

28、散理论内容：内容：胶粘胶粘剂和被胶接物分子通和被胶接物分子通过相相互互扩散而形成牢固的接散而形成牢固的接头，且胶接作用与它，且胶接作用与它们的互溶特性有关。的互溶特性有关。 贡献及不足之处贡献及不足之处n贡献：贡献：它能圆满解释许多工艺因素（温度、时间等）对它能圆满解释许多工艺因素（温度、时间等）对胶接性能的影响，而且也能解释胶粘剂组分对胶接强度胶接性能的影响，而且也能解释胶粘剂组分对胶接强度的影响。的影响。 因为在胶接体系中，适当降低分子量，有助于提高扩散因为在胶接体系中，适当降低分子量，有助于提高扩散系数，改善胶接性能。提高两种聚合物的接触时间和胶系数，改善胶接性能。提高两种聚合物的接触时

29、间和胶接温度，都将增强扩散作用，从而提高胶接强度。接温度，都将增强扩散作用，从而提高胶接强度。n局限性：局限性：它不能解释金属和陶瓷、玻璃等无机物的胶接它不能解释金属和陶瓷、玻璃等无机物的胶接现象。现象。 1.1.3 1.1.3 扩散理论扩散理论1.2.4 静电理论静电理论n理理论基基础：1949年前年前苏联学者根据胶膜从被粘物表面学者根据胶膜从被粘物表面剥离剥离时的放的放电现象，提出了静象，提出了静电理理论。 n理理论内容：在胶接接内容：在胶接接头中存在双中存在双电层，胶接力主要来，胶接力主要来自双自双电层的静的静电引力。当胶粘引力。当胶粘剂从被粘物剥离从被粘物剥离时，两，两个表面个表面间产

30、生了生了电位差，并且随着被剥离距离的增大位差，并且随着被剥离距离的增大而增加。达到一定的极限而增加。达到一定的极限时，便，便产生放生放电现象。象。 n将双将双电层等效等效为电容器的极板，容器的极板，粘附功粘附功就等于就等于电容器瞬容器瞬时放放电的能量。可按下式的能量。可按下式计算：算： 式中：式中：WA 粘附功；粘附功； Q 电荷的表面密度；荷的表面密度； h 放放电距离距离 （相当于（相当于电容器的极板容器的极板间距）；距）； 介介质的介的介电常数。常数。1.2.4 静电理论静电理论 贡献及不足之献及不足之处n解解释了粘附力与剥离速度有关的了粘附力与剥离速度有关的实验事事实，克服了吸附理，克

31、服了吸附理论的不足。的不足。 因为当胶接接头以极慢的速度剥离时，电荷可以从极板部分逸出，降低了电荷间的引力，减少了剥离时消耗的功。当快速剥离时，电荷没有足够的逸出，粘附功偏高。 n静静电引力引力对胶接胶接强强度的度的贡献可以忽略不献可以忽略不计。n静静电作用作用仅存在于能形成双存在于能形成双电层的胶接体系中，不具有普的胶接体系中，不具有普遍遍现象。象。1.2.4 1.2.4 静电理论静电理论1.2.5 化学键理论化学键理论n理理论内容：内容：胶接作用主要是化学胶接作用主要是化学键力作用的力作用的结果。果。胶粘胶粘剂与被粘物通与被粘物通过分子分子间化学反化学反应产生主价生主价键结合而合而获得高得

32、高强强度。化学度。化学键包括离子包括离子键、共价、共价键和金和金属属键。在胶接体系中主要是前二者。化学。在胶接体系中主要是前二者。化学键力比分力比分子子间力大得多。力大得多。 胶接体系产生化学键连接时，将有利于提高胶接强度，防止裂缝扩展，也能有效地抵抗应力集中和气候环境老化等因素的影响。n成成键形式：形式： 化学化学键是在化学反是在化学反应中形成的。胶接界面的化学中形成的。胶接界面的化学键可通可通过下述途径下述途径发生化学反生化学反应而形成：而形成：通通过胶粘胶粘剂和被胶接物中的活性基和被胶接物中的活性基团形成化学形成化学键通通过偶偶联剂使胶粘使胶粘剂与被粘物分子与被粘物分子间形成化学形成化学

33、键通通过表面表面处理理获得活性基得活性基团与胶粘与胶粘剂形成化学形成化学键1.2.5 化学键理论化学键理论1 活活泼氢与与NCO、COOH及及COCl反反应：2 羟基与基与NCO，RCHCH2，及，及RCH2，OH反反应 On偶偶联剂，一般含有两，一般含有两类反反应基基团。其中一。其中一类可与可与胶粘胶粘剂分子分子发生化学反生化学反应；另一；另一类基基团或其水解或其水解形成的基形成的基团。n偶偶联剂有若干有若干类型，型，应用最多的是硅用最多的是硅烷及其衍生及其衍生物。其通式物。其通式为：X3Si（CH2）nY，其中，其中X为可水解可水解的基的基团，水解后生成，水解后生成羟基并与被胶接表面的基基

34、并与被胶接表面的基团发生反生反应。Y是能与胶粘是能与胶粘剂发生反生反应的基的基团。n硅硅烷基基过氧化物偶氧化物偶联剂，它在，它在热的作用下分解成的作用下分解成自由基，可与自由基，可与烯类聚合物聚合物发生作用，从而促生作用，从而促进烯类聚合物的胶接。聚合物的胶接。通过偶联剂使胶粘剂与被粘物分子间形成化学键通过偶联剂使胶粘剂与被粘物分子间形成化学键1.2.5 化学键理论化学键理论n许多被胶接表面多被胶接表面经过表面表面处理后可理后可获得活性基得活性基团，在胶接在胶接过程中与胶粘程中与胶粘剂分子分子发生化学反生化学反应。n例如聚乙例如聚乙烯薄膜薄膜经电晕放放电处理可理可产生生OH、ONO2，、，、N

