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第一章 合成胶粘剂的发展和应用 1

第一节 胶粘剂的发展历史 1

第二节 合成胶粘剂的种类 2

第三节 合成胶粘剂的应用 4

第四节 胶接工艺的优缺点 7

第五节 胶接工艺中应该注意的几个问题 10

一、正确选择连接方式 10

二、重视接头设计和被粘材料的表面处理 11

三、合理选择胶粘剂 12

四、胶粘剂配方的改进 13

参考文献 14

第二章 胶接接头的形成 16

第一节 被粘物的表面结构 16

一、浸润的热力学问题 17

第二节 胶粘剂对被粘物表面的浸润 17

二、浸润的动力学问题 21

三、表面化学参数与胶接强度的关系 21

第三节 粘附机理 22

一、机械结合理论 22

二、吸附理论 23

三、扩散理论 27

四、静电理论 29

五、化学键结合 30

六、总结 31

第四节 胶粘剂的固化 32

一、热熔胶 32

二、溶液胶粘剂 33

三、乳液胶粘剂 34

四、热固性胶粘剂 35

第五节 胶接接头的内应力问题 38

一、收缩应力 39

二、热应力 41

第六节 胶粘剂的力学性能 42

一、非晶态高聚物力学性能的特点 42

二、非晶态高聚物的物理状态 43

三、蠕变和应力松弛 45

四、高分子固体的强度 46

五、胶粘剂的配方 49

参考文献 50

第三章 被粘材料的表面处理与胶接 53

第一节 表面特性与胶接强度 53

一、清洁度的影响 53

二、粗糙度的影响 56

三、表面化学结构的影响 59

一、溶剂、碱液和超声波脱脂法 63

(一) 溶剂脱脂法 63

第二节 表面处理方法 63

(二) 碱液脱脂法 64

(三) 超声波脱脂法 65

二、机械加工、打磨和喷砂 66

三、化学腐蚀法 68

四、涂底胶法 69

五、放电法 70

六、表面处理方法对其它性能的影响 71

(一) 对被粘金属机械性能的影响 71

(二) 对金属“贮存期”的影响 72

第三节 各种材料表面的处理与胶接 74

一、金属材料表面的处理与胶接 74

(一) 铝合金 74

(三) 对接头耐久性的影响 78

(二) 碳钢 81

(三) 不锈钢 82

(四) 钛合金 83

(五) 镁合金 85

(六) 铜和铜合金 86

(七) 其它金属(镍、铬、锌、钨、铍、镉、锗、金、铂、银、锡、铅、电镀金属) 87

二、高分子材料表面的处理与胶接 90

(一) 含氟高聚物 90

(二) 聚烷烯烃 93

(三) 聚酯、聚碳酸酯 95

(四) 聚醚 96

(五) 聚酰胺 97

(六) 赛璐珞 97

(七) 聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硬质聚氯乙烯 97

(八) 聚酰亚胺 98

(九) 酚醛、脲醛、环氧和不饱和聚酯制品 98

(十) 层压塑料 98

(十二) 合成橡胶 99

(十一) 天然橡胶 99

(十三) 硅橡胶 100

三、其它材料表面的处理与胶接 101

(一) 玻璃 101

(二) 陶瓷 101

(三) 水泥制品 102

(四) 木材 102

参考文献 103

第四章 胶接接头的力学性能与强度测试 108

第一节 胶接接头的破坏力学 108

一、胶接接头的破坏强度和破坏类型 108

二、胶接接头破坏机理 110

三、测试温度、加载速度对胶接接头破坏强度的影响 112

第二节 剪切强度与正拉强度 115

