胶粘剂的种类与主要理化性能指标简析

天然胶粘剂是我们生活中常用的胶粘剂。按来源不同，可分为动物胶、植物胶和矿物胶。动物胶中有皮胶、骨胶、虫胶、酪素胶、白蛋白胶、鱼鳔胶等;植物胶中有淀粉、糊精、松香、阿拉伯树胶、天然橡胶等;矿物胶中有矿物蜡、沥青等。由于来源丰富、价格低廉、毒性低，广泛应用于家具、装订、包装和工艺品加工中。

淀粉胶粘剂进入21世纪以后，材料的良好环境性能将成为新材料的一大特点。淀粉作为一种无毒无害、价格低廉、可生物降解、对环境友好的天然可再生资源．在各行业中的应用日趋广泛。特别是近年来，世界胶粘剂工业生产技术正朝着节省能源、低成本、无量害、高黏性和无溶剂化方向发展。

淀粉胶粘剂作为种绿色环保产品，己引起胶粘剂行业的广泛关注和高度重视。就淀粉胶粘剂的应用和发展看，采用玉米淀粉氧化的淀粉胶粘剂的前景看好，研究应用最多。

日前，淀粉作为胶粘剂应用主要是在纸及纸制品中，如纸盒和纸箱的封糊、贴标签、平面上胶、粘信封、多层纸袋粘合等。

下面就几种常见淀粉胶粘剂进行介绍：

含有醛基和羧基的聚合度低的改性淀粉的混合物与水在氧化剂的作用下经加热糊化或室温糊化而制成的胶秘剂为载化淀粉胶粘剂。淀粉经氧化后，形成具有水溶性、润湿性、胶接性的氧化淀粉。氧化剂的用量少，氧化程度不够，淀粉生成的新官能团总量减少，使胶粘剂的黏度增加，初粘力下降，流动性差用量多，氧化过度，致使胶粘剂的黏度、初粘力下降氧化反应时间对胶粘剂的酸度、透明度以及羟基含量有较大影响。随着反应时间的延长，氧化程度增高，羧基含量增大产品黏度逐渐降低，但透明度越来越好。

酯化淀粉胶粘剂属于非降解性淀粉胶粘剂，它是通过淀粉分子的羟基与其他物质发生酯化反应而赋予淀粉新的官能团，从而使淀粉胶粘剂的性能得到改善由于酯化淀粉发生部分交联，所以粘稠度升高，贮存稳定性更好，防潮和防毒特性提高，其胶层可耐高低且交替作用。

淀粉的接枝就是用物理和化学的方法使淀粉分子链产生白由基，在遇到高分子单体时，就形成了链式反应．在淀粉主链上产生一条由高分子单体构成的侧链．利用聚乙烯与淀粉分子中都有羟基这个特点，在聚乙烯醇与淀粉分子间可形成氢键，起到了聚乙烯醇与淀粉分子“接枝”的作用，这样使制得的淀粉胶粘剂具有更好的胶黏性、流动性和抗凝冻性等优点．由于淀粉胶粘剂属于天然高分子胶粘剂，其价格低廉，无毒无味，对环境无污染而被广泛研究和应用。日前淀粉胶粘剂主要应用在纸张、棉织物、信封、标签、瓦楞纸板上。

纤维素醚类衍生物用作胶粘剂的纤维素醚类衍生物主要有甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等乙基纤维素(EC)：是一种热塑性、非水溶性、非离子型的纤维素烷基醚。化学稳定性好，耐强碱，电绝缘性和机械流变优良，具有在高温和低温保持强度和柔韧性等特性易与蜡、树脂、增塑剂等相容，作为纸、橡胶、皮革、织物的胶粘剂。

甲荃纤维素(CMC):离子型纤维素醚．在纺织工业中，CMC常用来取代优质淀粉作为布料的补浆剂。纺织品上涂有CMC,能增加柔软感，印染性能也有较大改进。‘在食品工业中，加入CMC的各种各样的奶油冰淇淋，外形稳定性好，容易着色，不易软化．作为胶粘剂，用它制造钳笔、纸盒、纸袋、壁纸及人造木材等方面。