35、O3，等活性基，等活性基团，胶接，胶接时，与相，与相应的胶粘的胶粘剂分子可分子可发生化学反生化学反应。金属材料的表面。金属材料的表面处理，如氧化、阳极化理，如氧化、阳极化处理或酸洗理或酸洗处理均可理均可产生生活性氧化活性氧化层，与水可以形成水合，与水可以形成水合结构构MeOH。胶接胶接时，与胶粘，与胶粘剂可可发生化学反生化学反应。通过表面处理获得活性基团与胶粘剂形成化学键通过表面处理获得活性基团与胶粘剂形成化学键1.2.5 化学键理论化学键理论 贡献与不足献与不足n化学化学键理理论为许多事多事实所所证实，在相，在相应的的领域中是成功的。但是，它的不足也是域中是成功的。但是，它的不足也是显而易而

36、易见的。它无法解的。它无法解释大多数不大多数不发生化学反生化学反应的的胶接胶接现象。象。1.2.5 1.2.5 化学键理论化学键理论1.2 胶接结构的耐久性与胶接破坏胶接结构的耐久性与胶接破坏1.2.1 胶接耐久性胶接耐久性1.2.2 胶接破坏胶接破坏n接接头的的结构构n胶接接胶接接头的破坏的破坏类型型 n影响接影响接头破坏的因素破坏的因素1.2.1 胶接耐久性胶接耐久性n概念：概念：胶接胶接结构的耐久性是构的耐久性是标志胶接志胶接结构在大构在大气气环境作用下所能保持境作用下所能保持实用用强强度的一种特征，度的一种特征，也是也是标志胶接志胶接结构使用寿命的特征。构使用寿命的特征。n影响胶接影响

37、胶接结构耐久性的因素构耐久性的因素 应力作用：力作用： 水分作用：水分作用： 热氧化作用：氧化作用：1.2 1.2 胶接结构的耐久性与胶接破坏胶接结构的耐久性与胶接破坏n应力作用：力作用：包括收包括收缩膨膨胀应力和力和热应力。力。木材的多孔性及木材的多孔性及亲水性会使胶接水性会使胶接结构在吸水和排水构在吸水和排水时产生膨生膨胀或收或收缩，不同，不同树种及不同种及不同组织细胞的膨胞的膨胀收收缩有很大差有很大差别，在某些部位，在某些部位产生很大的生很大的膨膨胀收收缩应力；力；环境温度境温度变化的情况下，会化的情况下，会产生生热应力。力。应力的作用会加速力的作用会加速湿湿热老化和老化和热老化老化。因

38、。因为应力会在胶力会在胶接界面或胶接界面或胶层中中产生裂生裂纹有助于水分的有助于水分的进一步渗透，一步渗透，而水的而水的进入又促入又促进裂裂纹进一步增大。一步增大。n水分的作用：水分的作用： 水分作用于胶接界面水分作用于胶接界面处，体体积小，极性小，极性强强的水分的水分子很容易沿着子很容易沿着亲水性物水性物质向胶接界面渗透，破向胶接界面渗透，破坏界面坏界面氢键，减弱胶粘，减弱胶粘剂分子与被胶接材料表分子与被胶接材料表面的作用力。面的作用力。 水水对胶胶层有水解作用，有水解作用，也是降低胶接耐久性的一也是降低胶接耐久性的一个因素。因个因素。因为水能渗透到胶水能渗透到胶层的本体中，破坏的本体中，破

39、坏胶粘胶粘剂分子分子间的的氢键，降低胶粘，降低胶粘剂的力学性能的力学性能和物理性能；水和物理性能；水还可以使胶粘可以使胶粘剂的化学的化学键水解，水解，引起胶粘引起胶粘剂降解。降解。n热氧化作用：氧化作用：胶粘胶粘剂受受热产生两种作用：生两种作用： 化学化学变化，表化，表现为热分解；分解； 软化和熔融化和熔融胶粘胶粘剂受受热超超过热变形温度或玻璃化温度形温度或玻璃化温度时，胶，胶粘粘剂软化，力学性能会化，力学性能会显著下降，如果受著下降，如果受热温温度达到胶粘度达到胶粘剂的分解温度，胶粘的分解温度，胶粘剂就失去作用。就失去作用。1.2.2 胶接破坏胶接破坏n接接头结构：构：胶接接胶接接头在材在材

40、质上不完全上不完全连续，通常是，通常是应力集中部位，在外力和力集中部位，在外力和环境境应力作用下，可能力作用下，可能导致接致接头破坏。破坏。单位胶接面位胶接面积或或单位胶接位胶接长度上所能度上所能承受的最大承受的最大载荷称荷称为接接头的破坏的破坏强强度。度。 1，9被胶接物被胶接物 2，8被胶接物的表面被胶接物的表面 3，7胶粘胶粘剂与被胶接物的界面与被胶接物的界面层 4，6受界面影响的胶粘受界面影响的胶粘剂层 5胶粘胶粘剂 胶接接胶接接头结构构组成示意成示意图1.2 1.2 胶接结构的耐久性与胶接破坏胶接结构的耐久性与胶接破坏n胶接接胶接接头的破坏的破坏类型型根据接根据接头破坏的位置可以划分

41、破坏的位置可以划分为四种四种类型。型。 胶接胶接头破坏破坏类型示意型示意图 （1）被胶接物破坏（）被胶接物破坏（2）内聚破坏）内聚破坏 （3）界面破坏）界面破坏 （4）混合破坏）混合破坏 1.2.2 胶接破坏胶接破坏 胶接接胶接接头的破坏的破坏类型型（1）被胶接物破坏：）被胶接物破坏：发生在胶接部位的生在胶接部位的邻近近处，那，那里里应力最力最为集中。主要取决于二种材料自身的集中。主要取决于二种材料自身的强强度。当然度。当然还与材料内部的缺陷、构成接与材料内部的缺陷、构成接头后体系后体系内部胶内部胶层厚度，被胶接表面厚度，被胶接表面处理状况，理状况，组分分间相相互作用等有关。此互作用等有关。此

42、时，接，接头强强度并不等于材料自度并不等于材料自身身强强度。一般略低于材料度。一般略低于材料强强度。度。（2）内聚破坏）内聚破坏：即胶粘：即胶粘剂层破坏，取决于胶粘破坏，取决于胶粘剂自自身的内聚身的内聚强强度。度。（3）界面破坏：）界面破坏：是由被胶接材料的可粘性差造是由被胶接材料的可粘性差造成的。由于材料的非均一性及表面成的。由于材料的非均一性及表面处理、工理、工艺实施等施等环节的不均一性，完全的界面破坏是不的不均一性，完全的界面破坏是不存在的。在理想的条件下，即没有界面区存在存在的。在理想的条件下，即没有界面区存在时，其破坏，其破坏强强度主要取决于胶粘度主要取决于胶粘剂与被胶接物与被胶接物