(一) 单搭接拉伸剪切强度测试方法 116

一、剪切强度的测试 116

(二) 压缩剪切强度测试方法 118

(三) 扭转剪切强度测试方法 119

二、搭接接头受剪切力作用时的应力分布 119

(一) 应力分布是不均匀的 119

(二) 被粘物上的应力集中 122

(三) 胶粘剂层上的应力集中 123

三、影响接头抗剪强度的因素 124

(一) 被粘物的性质和厚度的影响 124

(二) 胶粘剂性质的影响 125

(三) 胶粘剂层厚度的影响 126

(四) 搭接长度的影响 127

(五) 测试温度和加载速度的影响 128

(一) 正拉强度的测试方法 130

(二) 影响接头正拉强度的因素 130

四、正拉强度的测试方法和影响接头正拉强度的因素 130

第三节 剥离强度和劈开强度 131

一、剥离和劈开的异同 131

二、剥离强度和劈开强度的测试 133

(一) 剥离强度的测试方法 133

(二) 劈开强度的测试方法 136

(三) 不均匀扯离强度的测试方法 137

(四) 其它“线受力”破坏的强度测试方法 137

三、胶接接头“线受力”时的应力分布 138

四、影响剥离强度、劈开强度的因素 141

(一) 剥离角对剥离强度的影响 141

(二) 被粘物的性质和厚度的影响 142

(三) 接头几何尺寸的影响 142

(四) 胶粘剂性质的影响 143

(五) 胶层厚度的影响 144

(六) 测试温度的影响 145

一、测试方法 146

第四节 冲击强度 146

二、影响冲击强度的因素 147

三、“T”剥离冲击试验 149

第五节 接头的持久强度和蠕变 150

一、持久强度和蠕变长度的测定 150

二、胶接接头在应力长时间作用下的破坏过程 151

三、影响持久强度的因素 153

(一) 加载应力与持久寿命的关系 153

(二) 温度与持久寿命的关系 154

(三) 不同的胶粘剂对持久强度的影响 154

四、胶粘剂的蠕变 155

第六节 胶接接头的疲劳强度 156

一、疲劳强度的测定 156

二、疲劳破坏的过程 158

(一) 疲劳强度与疲劳寿命的关系 159

三、影响疲劳强度的因素 159

(二) 温度对疲劳寿命的影响 160

(三) 应力交变的频率对疲劳强度的影响 160

(四) 应力分布对疲劳强度的影响 161

附：等应力增加法预计疲劳和持久极限强度 164

第七节 胶接接头的设计 166

一、接头设计的重要性及一般原则 166

二、平板对接接头的设计 167

三、管材对接接头的设计 171

四、角接和“T”形胶接接头的设计 172

五、平面胶接接头的设计 173

六、胶接与柳接、螺栓连接和点焊等混合连接形式 173

(一) 混合连接的优点 173

(二) 混合连接的工艺和应用 174

参考文献 176

第一节 金属胶接接头的大气老化 179

第五章 胶接接头的老化问题与环境试验 179

一、大气曝晒试验法 180

二、金属胶接接头大气老化的一些规律 181

三、金属胶接接头大气老化的机理 188

(一) 水的作用 188

(二) 应力存在的影响 194

(三) 被粘金属表面的腐蚀的影响 198

(四) 其他因素的影响 200

四、提高金属胶接接头耐大气老化性能的途径 201

(一) 改进胶粘剂的化学结构 201

(二) 偶联剂及底胶的正确使用 202

(三) 寻找更好的金属被粘物表面处理方法 204

(四) 其它途径 205

一、金属胶接接头的热老化机理 206

(一) 胶粘剂的热老化机理 206

