胶粘剂与涂料之二木材胶接基础ppt课件.ppt

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1、第一章木材胶接基础-12013年9月Contents1.5胶接与胶粘剂相关因素1.4胶接与木材相关因素1.3胶接流变学与胶接破坏1.2胶接界面化学1.1胶接理论1.6胶粘剂的组成1.1胶接理论胶接理论是研究胶接力形成机理，解释胶接现象的理论。随着胶接工业的飞速发展，胶接技术日益广泛地应用于航天航空、机械、轻工及木材加工等领域中。这些应用在为胶接机理提供物质基础的同时，也对胶接理论提出了新的课题。胶接技术是一门古老的学科，但是胶接理论的研究却是近百年来才开始的，直到上个世纪40年代才相继提出了几种学说，其中主要的学说有下列几种。胶接的几种主要学说吸附理论40年代A.D

2、.Mclaren等提出静电理论40年代Deryaguin等提出扩散理论40年代Voyutskii等提出化学键理论60年代前后建立弱界面层理论60年代前后建立机械结合理论60年代前后建立胶粘剂流变学理论60年代前后建立1.1.1吸附理论吸附理论认为：胶接作用是胶粘剂分子与被胶胶接物分子在界面上相互吸附产生的。胶接作用是物理吸附和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性原因。胶液滴被胶接材料物理吸附区域1.1.1吸附理论吸附理论认为胶接过程分为两个阶段。第一阶段胶粘剂分子通过布朗运动向被胶材料表面移动扩散，使二者的极性基团或分子链相互靠近，在此过程中，升温

3、、施压、降低胶粘剂粘度都有利于布朗运动的进行。第二阶段是当胶粘剂和被胶材料分子间距达到10A以下时，便产生分子间作用力，即范德华力。知识回顾------范德华力取向力、诱导力和色散力统称范德华力，它具有以下的共性：1)永远存在于分子之间；2)力的作用很小；3)无方向性和饱和性；4)是近程力，作用距离短；5)经常是色散力为主。知识回顾------范德华力1.取向力：极性分子之间靠永久偶极－永久偶极作用称为取向力，仅存在于极性分子之间。式中：为偶极矩R为距离；T为绝对温度K为波尔兹曼常数知识回顾------范德华力2.诱导力：诱导偶极与永久偶极作用称为诱导力，极性分子作

4、用为电场，使非极性分子产生诱导偶极或使极性分子的偶极增大(也产生诱导偶极)，这时诱导偶极与永久偶极之间形成诱导力，因此诱导力存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子与极性分子之间。分子极化率偶极矩(永久或者诱导)知识回顾------范德华力3.色散力：瞬间偶极－瞬间偶极之间有色散力，由于各种分子均有瞬间偶极，故色散力存在于极性分子-极性分子、极性分子-非极性分子及非极性分子-非极性分子之间。色散力不仅存在广泛，且在分子间力中色散力经常是重要的。I1，I2分子电离能小帖士-----玻尔兹曼常数玻尔兹曼常数（Boltzmannconstant）（k或kB）是有关

5、于温度及能量的一个物理常数。玻尔兹曼是一个奥地利物理学家，在统计力学的理论有重大贡献，波兹曼常数具有相当重要的地位。熵函数熵可以定义为玻尔兹曼常数乘以系统分子的状态数的对数值：S=k㏑Ω，这个公式是统计热力学的中心概念。k=1.3806505×10-23J/K1.1.1吸附理论范德华力是取向力、诱导力及色散力综合作用的结果，其作用能也是三种结果的加和，可以用下述的公式表示：1.1.1吸附理论如果假定胶粘剂与被粘物的性质相同，其分子偶极距一样，极化率也一样，这样的话，则有：由上式可见，胶粘剂与被粘物的极性越大，分子之间接触得越紧密，物理吸附对胶接强度的贡献越大。Mcl

6、aren等用醋酸乙烯-氯乙烯-顺丁烯二酸共聚物胶接玻璃时，当改变共聚物中的羧基浓度时，发现剥离强度F与-COOH基（羧基）浓度存在如下关系：F=k[-COOH]nn=0.5-0.75k为常数胶接吸附特性实例由该式发现了什么样的规律，从什么样的角度说明了吸附理论的正确性？胶接吸附特性实例环氧树脂胶接铝合金时，剪切强度F与环氧树脂中的-OH基含量之间存在如下的关系：F=A+B[-OH]2/3A,B为常数由该式发现了什么样的规律，从什么样的角度说明了吸附理论的正确性？吸附理论存在的不足吸附理论把胶接现象与分子间力的作用联系在一起，在一定的范围内解释了胶接现象，得到广泛的应

7、用与支持，但也存在着一些不足。不能够圆满解释胶粘剂与被胶物之间的胶结力大于胶粘剂本身强度这一事实；不能够解释胶接强度与剥离速度有关这一现象；不能够解释极性的α-氰基丙烯酸甲酯能够胶接非极性的聚苯乙烯类化合物的现象；聚合物极性越大，胶接强度反而下降现象；网状结构的聚合物当分子量超过5000时，胶接力几乎消失等现象。氢键与酸碱配位作用氢键的本质：强极性键(A-H)上的氢核与电负性很大的、含孤对电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力。它的键能比其它的次价力大得多，可以看作是广义的范德华力。许多胶接体系无法用范德华力来解释，而与酸碱配位作用有关。氢键的形成条件与氢