43、之之间的粘附的粘附强强度，度，还与胶粘与胶粘剂和被胶接物的表和被胶接物的表面面强强度有关。度有关。（4）混合破坏：）混合破坏： 在胶接在胶接结构各部分的构各部分的强强度相近度相近时特特别容易容易发生。也是内聚破坏和界面破坏的生。也是内聚破坏和界面破坏的一种一种过渡状渡状态。 胶接接胶接接头的破坏的破坏类型型n接头破坏类型会随着各种条件的变化而转变。对于粘弹性高聚物，当温度升高时，分子链段热运动增加，应力松弛过程加快，受载时变形较大而强度较低。同样加载速度降低，外力作用时间增加了，应力松弛更充分，因此受载时，变形较大，强度较低。n大量的测试结果表明，胶膜变厚、慢速测试和升高测试温度三者是等效的，

44、往往导致内聚破坏；胶膜变薄、快速测试和降低测试温度也是等效的，结果导致界面破坏。1.2.2 胶接破坏胶接破坏n影响接影响接头破坏的因素破坏的因素（1） 弱界面弱界面层弱界面弱界面层理理论认为被胶接材料和胶粘被胶接材料和胶粘剂中，由于中，由于材料表面与内部存在着性材料表面与内部存在着性质上的差异而造成上的差异而造成结构不均匀性构不均匀性“弱界面弱界面层”。它也可能由于体系的。它也可能由于体系的低分子物或低分子物或杂质通通过扩散、吸附或聚集，在界散、吸附或聚集，在界面内面内产生低分子物富集的生低分子物富集的“弱界面弱界面层”。接接头在外力的作用下出在外力的作用下出现胶接的弱界面破坏或胶胶接的弱界面

45、破坏或胶接接强强度的急度的急剧下降。下降。实质上是低分子物上是低分子物质解吸解吸界面区内胶粘界面区内胶粘剂分子的分子的过程。程。 （2）内）内应力力 胶接胶接结构的内构的内应力主要指收力主要指收缩应力和力和热应力两种。在胶接力两种。在胶接过程中如何减少或程中如何减少或缓和内和内应力是一个非常重要的力是一个非常重要的课题。内内应力的来源：力的来源：n胶粘胶粘剂的固化或硬化的固化或硬化过程中体程中体积的收的收缩；n胶粘胶粘剂与被胶接材料的与被胶接材料的热膨膨胀系数不同，在温度系数不同，在温度变化化时产生生热应力；力；n被胶接材料的各向异性，在水分被胶接材料的各向异性，在水分变化的情况下收化的情况下

46、收缩膨膨胀的的不同不同产生内生内应力；力；n比重不相同的被胶接材料，其体比重不相同的被胶接材料，其体积的收的收缩膨膨胀往往有差异，往往有差异，在大面在大面积胶接中胶接中产生生较大的内大的内应力。力。（3）环境境应力力包括外界的机械作用力，温度波包括外界的机械作用力，温度波动的的热冲冲击，以，以及油、水等介及油、水等介质对胶接界面的化学作用。胶接界面的化学作用。油油在胶接在胶接过程中形成弱界面程中形成弱界面层，降低接，降低接头强强度，度，导致接致接头界面破坏。界面破坏。水水能解吸胶粘能解吸胶粘剂体系，接体系，接头在外力和水分的共在外力和水分的共同作用下，其破坏同作用下，其破坏类型可能由胶粘型可能

47、由胶粘剂的内聚破的内聚破坏坏转化化为界面破坏。界面破坏。多种多种环境因素的境因素的联合作用合作用。当水分被接。当水分被接头材料材料和胶粘和胶粘剂吸收吸收时，在氧气存在下可能生成酸性，在氧气存在下可能生成酸性物物质，进而腐而腐蚀接接头。1.3 影响胶接强度的因素影响胶接强度的因素1.3.1与木材相关的因素与木材相关的因素n密度和密度和树种种n湿湿润性性n木材含水率木材含水率n胶接面的胶接面的纹理与理与纤维方向方向n表面粗糙度与加工精度表面粗糙度与加工精度n抽提物抽提物n木材缺陷、生木材缺陷、生长特性特性n胶接面的胶接面的污染及其它染及其它1.3.2 与胶粘剂有关的因素与胶粘剂有关的因素n分子量及

48、其分布分子量及其分布n粘度粘度n浸透性浸透性n极性极性npH值值n胶层厚度胶层厚度1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素n木材胶接制品的胶接性能好坏，除了遵循一般胶接原理外，在很大程度上受木材自身的性能所左右。影响木材胶接性能的因素除了木材固有的因素之外，还有被胶接材在加工过程中所产生的因素。前者包括木材的密度、树种、湿润性、抽提物等，后者包括被胶接材的含水率、表面粗糙度等。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（1） 密度和密度和树种种 n木材破坏率（木破率）木材破坏率（木破率）：通常将木材破坏面通常将木材破坏面积占占整个胶接面整个胶接面积的比率叫做木材破坏率，它

49、和胶接的比率叫做木材破坏率，它和胶接强强度一起作度一起作为评价木材胶接性能的重要指价木材胶接性能的重要指标。n不同密度的不同密度的树种，种，评价其胶接好坏的指价其胶接好坏的指标木破木破率不同。率不同。 密度低的树种，木破率高，则认为胶接良好； 密度高的树种，木破率低，如果胶接强度足够高，也认为胶接良好。（2）湿）湿润和湿和湿润性性n湿湿润性性表征的是某些液体（水、胶粘表征的是某些液体（水、胶粘剂、染色、染色剂、油漆涂料等）与木材接触油漆涂料等）与木材接触时，在木材表面上，在木材表面上润湿、湿、铺展及粘附的展及粘附的难易程度和效果。易程度和效果。n被胶接材料的湿被胶接材料的湿润性不好其胶接也不好