第二节 金属胶接接头的热老化 206

(二) 金属被粘物及其表面处理对胶粘剂热老化的影响 210

二、提高金属胶接接头热老化性能的途径 213

(一) 改进胶粘剂主体材料的热稳定性 213

(二) 在胶粘剂配方中正确使用各种稳定剂 215

第三节 其它胶接接头的老化问题概述 217

一、木材胶接接头的老化 217

(一) 引起木材胶接接头老化的原因 217

(二) 影响木材胶接接头老化的因素 219

二、塑料、橡胶等胶接接头的老化 222

第四节 几种人工加速老化试验法简介 223

一、几种人工加速老化试验法简介 223

(一) 恒温恒湿和恒温水浸试验法 223

(二) 人工气候加速老化试验法 224

(三) 盐雾试验法 225

(四) 高低温周期交变试验法 225

(六) 外应力作用下的人工加速老化试验法 226

(五) 干-湿周期循环试验法 226

二、关于估算胶接接头使用寿命的可能性 227

参考文献 228

第六章 环氧树脂胶粘剂 232

第一节 引言 232

一、环氧树脂分类 232

(一) 缩水甘油基型环氧树脂 232

(二) 环氧化烯烃 233

二、环氧树脂胶粘剂发展简介 234

第二节 双酚A环氧树脂 234

一、双酚A环氧树脂的制备和品种 235

一、双酚A环氧树脂的生理效应 236

第三节 环氧树脂固化剂及固化机理 237

一、环氧树脂固化剂分类 237

二、有机胺类固化剂固化机理 238

三、脂肪族和脂环族胺类 241

(一) 乙二胺 244

(二) 二乙烯三胺和三乙烯四胺 244

(三) N，N-二甲基氨基丙胺和N，N-二乙基氨基丙胺 247

(四) 改性脂肪胺 249

四、芳香族胺类 250

(一) 间苯二胺 251

(二) 4，4′-二氨基二苯甲烷 253

(三) 4，4′-二氨基二苯砜 253

(四) 间氨基苄胺 254

五、有机酸酐的固化机理 255

(一) 活泼氢对酸酐开环作用的影响 255

(二) 三级胺对酸酐开环作用的影响 257

六、有机酸酐固化剂 260

(一) 聚壬二酸酐 260

(二) 顺丁烯二酸酐及其改性物 261

(三) 六氢邻苯二甲酸酐 263

(四) 邻苯二甲酸酐 265

(五) 芳香族多元酸酐 265

七、催化型固化剂 267

(一) 有机三级胺及其固化机理 267

(二) 咪唑及其衍生物 271

(三) 双氰双胺及其固化促进剂 274

(四) 三氟化硼络合物 277

八、低分子聚酰胺 279

第四节 其它缩水甘油基型环氧树脂 283

一、环氧化线型酚醛树脂 283

二、4，4′-二羟基二苯砜双缩水甘油醚环氧树脂 289

三、其它多元酚类多缩水甘油醚环氧树脂 291

(一) 1，1，2，2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚环氧树脂 291

(二) 间苯二酚和均苯三酚缩水甘油醚环氧树脂 292

四、缩水甘油酯型环氧树脂 293

五、芳香胺缩水甘油基型环氧树脂 295

(一) N，N-二缩水甘油基对羟基苯胺缩水甘油醚环氧树脂 295

(二) 氨基四官能环氧树脂 297

第五节 脂环族环氧和环氧化烯烃 297

一、制备 297

(一) 过醋酸氧化法 298

(二) 次氯酸加成法 300

(三) 氯代乙酰法 300

二、脂环族环氧树脂的基本特性 301

三、几种重要的脂环族环氧和环氧化烯烃 304

(一) 双(2，3-环氧基环戊基)醚 304

(二) 3，4-环氧化环乙烷甲酸3′，4′-环氧化环己烷甲酯 306

