聚氨酯膠粘劑的原理

時間 2021-10-14 20:31:59

1樓:艾牧杜拉林氏木業

系統中的異氰酸酯基團與體系中的物質反應或在體系外含有活性氫,形成聚氨酯基團或聚脲,從而大大提高體系的強度,達到粘合的目的。

金屬、玻璃、陶瓷等的粘接:

金屬、玻璃等物質表面張力很高,屬於高能表面。在pu膠固化物中含有內聚能較高的氨酯鍵和脲鍵,在一定條件下能在粘接面上聚集,形成高表面張力粘接層。一般來說,pu膠黏劑中極性基團含量高,膠黏層堅韌,能與金屬、玻璃等硬基材很好地匹配,粘接強度較高。

含nco基團的粘合劑與金屬的粘合機理如下:

吸附水通常存在於金屬表面上(即使在拋光金屬表面上存在少量吸附水或金屬氧化物水合物),由nco與水和金屬氧化物反應形成的脲鍵被螯合通過氫鍵形成醯基。脲 - 金屬氧化物配合物,nco基團也可以與金屬水合物等形成共價鍵。

在不存在反應性nco的情況下,在金屬表面水合物和金屬原子與聚氨酯中的氨基甲酸酯鍵和脲鍵之間產生範德華力氫鍵。金屬表面組合物相對複雜,並且在pu膠之間形成的各種化學鍵或二級鍵(例如氫鍵)的型別也是複雜的。

無機材料如玻璃,板岩和陶瓷通常由諸如氧化鋁,二氧化矽和氧化鈣的組分組成,並且表面還含有吸附的水和羥基,並且鍵合機制與金屬的鍵合機制基本相同。

2樓:

一、金屬、玻璃、陶瓷等的粘接

金屬、玻璃等物質表面張力很高,屬於高能表面,在聚氨酯膠粘劑固化物中含有內聚能較高的氨酯鍵和脲鍵,在一定條件下能在粘接面上聚集,形成高表面張力膠粘層。一般來說,膠粘劑中異氰酸酯或其衍生物百分含量越高,膠粘層的表面張力越大,膠越堅韌,能與金屬等基材很好地匹配,粘接強度一般較高。

1、含-nco基團的膠粘劑對金屬的粘接機理如下:

金屬表面一般存在著吸附水(即使經過打磨處理的金屬表面也存在微量的吸附水或金屬氧化物水合物),-nco與水反應生成的脲鍵與金屬氧化物之間由於氫鍵而螯合形成醯脲—金屬氧化物絡合物,-nco基團還能與金屬水合物形成共價鍵等。

2、在無-nco場合,金屬表面水合物及金屬原子與氨酯鍵及脲鍵之間產生範德華力和氫鍵,並且以tdi、mdi為基礎的聚氨酯膠粘劑含苯環,具有冗電子體系,能與金屬形成配價鍵。金屬表面成分較為複雜,與聚氨酯膠之間形成的各種化學鍵或次價鍵(如氫鍵)的型別也很複雜。

3、玻璃石板陶瓷等無機材料一般由so2、cao和na2o等成分構成,表面也含吸附水羥基,粘接機理大致與金屬相同。

二、塑料橡膠的粘接

橡膠的粘接一般選用多異氰酸酯膠粘劑或橡膠類膠粘劑改性的多異氰酸酯膠粘劑,膠粘劑中所含的有機溶劑能使橡膠表面溶脹,多異氰酸酯膠粘劑的分子量較小,可滲入橡膠表層內部,與橡膠中存在的活性氫發生反應,形成共價鍵。此外,多異氰酸酯還會與潮氣反應生成脲基或縮二脲,並且在加熱固化時異氰酸酯會發生自聚,形成交聯結構,與橡膠分子交聯網路形成聚合物交聯互穿網路(ipi),因而膠粘層具有良好的物理效能。使用普通的聚氨酯膠粘劑粘接橡膠時,由於各材料基團之間的化學及物理作用,也能產生良好的粘接。

pvc、pet、frp等塑料表面的極性基團能與膠粘劑中的氨酯鍵、酯鍵、醚鍵等基團形成氫鍵,形成有一定粘接強度的接頭。有人認為玻纖增強塑料(frp)中含-oh基團,其中表面的-oh與聚氨酯膠粘劑中的-nco反應形成化學粘接力。

非極性塑料如pe、pp等,其表面極性很低,若使用極性的聚氨酯膠粘劑粘接,則可能會遇到困難,這一問題可通過多種方法對聚烯烴塑料進行表面處理加以解決。常用的處理辦法有兩種:一種辦法是用電暈處理,使其表面發生氧化,從而增加極性;另一種辦法是在被粘的塑料表面上採用多異氰酸酯膠粘劑等作為增粘塗層劑(底塗劑底膠)。

如熔融凹擠出薄膜,在pet等塑料薄膜上進行擠出複合時,由於表面存在低聚合度的弱介面層,致使粘接強度不理想,使用底膠時,多異氰酸酯在熱的聚乙烯表面上擴散,從而使弱介面層發生強化,使得複合薄膜具備非常好的剝離強度。

三、織物木材等的粘接

織物木材等基材由纖維組成,而纖維具有一定的吸溼率,並且常含有醚鍵、酯鍵、醯胺鍵等極性鍵,以及羧基?羥基等。水和羥基容易與聚氨酯膠粘劑中的-nco基團反應,形成牢固的氨酯鍵和脲鍵等化學鍵;而纖維中的極性基團與膠中的極性基團之間形成氫鍵,並且膠粘劑分子還容易滲入纖維之間。

聚氨酯對於這類材料一般能形成牢固的粘接。

總之,無論哪種聚氨酯膠粘劑,都是體系中的異氰酸酯基團與體系內或者體系外含活潑氫的物質發生反應,生成聚氨酯基團或者聚脲,從而使得體系強度大大提高而實現粘接的目的。

3樓:手機使用者

無論哪種聚氨酯膠粘劑,都是體系中的異氰酸酯基團與體系內或者體系外含活潑氫的物質發生反應,生成聚氨酯基團或者聚脲,從而使得體系強度大大提高而實現粘接的目的。

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