50、。抽提物性不好其胶接也不好。抽提物含量高的及含松脂含量高的及含松脂树种的木材，湿种的木材，湿润不好，容易不好，容易引起胶接阻碍，油漆性能也不好。引起胶接阻碍，油漆性能也不好。 1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（3） 含水率含水率n胶接木胶接木质材料材料时，含水率是一个重要的参数，含水率是一个重要的参数，选择吸附性因木材含水率的不同而不同。吸附性因木材含水率的不同而不同。n从从选择吸附性的角度出吸附性的角度出发，胶接木材，胶接木材时其含水率其含水率应保保证在适当的范在适当的范围内。若被胶接材的含水率内。若被胶接材的含水率过高，涂布后的胶粘高，涂布后的胶粘剂被稀被稀释，粘度下降

51、，向木材，粘度下降，向木材内部内部过度浸透度浸透产生缺胶，生缺胶，导致胶粘致胶粘剂固化固化迟缓。n胶接木材胶接木材时的适宜含水率因胶粘的适宜含水率因胶粘剂种种类、性状、性状、胶接条件的不同而不同，一般胶接条件的不同而不同，一般为7%15%。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（4） 胶接面的胶接面的纹理与理与纤维方向方向n胶接力受被胶接材胶接力受被胶接材表面表面纹理方向理方向组合合的影响的影响变化化较大。胶接端切面大。胶接端切面时，胶粘，胶粘剂向向导管等内腔的浸管等内腔的浸透量大，透量大，为不便其缺胶，不便其缺胶，应在被胶接材的两个端在被胶接材的两个端切面上都涂胶。切面上都涂胶

52、。n木材的木材的强强度因度因纤维方向方向的不同而异，的不同而异，这种方向性种方向性差异也直接影响其胶接性能。一般差异也直接影响其胶接性能。一般说来，来，纤维方方向的角度越大，胶接向的角度越大，胶接强强度越低。度越低。纤维方向相互平方向相互平行胶接行胶接时，胶接力最大，胶接力最大，纤维相互垂直胶接相互垂直胶接对其其胶接力最小。胶接力最小。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（5） 表面粗糙度与加工精度表面粗糙度与加工精度n表面的粗糙度与胶接性能的关系受被胶接材的种表面的粗糙度与胶接性能的关系受被胶接材的种类、胶粘、胶粘剂的的韧性、涂胶量、粘度、加性、涂胶量、粘度、加压压力、力、热

53、压温度以及胶粘温度以及胶粘剂的种的种类等影响。等影响。n被胶接表面越平滑涂胶量越少，即使在被胶接表面越平滑涂胶量越少，即使在较低的低的压力作用下也容易得到良好的胶接；材面若粗糙，力作用下也容易得到良好的胶接；材面若粗糙，必必须增大涂胶量、提高加增大涂胶量、提高加压压力、力、还要使用适当要使用适当的填充的填充剂才能才能获得得满意的胶接效果。意的胶接效果。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（6） 抽提物抽提物 n抽提物是阻碍木材胶接的特殊成分，它影响胶粘抽提物是阻碍木材胶接的特殊成分，它影响胶粘剂的湿的湿润、或者阻碍胶粘、或者阻碍胶粘剂的固化，造成胶接困的固化，造成胶接困难。n抽

54、提物造成胶接困抽提物造成胶接困难的原因：的原因： 阻碍湿阻碍湿润，导致胶粘致胶粘剂层和木材之和木材之间的界面破坏；的界面破坏； 使胶粘使胶粘剂固化不良，固化不良，导致胶粘致胶粘剂层的内聚破坏；的内聚破坏； 使胶粘使胶粘剂过度渗透，度渗透，导致界面缺胶。致界面缺胶。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（7）木材缺陷和生）木材缺陷和生长特征特征n木材自身的缺陷，即天然缺陷，如木材自身的缺陷，即天然缺陷，如节子子等一般会使等一般会使胶接力下降。然而，如胶接力下降。然而，如针叶叶树的的应力木力木因其因其压缩强强度大，也有使其胶接力提高的情况。不度大，也有使其胶接力提高的情况。不过由于由

55、于应力力木木纵向收向收缩率异常地大，同正常木材混用，会率异常地大，同正常木材混用，会导致致翘曲、曲、变形和开裂。形和开裂。n旋旋转纹理和交理和交错纹理理其表面如果采用其表面如果采用净光刨刨削后，光刨刨削后，不会不会对胶接胶接产生影响，可是生影响，可是这种木材加工困种木材加工困难，通，通常的加工表面粗糙，常的加工表面粗糙，结果果导致胶接性能下降。致胶接性能下降。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（7）木材缺陷和生）木材缺陷和生长特征特征n树脂道中脂道中树脂脂的的扩散阻碍湿散阻碍湿润，致使此部位不能被胶接，致使此部位不能被胶接，这是是导致致针叶材胶合板鼓泡及放炮的原因之一。叶材胶

56、合板鼓泡及放炮的原因之一。n脆心材脆心材其其纤维呈破呈破损状，拉伸状，拉伸强强度异常地低，不能做度异常地低，不能做结构构材用。材用。这种木材胶接后，种木材胶接后，虽然木破率很高，但是胶接力极然木破率很高，但是胶接力极低。低。n湿心材湿心材其心材的含水率很高，加工后由于其反常收其心材的含水率很高，加工后由于其反常收缩，导致致变形、形、翘曲，造成胶接不良。曲，造成胶接不良。n边心材，心材，心材在某种程度上含有心材在某种程度上含有树脂与抽提物，与脂与抽提物，与边材相材相比其胶接性不好。比其胶接性不好。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（8）被胶接面的）被胶接面的污染及其他染及其他n

57、被胶接面的被胶接面的污染染对胶接性能影响很大。材面受胶接性能影响很大。材面受污染染首先首先妨碍胶粘妨碍胶粘剂的湿的湿润，致使胶接不能，致使胶接不能顺利利进行。行。n被胶接材表面切削或研磨后被胶接材表面切削或研磨后长时间放置放置，会，会导致胶致胶接性能下降。其原因是阻碍胶接的接性能下降。其原因是阻碍胶接的树脂或抽提物析脂或抽提物析出表面、光劣化等造成表面出表面、光劣化等造成表面钝化。化。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素（8）被胶接面的）被胶接面的污染及其他染及其他n胶合板与素材或者其他材料胶接胶合板与素材或者其他材料胶接时，采用砂光等采用砂光等处理将木材表面的理将木材表面的污