(三)环氧化聚丁二烯 308

(二) 活性稀释剂 309

(一) 非活性稀释剂 309

一、稀释剂 309

第六节 环氧树脂添加剂 309

二、填料 317

(一) 填料对粘度的影响 318

(二) 填料降低收缩应力和热应力 318

(三) 填料对各种物理化学性能的影响 320

三、偶联剂 321

第七节 几种重要的改性环氧胶粘剂 322

一、环氧树脂的几种改性剂 322

(一) 低分子液体改性剂 322

(二) 增柔剂 322

(三) 增韧剂 323

二、聚硫改性环氧胶粘剂 324

(一) 聚硫橡胶与环氧树脂的化学作用 324

(二) 聚硫橡胶用量对性能的影响 326

(三) 各种改性剂对环氧胶粘剂湿热老化性能的影响 328

三、尼龙改性环氧胶粘剂 328

(一) 尼龙的结构及尼龙与环氧树脂的化学作用 329

(二) 尼龙改性环氧胶粘剂的热机性能 331

(三) 环氧胶粘剂的湿热老化性能 334

(四) 环氧-尼龙胶粘剂的改进方向 337

四、丁脯橡胶增韧的环氧胶粘剂 339

(一) 大分子固体丁腈橡胶增韧的环氧胶粘剂 339

(二) 不同类型液体丁腈橡胶对环氧树脂的增韧作用 340

(三)端羧基丁腈增韧环氧树脂的若干物理、化学问题 342

第八节 各种类型的环氧胶粘剂选择和配方设计 349

一、常温、低温及高潮湿表面或水中固化的环氧树脂胶粘剂 349

(一) 环氧树脂的开环活性 349

(二) 固化剂的反应活性及选择 355

(一) 结构与耐高温的关系 362

二、耐高温环氧树脂胶粘剂 362

(二) 用耐高温树脂改性环氧树脂胶粘剂 363

(三) 用含多官能环氧基的耐高温环氧树脂作为主体的环氧胶粘剂 368

三、一组分环氧树脂胶粘剂 370

四、导电胶 374

(一) 导电银粉的制备 374

(二) 导电胶配方举例 375

五、光学胶 376

(一) 对光学胶的技术要求 376

(二) 光学胶的种类 377

(三) 环氧树脂光学胶的基本组成 377

参考文献 378

第七章 酚醛和改性酚醛树脂胶粘剂 387

第一节 未改性的酚醛树脂胶粘剂 387

一、酚醛树脂化学 387

二、线性酚醛树脂 389

三、甲阶酚醛树脂 391

四、未改性的酚醛树脂胶粘剂 393

第二节 丁腈橡胶改性的酚醛树脂胶粘剂 394

一、酚醛树脂与橡胶之间的反应 395

(一) 甲阶酚醛树脂与橡胶的双键的反应 395

(二) 酚醛树脂与腈基的反应 398

二、酚醛-丁腈胶粘剂的基本组分 399

(一) 酚醛树脂 399

(二) 丁腈橡胶 400

三、酚醛-丁腈胶粘剂的配合 402

(一) 酚醛树脂和丁腈橡胶的配比 402

(二) 催化剂及硫化剂 403

(三) 填充剂 405

(四) 偶联剂 406

(五) 热稳定剂 407

(六) 溶剂 408

四、酚醛-丁腈胶粘剂的制备 409

(一) 胶液的制备 409

(二) 胶膜的制备 409

(三) 胶接工艺 409

五、酚醛-丁腈胶粘剂的性能 410

第三节 其他橡胶改性的酚醛树脂胶粘剂 416

一、酚醛-氯丁胶粘剂 416

二、酚醛-羧基丁腈胶粘剂 418

三、酚醛-氟橡胶胶粘剂 421

第四节 酚醛-聚乙烯醇缩醛胶粘剂 421

一、化学反应 422

二、影响胶粘剂性能的因素 423

(一) 酚醛和缩醛的比例 423

(四) 固化条件的影响 424

(三) 缩醛分子量的影响 424

(二) 缩醛的类型 424

三、酚醛-缩醛胶粘剂的性能 425

