化学加工制造类学生实验 胶黏剂的配制与使用精品课件ppt

这是一份化学加工制造类学生实验 胶黏剂的配制与使用精品课件ppt，共55页。PPT课件主要包含了学习目标与核心素养，第一节概述，粘合剂的分类，一些典型填料的特性，提高黏结强度，提高耐热性，提高耐寒性，加入增塑剂或增韧剂，降低结晶性，减少填料用量等内容，欢迎下载使用。
1．能从原子的结构和组成出发，初步
【学习目标】1.学会胶黏剂配制和使用方法；2.学会黏结过程中前处理、上胶、放置、检查等相关操作
【核心素养】通过胶黏剂的配制与使用，培养学生细心观察、如实记录的工作态度以及实验探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科核心素养。
1. 按不同的配比配制胶黏剂。2. 完成粘连模具的前处理；完成模具的粘连及粘连结果检查。
1.试剂：环氧树脂（凤凰牌 E51）1桶、固化剂（T593固化剂）1桶。 2.仪器：测量器皿3只、混合器皿3只、搅拌棒3根、模具（金属片、塑料片、陶瓷片、塑胶片、木材片）若干。
将实验材料放置就位，并在3只混合器皿上贴上标签2∶1、3∶1、5∶1。将模具分成3组，也分别贴上标签2∶1、3∶1、5∶1。
环氧树脂和固化剂的规定配比是3∶1 ~ 8∶1（质量比），按照2∶1、3∶1、5∶1的配比分别配制。
用一只测量器皿量取100 mL固化剂，注入混合器皿中，再用另一只测量器皿量取300 mL环氧树脂注入混合器皿中，在10 ~ 15 ℃的条件下混合，用搅拌棒搅拌，以2∶1、5∶1的配比混合配制。
待粘连的模具需要去除表面油污等杂质，并将表面打磨到粗糙，用蒸馏水冲洗干净，晾干，自然冷却至室温。
取少量胶黏剂涂抹在待黏结的3组模具端面，胶层要薄而均匀。
将两片模具对准胶合面合拢，使用适当的夹具使黏结部位在固化过程中保持定位。在10 ~ 15 ℃、无阳光直射的条件下放置，待完全固化。
放置一段时间检查固化情况。观察记录三种混合物的固化过程中有无发热、混合物状态变化、固化时间长短。
胶黏剂是一类重要的精细化工品，能赋予各物质单独存在时所不具有的某一性能的功能材料。它是以各种基料(如树脂、淀粉、糊精、动物胶等)为主剂，配合固化剂、增塑剂、稀释剂、填料及其它助剂配制而成。
在选用胶黏剂时,不仅要考虑粘接强度,更要考虑使用对象和条件、粘接效果的持久性。
薄膜、纤维和小颗粒很容易用胶黏剂黏结；比机械连接易得到更轻的组件；通过交叉黏结能使各向异性材料的强度、质量比、尺寸稳定性得到改善；对电容器、印刷线路板、电动机、电阻器等的胶合面具有绝缘、绝热和抗震性能；可把各种异种材料胶合在一起形成复合材料或组件；简化机械加工工艺，降低制造成本，操作者无需很高的技术水平，只要认真细致就行，劳动强度小，生产效率高；胶接面可以具有很好的耐腐蚀性能，密封性也可以达到很高的等级，表面光滑，气动性能好适合航天、导弹等高速运载工具。
热固型胶黏面的抗剥离力比较低，热塑型胶黏面在受力情况下有蠕变倾向；某些胶黏剂的胶接过程比较复杂，如需要表面处理、加压、加热、夹具和模具等；有些胶黏剂本身易燃、有毒；目前还缺乏准确度和可靠性都较好的无损检验粘接质量的方法。
胶粘剂品种繁多，组成各异。目前尚无统一的分类方法，为了便于研究和应用，可以归纳为以下四个类别：
5300年前，开始用黏土和水作胶黏剂。
4000年前，开始用生漆作胶黏剂和涂料。
3000年前(周朝)，使用动物胶作木船的嵌缝密封胶;秦朝用糯米浆与石灰制成灰浆作长城基石的胶黏剂。
2000年前,马王堆汉墓用糯米浆糊作棺木密封剂,再配用防腐剂及其他措施,使辛追的尸体仍有弹性。
用骨胶黏结油烟(或炭黑)制成墨,猪血加老粉作木制家具的腻子。
1690年，荷兰首先创建了天然高分子胶黏剂工厂。
1700年，英国建成了以生产骨胶为主的胶黏剂工厂。
十九世纪，瑞士和德国出售了从牛乳中提炼出来的胶黏剂--酪蛋白，出现了酪素与石灰制成的固态胶黏剂。
1909年，美国科学家Backeland最早将酚醛树脂实现工业化生产。
1930年，脲醛树脂工业化。
二战期间，英国Aer公司开发了酚醛-聚乙烯醇缩醛树脂胶黏剂(Redux)用于黏结战斗机的机翼蒙皮。
1937年，德国试制成功聚氨酯，用于轮胎、潜艇和其它军械。
1946年，瑞士Ciba公司推出双酚A环氧树脂胶黏剂，同期，美国发展了聚醋酸乙烯酯白乳胶，……
1996年世界胶黏剂消费量约728万吨，各类胶黏剂的比例为水性胶黏剂占45%，热熔型占15%，反应型占10%，其它占30%。
1996年我国胶黏剂消费量约133万吨，各类胶黏剂的比例为三醛胶占40.6%，水基胶黏剂占45.3%，热熔型占1.0%，反应型占3.8%，橡胶型占9.3%。
三醛胶向低甲醛、快固化方向发展；水基胶黏剂主要是提高耐水性、初始粘合力、干燥速度和抗冻性；反应型胶黏剂重点发展专用固化剂、单组份中温固化剂；热熔胶则应进行乳液聚合体、接枝共聚粉末等品种。
第二节 胶黏剂配方的基础理论
被黏接的物体均为固态，黏结作用仅存在于表面和薄层，因此胶接实质上是一种表面现象。
一、被黏物表面的形态特征
固体表面的粗糙性固体表面的多孔性固体表面的吸附性固体表面的缺陷性被黏物表面的处理方法
1. 吸附理论 吸附理论认为由于胶粘剂分子与被粘物之间的吸附力而产生了胶接,这种吸附不但有物理吸附,有时也存在化学吸附。2. 化学键理论 化学键理论认为粘接作用是由于胶黏剂分子与被粘物表面通过化学反应形成化学键而结合，化学键比分子间力要高1-2个数量级。3. 机械结合理论 任何物体的表面即使用肉眼看来十分光滑，但经放大后，表面十分粗糙，遍布沟壑，有些表面还是多孔性。粘合剂渗透到这些凹凸或孔隙中，固化后就象许多小钩和榫头似地把胶粘剂和被粘物连接在一起。4. 扩散理论 该理论认为，聚合物之间粘合力的主要来源是扩散作用，即两聚合物端头或链节相互扩散，导致界面的消失和过渡区的产生，从而达到粘接。5. 静电理论 该理论认为胶粘剂与被粘接材料接触时，在界面两侧会形成双电层，如同电容器的两个极板，从而产生了静电引力，经实验测得粘合功等于此电容瞬时放电能量。
胶黏剂与被黏物表面胶合的前提是两者必须达到分子水平级的接触，润湿是指液体在固体表面分子间力的作用下的均匀铺展现象，良好的润湿是形成优良胶接的必要条件。
液体润湿固体的程度一般用接触角θ来衡量，图2.2描述了水平固体表面上的一个液滴。接触角θ>90°时液体不能很好润湿表面，θ