58、染物除去，可提高胶接效果染物除去，可提高胶接效果。特。特别是胶合板，是胶合板，应注意其因注意其因热压表面受脱模表面受脱模剂等的等的污染，所以在表面装染，所以在表面装饰、贴面等二次加工面等二次加工时，尤其，尤其应予以注意。予以注意。n用溶用溶剂清拭表面清拭表面时，对于多孔性材料于多孔性材料应注意由于残注意由于残余溶余溶剂蒸蒸发而而导致的水分凝致的水分凝结，常常会造成胶接不，常常会造成胶接不良。良。1.3.1 胶接与木材相关的因素胶接与木材相关的因素1.3.2 胶接与胶粘胶接与胶粘剂相关的因素相关的因素 （1）分子量及其力布）分子量及其力布n聚合物的分子量大小及其分布聚合物的分子量大小及其分布对胶

59、接性能胶接性能有有较大大的影响，而且的影响，而且还影响胶粘影响胶粘剂向被胶接材料里向被胶接材料里渗透渗透的速度的速度及在被胶接材料表面的的及在被胶接材料表面的的固化速度固化速度，也影，也影响胶粘响胶粘剂的的内聚内聚强强度度。n一般胶粘一般胶粘剂所用聚合物所用聚合物应具有相具有相应的分子量大小的分子量大小或聚合度范或聚合度范围，胶粘，胶粘剂才能有良好的胶接性能和才能有良好的胶接性能和较高的胶接内聚高的胶接内聚强强度。度。n聚合物的平均分子量相同而分子量分布不同聚合物的平均分子量相同而分子量分布不同时，其胶接其胶接强强度也不同。低聚物含量度也不同。低聚物含量较高高时，接，接头破破坏呈内聚破坏；高聚

60、物含量高坏呈内聚破坏；高聚物含量高时，接，接头破坏呈界破坏呈界面破坏。面破坏。 （2） 粘度及交粘度及交联度度n粘度粘度与胶接性能无直接关系与胶接性能无直接关系。只是粘度。只是粘度过低低时，加，加压的的时候胶粘候胶粘剂容易从胶接容易从胶接层渗出，向木材中渗出，向木材中过度度浸透，造成缺胶。浸透，造成缺胶。n受粘度影响最大的是胶粘受粘度影响最大的是胶粘剂的的涂涂饰性能性能。涂。涂饰方式方式不同不同时，粘度的适宜范，粘度的适宜范围是不同的。是不同的。n水溶性胶粘水溶性胶粘剂的粘度的粘度可以通可以通过添加增量添加增量剂、填充、填充剂或者加水来或者加水来进行行调节。1.3.2 胶接与胶粘剂相关的因素胶

61、接与胶粘剂相关的因素（3） 浸透性浸透性 n胶粘胶粘剂向木材中向木材中进行一定程度的浸透可以提高木行一定程度的浸透可以提高木材材这种多孔性材料之种多孔性材料之间的的机械机械结合力合力。但是，浸。但是，浸透透过度，胶粘度，胶粘剂将在木材中将在木材中扩散，不能形成均匀散，不能形成均匀的胶接的胶接层，产生表面缺胶，造成胶接不良。生表面缺胶，造成胶接不良。n胶粘胶粘剂的粘度的粘度对其浸透性影响很大，但是所用其浸透性影响很大，但是所用溶溶剂的种的种类、胶粘、胶粘剂的的浓度度等也有影响。当被胶接等也有影响。当被胶接体是木材体是木材时，特，特别是水溶性胶粘是水溶性胶粘剂其浸透性受其浸透性受木木材含水率材含水

62、率的影响的影响较大。大。 1.3.2 胶接与胶粘剂相关的因素胶接与胶粘剂相关的因素（4） 极性极性n被胶接材料的极性与湿被胶接材料的极性与湿润性关系极大。用极性的性关系极大。用极性的胶粘胶粘剂胶接极性材料，用非极性胶粘胶接极性材料，用非极性胶粘剂胶接非极胶接非极性材料，都可得到很好的胶接性材料，都可得到很好的胶接强强度。且表面极性度。且表面极性越越强强的的纤维材料，与胶粘材料，与胶粘剂形成形成氢键的能力越的能力越强强，胶接胶接强强度越高。度越高。n木材胶接用胶粘木材胶接用胶粘剂最常用的是最常用的是热固性固性树脂，如脂，如脲醛树脂、三聚脂、三聚氰胺胺树脂和酚脂和酚醛树脂等，脂等，这些都是些都是极

63、性物极性物质，可以，可以获得良好的胶接。得良好的胶接。1.3.2 胶接与胶粘剂相关的因素胶接与胶粘剂相关的因素（5） pH值n胶粘胶粘剂与胶接与胶接层呈极端的呈极端的强强酸性或酸性或强强碱性碱性时，会，会导致木材自身的脆弱化、或者致木材自身的脆弱化、或者变色，色，这是造成胶是造成胶接性能低下、接性能低下、污染的原因。染的原因。n脲醛树脂固化脂固化时残留的酸残留的酸导致木材老化，它作致木材老化，它作为催化催化剂加速了加速了树脂的水解，将脂的水解，将这些酸中和，可大些酸中和，可大大地提高其胶合耐水性。大地提高其胶合耐水性。n胶粘胶粘剂的固化若受的固化若受pH影响非常大影响非常大时，由于胶粘，由于胶

64、粘剂选择不当可能不当可能导致胶接失致胶接失败。1.3.2 胶接与胶粘剂相关的因素胶接与胶粘剂相关的因素（6） 胶接胶接层的厚度的厚度n一般一般认为获得最好的胶接得最好的胶接强强度和度和刚性，胶性，胶层的厚度的厚度在胶在胶层不不产生缺胶的情况下，生缺胶的情况下，应该尽量的薄，并且尽量的薄，并且均匀才能均匀才能获得良好胶接。一般希望胶接得良好胶接。一般希望胶接层的厚度在的厚度在2050m。其理由。其理由为：胶接胶接层越薄，凝聚力降低，可减少胶接越薄，凝聚力降低，可减少胶接层中的中的应力力集中点；集中点；在胶接在胶接层中中产生的内生的内应力力变小，而且能使其易于向小，而且能使其易于向被胶接材移被胶接