(一) 胶接强度与温度的关系 425

(二) 耐大气老化性能 426

(三) 耐疲劳性能 426

(四) 耐介质性能 427

四、国内外几种重要的酚醛-缩醛胶粘剂简介 427

第五节 间苯二酚-甲醛、脲醛和三聚腈胺-甲醛树脂胶粘剂 430

一、间苯二酚-甲醛树脂胶粘剂 430

二、脲醛和三聚氰胺-甲醛树脂胶粘剂 432

参考文献 437

第八章 聚氨酯胶粘剂 440

第一节 异氰酸酯及其反应 440

一、多异氰酸酯的制备及品种 440

(一) 制备方法 440

(二) 芳香族二元及多元异氰酸酯 442

(三) 1，6-六亚甲基二异氰酸酯 444

(四) 其它二异氰酸酯化合物 446

二、异氰酸酯基分析 447

三、异氰酸酯基的化学反应 447

(一) 羟基与异氰酸酯的反应 447

(二) 羧基与异氰酸酯的反应 447

(三) 胺基与异氰酸酯的反应 448

(四) 水与异氰酸酯的反应 448

(五) 其它反应 448

(六) 催化剂对异氰酸酯基反应的影响 449

(七) 异氰酸酯的自聚 451

四、聚氨酯的形成 452

第二节 多异氰酸酯胶粘剂 454

一、多异氰酸酯胶粘剂的特点 455

(二) 用橡胶改性的多异氰酸酯胶粘剂 456

(一) 未改性的多异氰酸酯胶粘剂 456

二、多异氰酸酯胶粘剂的种类和使用方法 456

第三节 封闭型异氰酸酯类胶粘剂 458

第四节 端异氰酸酯基聚氨酯预聚体型胶粘剂 461

一、预聚体型胶粘剂的性能 461

二、预聚体的制备 464

(一) 制备反应 464

(二) 聚酯的制备 466

(三) 聚醚的制备 470

三、预聚体胶的类型及固化 473

四、双组分预聚体胶的结构与性能关系 475

五、聚氨酯预聚体胶品种及改性方向 480

(一) 改性聚氨酯胶粘剂的耐低温性能 482

(二) 改性聚氨酯胶粘剂的耐热性能 482

(三) 改性聚氨酯胶粘剂的耐湿热性能 482

第五节 聚氨酯热熔胶 483

(一) 二异氰酸酯的结构对一些热塑性聚氨酯性能的影响 484

一、结构对机械性能的影响 484

(二) 二元醇的结构对热塑性聚氨酯性能的影响 485

(三) 大分子二醇的类型对一些热塑性聚氨酯性能的影响 486

二、聚氨酯的耐光性 488

参考文献 490

第九章 烯类高分子胶粘剂 495

第一节 烯类聚合 495

第二节 氰基丙烯酸酯胶粘剂 498

一、制备方法 498

二、配方与贮存方法 500

三、使用方法与性能 502

四、应用 504

第三节 不饱和聚酯胶粘剂 505

第四节 (甲基)丙烯酸酯树脂胶粘剂 508

一、制备方法 508

二、固化方法 510

三、配方与性能 511

四、应用 513

第五节 厌氧性胶粘剂 514

一、配制方法 514

二、厌氧胶的固化 519

三、品种 520

四、应用 521

第六节 聚乙烯及烃类聚合物胶粘剂 522

第七节 乙醋热熔胶 524

第八节 聚醋酸乙烯胶粘剂 528

一、聚醋酸乙烯乳液胶粘剂 529

二、聚醋酸乙烯溶液胶粘剂 532

三、聚醋酸乙烯热熔胶 533

四、醋酸乙烯共聚物胶粘剂 533

一、聚乙烯醇胶粘剂 534

第九节 聚乙烯醇和缩醛胶粘剂 534

二、聚乙烯醇缩醛胶粘剂 535

参考文献 536

第十章 有机硅胶粘剂及硅烷偶联剂 539

引言 539

第一节 硅树脂型胶粘剂 539

一、硅树脂的制备 539

二、以硅树脂为基料的有机硅胶粘剂 541

(一) 纯树脂为基料的有机硅胶粘剂 541