65、材移动，老化性也降低。，老化性也降低。1.3.2 胶接与胶粘剂相关的因素胶接与胶粘剂相关的因素（6） 胶接胶接层的厚度的厚度n由于被胶接体表面形状的原因，不得不增加胶接由于被胶接体表面形状的原因，不得不增加胶接层的厚度的厚度时，应使用空隙填充性胶粘使用空隙填充性胶粘剂，或者通，或者通过添添加填充加填充剂赋予它填充性。予它填充性。1.3.2 胶接与胶粘剂相关的因素胶接与胶粘剂相关的因素1.4 胶粘剂的组成与分类胶粘剂的组成与分类1.4.1 胶粘剂的组成胶粘剂的组成n胶料（基料、主剂）胶料（基料、主剂）n固化剂木材含水率固化剂木材含水率n增塑剂和增韧剂增塑剂和增韧剂n填充剂（填料）填充剂（填料）n

66、稀释剂、溶剂稀释剂、溶剂n其它助剂其它助剂1.4.2 胶粘剂的分类胶粘剂的分类 n固化方式分固化方式分n按物理形态分按物理形态分n按化学成分分按化学成分分n按用途分按用途分n按耐水性分按耐水性分1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成n实际胶接所用的胶粘胶接所用的胶粘剂是以基料是以基料为主主剂，配合各，配合各种固化种固化剂、增塑、增塑剂、稀、稀释剂、填料以及其它助、填料以及其它助剂等配制而成。等配制而成。n最早使用的胶粘最早使用的胶粘剂大都是来源于天然的胶接物大都是来源于天然的胶接物质，如淀粉、糊精、骨胶、如淀粉、糊精、骨胶、鱼胶等，以水作溶胶等，以水作溶剂，通，通过加加热配制而成。由于配制而成。由于

67、组分分单一，不能适一，不能适应各种各种用途上的要求。用途上的要求。n当今的胶粘当今的胶粘剂大都是采用合成高分子化合物大都是采用合成高分子化合物为主主剂，制成的胶粘，制成的胶粘剂有良好的胶接性能，可供各种有良好的胶接性能，可供各种胶接胶接场合使用。合使用。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（1） 胶料（主胶料（主剂、基料）、基料） n是胶粘是胶粘剂的主要成分，起胶接作用，的主要成分，起胶接作用，决定胶粘决定胶粘剂的基本特性，也是区分胶粘的基本特性，也是区分胶粘剂类别的重要的重要标志。志。n胶粘胶粘剂要求胶料有良好的粘附作用、湿要求胶料有良好的粘附作用、湿润性和相性和相容性。容性。因因为胶接制品的胶

68、接制品的强强度、耐久性、耐水性、度、耐久性、耐水性、耐候性等，取决于粘料的物理、化学及力学等方耐候性等，取决于粘料的物理、化学及力学等方面的特性。面的特性。（1） 胶料（主胶料（主剂、基料）、基料） n作作为胶粘胶粘剂的胶料有：的胶料有：热固性固性树脂脂（酚（酚醛树脂、脂、脲醛树脂等）；脂等）；热塑性塑性树脂脂 （聚醋酸乙（聚醋酸乙烯乳液等）；乳液等）；热熔性熔性树脂脂（乙（乙烯热熔胶等）；熔胶等）；合成橡胶合成橡胶（氯丁橡胶、丁丁橡胶、丁腈橡胶等）；橡胶等）；天然高分子天然高分子（淀粉、蛋白（淀粉、蛋白质、天然橡胶等）；、天然橡胶等）；无机化合物无机化合物（硅酸（硅酸钠、磷酸、磷酸盐等）。等

69、）。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（2）固化）固化剂和促和促进剂 n固化固化剂是直接参与化学反是直接参与化学反应，使胶粘，使胶粘剂发生固化生固化的成分，是某些胶粘的成分，是某些胶粘剂的主要添加成分的主要添加成分n促促进剂（催化（催化剂）是加速粘料与固化是加速粘料与固化剂反反应或促或促进粘料自身反粘料自身反应、缩短固化短固化时间、降低固化温度、降低固化温度的一种添加的一种添加剂。n固化固化剂的的选择，要根据胶料分子要根据胶料分子结构中特征基构中特征基团的反的反应特性，不同的胶料用不同的固化特性，不同的胶料用不同的固化剂，同种，同种胶料，固化胶料，固化剂的种的种类

70、和用量不同和用量不同时，都可能，都可能产生生性能差异性能差异悬殊的胶粘殊的胶粘剂。总之，参照胶料的性之，参照胶料的性质、固化条件及胶接制品的要求妥善采用。固化条件及胶接制品的要求妥善采用。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（3）增塑）增塑剂和增和增韧剂n增塑增塑剂是一种高沸点液体或低熔点固体化合物，因是一种高沸点液体或低熔点固体化合物，因而能增加胶粘而能增加胶粘剂的流的流动性，有利于湿性，有利于湿润、扩散和吸散和吸附。能与附。能与树脂混溶，但不参与固化反脂混溶，但不参与固化反应，主要通，主要通过隔离、屏蔽或偶合作用削弱聚合物分子隔离、屏蔽或偶合作用削弱聚合物分子间作用力而作用力而达到增塑目的。达

71、到增塑目的。n常用增塑常用增塑剂有有邻苯二甲酸二丁苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯、磷酸三苯酯等。等。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（3）增塑）增塑剂和增和增韧剂n增增韧剂是一种粘稠液体，属于是一种粘稠液体，属于单官能官能团或多官能或多官能团的化合物，能与胶粘的化合物，能与胶粘剂的粘料起反的粘料起反 应，成，成为固化体固化体系的一部分，系的一部分，对增增进胶粘胶粘剂的抗冲的抗冲击和伸和伸长率以及率以及开裂等缺陷有开裂等缺陷有较好效果。好效果。n常用增常用增韧剂有不有不饱和聚和聚酯、橡胶、橡胶类、聚、聚酰胺胺树脂、脂、缩醛类树脂及聚氨脂及聚氨酯树脂等。重要的脂等。重要的结构胶粘构胶粘剂，都是以体型都是

72、以体型结构的构的热固性固性树脂脂为粘料，并配以粘料，并配以热塑塑性性树脂或橡胶胶粘脂或橡胶胶粘剂等增等增韧剂。例如，酚。例如，酚醛-缩醛胶胶粘粘剂、酚、酚醛-氯丁橡胶胶粘丁橡胶胶粘剂等等。等等。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（4）填充）填充剂 （填料）（填料） n概念：概念：为改善胶粘改善胶粘剂的加工性、耐久性、的加工性、耐久性、强强度度及其它性能或降低成本而加入的非粘性固体物及其它性能或降低成本而加入的非粘性固体物质。n使用填充使用填充剂的目的的目的是改善胶粘是改善胶粘剂的某些特性，的某些特性，降低胶粘降低胶粘剂固化固化过程中的体程中的体积收收缩率，降低成率，降低成本或本或赋予胶粘予胶粘剂

73、某些性能。某些性能。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（4）填充）填充剂 （填料）（填料） n填充填充剂的作用：的作用： 提高机械性能：提高机械性能：如金属粉末、金属氧化如金属粉末、金属氧化为和和矿物物质可提高胶粘可提高胶粘剂的抗的抗压强强度，降低收度，降低收缩率，率，橡胶中加入炭黑可提高抗橡胶中加入炭黑可提高抗张强强度、硬度、耐磨度、硬度、耐磨性。性。 赋予胶粘予胶粘剂以新的性能：以新的性能：如胶粘如胶粘剂中加入中加入银粉粉可可导电；用；用铜粉、粉、铝粉作填充粉作填充剂，可改善胶粘，可改善胶粘剂的的导热性。性。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（4）填充）填充剂 （填料）（填料） n填充填充剂的

74、作用：的作用： 提高粘度，改善操作工提高粘度，改善操作工艺。 填充填充剂可起到增粘可起到增粘作用，适作用，适应垂直、垂直、悬置施工，避免胶液因在固置施工，避免胶液因在固化化过程中的流程中的流动、渗透而造成胶接界面缺胶或、渗透而造成胶接界面缺胶或透胶透胶现象。象。纤维状填充状填充剂增粘作用比增粘作用比较显著。著。 降低收降低收缩应力和力和热应力：力： 填充填充剂可可调节胶粘胶粘剂固化或硬化固化或硬化过程中的收程中的收缩率，减少胶粘率，减少胶粘剂与被与被胶接物胶接物间热膨膨胀系数的差系数的差别，并防止裂，并防止裂缝的的产生和延伸，因此可提高胶接生和延伸，因此可提高胶接强强度。度。1.4.1 胶粘胶

75、粘剂的的组成成（4）填充）填充剂 （填料）（填料） n填充填充剂的作用：的作用： 补强强作用：作用： 有些胶粘有些胶粘剂分子分子间的作用力弱，的作用力弱，内聚能低，因而力学性能不高。内聚能低，因而力学性能不高。选择适当适当颗粒粒大小的填充大小的填充剂与胶料大分子与胶料大分子链相互相互结合形成交合形成交联结构，当其中一条分子构，当其中一条分子链受到受到应力作用力作用时，可通可通过交交联点将点将应力分散力分散传递到其他分子上。到其他分子上。 其他作用：其他作用：蛋白蛋白质或含有或含有单宁的填充宁的填充剂，有降，有降低甲低甲醛系胶粘系胶粘剂的游离甲的游离甲醛的作用；的作用； 面粉面粉还有有延延长胶粘

76、胶粘剂适用期的作用，但加量适用期的作用，但加量过大会降低大会降低胶粘胶粘剂耐水性。耐水性。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（5）稀）稀释剂和溶和溶剂n稀稀释剂是一种用来降低胶粘是一种用来降低胶粘剂粘度、增加胶粘粘度、增加胶粘剂渗透能力、改渗透能力、改进工工艺性能的物性能的物质。n稀稀释剂种种类活性稀活性稀释剂： 分子中含活性基分子中含活性基团，在稀，在稀释过程中参程中参加反加反应，同，同时还能起增能起增韧作用。活性稀作用。活性稀释剂多用多用于于环氧氧树脂，其它脂，其它类型胶粘型胶粘剂用得用得较少。少。非活性稀非活性稀释剂（溶（溶剂）： 分子中不含活性基分子中不含活性基团，在，在稀稀释过程中不参

77、加反程中不参加反应，只是起到降低粘度的作，只是起到降低粘度的作用。它多用于橡胶用。它多用于橡胶类胶粘胶粘剂、酚、酚醛树脂、聚脂、聚酯树脂和脂和环氧氧树脂等。常用的非活性稀脂等。常用的非活性稀释剂有乙醇、有乙醇、丙丙酮、甲苯等。、甲苯等。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（6）偶）偶联剂n偶偶联剂在胶粘在胶粘剂与被胶接材料与被胶接材料间起架起架桥作用作用，通，通过它把胶粘它把胶粘剂的表面与被胶接材料的表面的表面与被胶接材料的表面连接起来。接起来。n偶偶联剂有若干有若干类型型，以硅，以硅烷及其衍生物及其衍生物为主。不同主。不同的偶的偶联剂所具有的官能所具有的官能团也是不同的，官能也是不同的，官能团的

78、活的活性不同，性不同，对胶接胶接强强度的改善也不同。度的改善也不同。n偶偶联剂与胶粘与胶粘剂的胶料的相溶性十分重要的胶料的相溶性十分重要。相容性。相容性好的偶好的偶联剂，可在被胶接材料的表面形成一个均一，可在被胶接材料的表面形成一个均一的面，的面，对粘料有最好的反粘料有最好的反应效果。效果。1.4.1 胶粘胶粘剂的的组成成（8） 其它其它组分分 为改善胶粘改善胶粘剂的某一性能，有的某一性能，有时加入特殊添加加入特殊添加剂。n加人防老加人防老剂，以提高耐大气老化性；，以提高耐大气老化性；n加防腐加防腐剂，以防止，以防止细菌的霉菌的霉变；n加增粘加增粘剂，以增加胶粘，以增加胶粘剂的粘附性和粘度；的