(二) 几种改性硅树脂为基料的胶粘剂 542

第二节 硅橡胶型胶粘剂 545

一、硅橡胶的结构与性能 545

(一) 填料的补强作用 546

(二) 耐热和耐寒性 547

(三) 耐气候性 548

(五) 良好的电性能 549

(四) 低的粘附强度 549

二、硅橡胶的种类 550

三、“双组分”室温固化硅橡胶胶粘剂 551

四、“单组分”室温固化硅橡胶胶粘剂 555

五、室温熟化硅橡胶的新进展 561

(一) 高强度“单组分”室温固化硅橡胶 561

(二) 低模量室温固化硅橡胶 563

六、低温固化型硅橡胶胶粘剂 563

七、室温固化硅橡胶胶粘剂的应用 564

(一) 在电器电子工业方面的应用 564

(二) 在宇宙航行和飞机制造方面的应用 564

(三) 在建筑工业的应用 564

第三节 有机硅压敏胶 565

第四节 有机硅偶联剂 565

一、硅烷偶联剂的合成 565

二、硅烷偶联剂的结构 566

三、硅烷偶联剂的作用机理 567

四、偶联剂的使用方法 568

(一) 表面预处理法 568

(二) 迁移法 569

五、选择和使用时应注意的问题 569

六、偶联剂的应用 570

参考文献 572

第十一章 杂环高分子胶粘剂及其他耐高温胶粘剂 576

第一节 分子结构与高温性能的关系 576

第二节 聚苯并咪唑胶粘剂 580

一、聚苯并咪唑的合成及性能 580

二、聚苯并咪唑胶粘剂 582

第三节 聚酰亚胺及其共聚物胶粘剂 588

一、聚酰亚胺及其共聚物的合成及性能 588

(一) 聚酰胺亚胺 594

(二) 聚酯酰亚胺 595

二、聚酰亚胺及其共聚物胶粘剂 596

第四节 聚喹噁啉胶粘剂 619

一、聚喹噁啉的合成及性能 619

二、聚喹噁啉胶粘剂 634

第五节 其他杂环高分子胶粘剂 637

一、聚苯并咪唑吡咯酮胶粘剂 637

二、聚苯基不对称三嗪胶粘剂 640

第六节 聚芳砜胶粘剂 646

一、聚芳砜的合成及性能 646

(一) 亲核取代反应 647

(二) 亲电取代反应 647

二、聚芳砜胶粘剂 648

第七节 聚次苯基硫醚 651

第八节 结束语 654

参考文献 658

第一节 氯丁橡胶胶粘剂 664

第十二章 橡胶胶粘剂及压敏胶粘剂 664

一、作胶粘剂用的氯丁橡胶 666

二、氯丁橡胶胶粘剂的配合和制造工艺 666

(一) 氯丁橡胶胶粘剂的基本组分 666

三、填料型氯丁橡胶胶粘剂 668

(二) 氯丁橡胶胶粘剂的制造工艺 669

四、树脂改性的氯丁橡胶胶粘剂 670

(一) 树脂及用量 670

(二) 树脂的预反应 671

(三) 实用配方、性能及其应用 672

五、室温硫化型双组分氯丁胶粘剂 675

六、氯丁胶乳胶粘剂 676

第二节 氯丁胶以外的橡胶胶粘剂 677

一、丁腈橡胶胶粘剂 677

二、丁苯橡胶胶粘剂 679

三、天然和改性天然橡胶胶粘剂 680

四、聚异丁烯和丁基橡胶胶粘剂 681

五、聚硫橡胶胶粘剂 682

六、羧基橡胶胶粘剂 683

七、氯磺化聚乙烯橡胶胶粘剂 684

第三节 压敏胶粘剂及胶粘带 685

一、压敏胶粘带的构成 686

二、压敏胶粘剂的粘附特性 687

三、压敏胶粘剂及其配合 688

(一) 天然橡胶为基础的压敏胶粘剂 688

(二) 合成橡胶为基础的压敏胶粘剂 691

(三) 烯类聚合物压敏胶粘剂 691

四、压敏胶粘带的制造工艺 692

(一) 胶粘剂的配制 692

(二) 涂布 692

参考文献 693