79、粘附性和粘度；n加阻聚加阻聚剂，以提高胶粘，以提高胶粘剂的的贮存存稳定性；定性；n加阻燃加阻燃剂，以提高胶接制品的耐燃性。，以提高胶接制品的耐燃性。总之，胶粘之，胶粘剂的的组分除胶料外，添加分除胶料外，添加剂依需要而定。依需要而定。1.4.2 胶粘胶粘剂的分的分类n胶粘胶粘剂种种类繁多，成分复繁多，成分复杂，可以从不同角度，可以从不同角度对胶粘胶粘剂进行分行分类。常用的主要有按胶粘。常用的主要有按胶粘剂胶料的胶料的主要成分、用途、形主要成分、用途、形态和固化方法和固化方法对胶粘胶粘剂进行行分分类。1.4.2 胶粘胶粘剂的分的分类（1） 按固化方式分按固化方式分类 1.4.2 胶粘胶粘剂的分的分

80、类（2） 按物理表按物理表观形形态分分类1.4.2 胶粘胶粘剂的分的分类(3) 按按主主要要化化学学成成分分分分类类1.4.2 胶粘胶粘剂的分的分类（4） 按用途分按用途分类l结构型胶粘构型胶粘剂：用于受力：用于受力结构件胶接的，能承受构件胶接的，能承受较大的大的动、静、静负荷并能荷并能长期使用的胶粘期使用的胶粘剂。l非非结构型胶粘构型胶粘剂：适用于非受力：适用于非受力结构件胶接的胶粘构件胶接的胶粘剂。1.4.2 胶粘胶粘剂的分的分类（5） 按耐水性分按耐水性分类1.4.2 胶粘胶粘剂的分的分类（6） 按固化方式分按固化方式分类1.5 木材胶粘剂合理选择木材胶粘剂合理选择n胶粘胶粘剂品品质繁多

81、，性繁多，性质不一，在不一，在选择胶粘胶粘剂时，只有只有选择合理，使用得当才能合理，使用得当才能发挥它的它的长处。n合理合理选择胶粘胶粘剂应从两个方面来考从两个方面来考虑： 胶接制品的要求胶接制品的要求 胶粘胶粘剂的使用特性的使用特性胶接强度、耐水性胶接强度、耐水性胶接耐久性胶接耐久性胶接制品毒性胶接制品毒性固体含量、粘度固体含量、粘度适用期适用期固化条件和固化时间固化条件和固化时间1.5.1 按木材胶接制品的要求按木材胶接制品的要求选择（1）胶接）胶接强强度和耐水性度和耐水性胶接胶接强强度：度：使胶接件中胶粘使胶接件中胶粘剂与被胶接物在界面与被胶接物在界面或或邻近近处发生破坏所需要的生破坏所

82、需要的应力。力。耐水性：耐水性：胶接件胶接件经水分或湿气作用后保持其胶接水分或湿气作用后保持其胶接性能的能力。性能的能力。胶接强度一般要求稍高于被胶接物的强度和胶粘剂的强度，但使用环境和使用目不同，对胶接强度和耐水性的要求也不同。1.5.1 按木材胶接制品的要求按木材胶接制品的要求选择（2）胶接耐水性）胶接耐水性胶接耐久性：胶接耐久性：是是标志胶接志胶接结构在大气构在大气环境作用下所能保境作用下所能保持其持其实用用强强度的一种特性，也是度的一种特性，也是标志胶接志胶接结构使用寿构使用寿命的特性。命的特性。脲醛树脂在高温、高湿及强酸性条件下使用，胶层易老化；酚醛树脂在苛刻的条件下有相当的耐久性，

83、在高温、高湿条件下更显示出其优良的耐久性；三聚氰胺树脂在高温、高湿条件下的耐久性不如酚醛树脂。1.5.1 按木材胶接制品的要求按木材胶接制品的要求选择（3）胶接制品的毒性）胶接制品的毒性胶接制品的毒性主要指甲胶接制品的毒性主要指甲醛、苯酚及其它有毒物、苯酚及其它有毒物质。对室内使用的胶接制品，其毒性大小是很室内使用的胶接制品，其毒性大小是很重要的，重要的，应选择低毒或无毒的胶粘低毒或无毒的胶粘剂。1.5.2 按胶粘按胶粘剂的使用特性的使用特性选择（1）胶粘）胶粘剂的固体含量和粘度的固体含量和粘度固体含量：固体含量：在在规定的温度和定的温度和时间条件下条件下测得的胶粘得的胶粘剂中非中非挥发性物性

84、物质的的质量百分数。量百分数。粘度：粘度：是反映流体内部阻碍相是反映流体内部阻碍相对流流动的一种特性，的一种特性，即一即一层流体流体对相相邻层流体运流体运动的阻力。的阻力。胶粘剂的固体含量和粘度决定着施胶量、施胶的均匀性和渗透性、施胶方法、施胶设备及胶接的工艺条件，最终决定胶接质量。1.5.1 按胶粘按胶粘剂的使用特性的使用特性选择（2）胶粘）胶粘剂的适用期的适用期胶粘胶粘剂的适用期：的适用期：指配置后的胶粘指配置后的胶粘剂能能维持其可持其可用性能的用性能的时间。胶粘剂的适用期对于固化时间与pH值有关的胶粘剂来说是非常重要的，如脲醛树脂，固化时间随酸性增强而缩短，但适用期也随之缩短。1.5.1

85、 按胶粘按胶粘剂的使用特性的使用特性选择（3）固化条件和固化）固化条件和固化时间胶粘胶粘剂的固化条件和固化的固化条件和固化时间随胶种或配方及制造工随胶种或配方及制造工艺的不同而异。胶粘的不同而异。胶粘剂的固化条件主要包括固化温度、的固化条件主要包括固化温度、压力、木材含水率。力、木材含水率。胶接温度有常温和高温两种，常温固化时间长，高温固化时间短；一定的压力可以使被胶接物表面紧密接触，使胶粘剂产生足够的胶接力；不同的胶粘剂对木材含水率的要求也不同，有较高的也有较低的，有严格的，也有不十分严格的。107107 以上有不当之处，请大家给与批评指正，以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！谢谢大家！