纤维素酯类衍生物：主要有硝酸纤维素和醋酸纤维素．硝酸纤维素：又称纤维素硝酸酯，因酯化程度不同，其氮含量一般在10%~14%之间。含量高者俗称火棉，曾用于无烟及胶质火药制造。含量低者俗称胶棉，它不溶于水，但溶于乙醇乙醚混合溶剂，溶液即为火棉胶。因火棉胶溶剂挥发后会形成一层坚韧薄膜，所以常用于瓶口密封、创伤防护及制造历史上第一个塑料赛璐璐。若在其中加适量醇酸树脂作改性剂、适量樟脑作增韧剂则成为硝化纤维素胶粘剂，常用于纸张、布匹、皮革、玻璃、金属及陶瓷的粘接。

酯酸纤维素：又称纤维素醋酸酯。在硫酸催化剂存在下，用乙酸和乙醇混合液使纤维素乙酸化，然后加稀乙酸水解到所需酯化度的产物。酯酸纤维素可用于配制溶剂型胶粘剂，粘接眼镜、玩具等塑料制品与硝酸纤维素相比，耐黏性和耐久性极好，但耐酸性、耐湿性和耐候性较差．

蛋白质胶粘剂是以含蛋白质的物质作为主要原料的一类天然胶粘剂。动物蛋白和植物蛋白均可制作胶粘剂。按所用蛋白分为动物蛋白（汾胶、明胶、络蛋白胶、而清蛋白）和植物蛋白（豆胶等）。它们一般是在干燥时有较高的胶接张度，用于家具制造、木制品生产。但是，其耐热性和耐水性较差，其中动物蛋白质胶粘剂更为重要。

大豆蛋白胶：植物蛋白不仅是重要的食品原料，而且在非食品领域也有广泛的应用。就大豆蛋白胶粘剂而育，早在1923年，Johnson中请了大豆蛋白胶粘剂的专利。1930年大豆蛋白酚醛树脂木板胶粘剂（杜邦量司），由了胶接强度较弱及生产成本过高，未能大量使用．近几十年来，由于胶粘剂市场的扩展，全球石油资源的有酸性和环境污染问题口益受到关注，使得胶粘剂工业重新考虑新型天然胶粘剂，致使大豆蛋白胶粘剂再次成为研究热点。大豆胶粘剂无毒无味，使用方便，但耐水性差。加入0.1%~1.0%（质量）的交联剂如硫脲、二硫化碳、三羧甲基硫等，可提高耐水性，制得用于木材粘结和生产胶合板的胶粘剂。

动物蛋白胶：家具与木材加工业一直广泛使用动物胶。常用的制品包括椅子、桌子、橱柜等家具、模型、玩具、体育用品和层器。固含量50%-60％的较新型液体动物胶包括快固化与慢固化型，它们在橱柜硬板的框架板粘合，活动住屋装配，难层压物以及其他不宜采用更廉价的热动物胶液的中小胶粘剂需求场合。

动物胶是胶粘带中所用的一类基本胶粘剂。这些胶带既可用于常见轻型零售包装袋，也可用着重型胶带，如装运货物的实心纤维与瓦楞纸箱的密封或封装，这类场合需要快速机械作业与持久的高粘接强度。这时，骨胶用量大，皮胶也常单独或同骨胶复配合使用。据涂布在线了解，所用胶粘剂一般配制成约50%的固含量，且可以按干胶质量的10%~20%掺混糊精，以及少量的润湿剂、增塑剂、凝胶抑制剂（必要时）。胶粘剂（60~63℃）通常用涂料混涂在背衬纸材上，固体的沉积量一般为纸基质量的25%。湿胶带可以在张力下用蒸汽加热辊干燥，也可用可调空气的直接加热器干燥。

除此之外，动物胶的应用还包括砂纸与纱布磨具的制造，纺织品与纸张的上浆和涂层，书籍与杂志的装订等。

单宁是一种含有多元酚基的有机化合物，广泛存在于植物的干、皮、根、叶和果实中。主要来源于木材加工中树皮下脚料和单宁含量较高的植物。将单宁、甲醛与水混合，加热，制得单宁树脂，然后加入固化剂和填料，搅拌均匀即得到单宁胶粘剂。单宁胶粘剂具有良好的耐湿热老化性能，胶接木材性能与酚醛胶粘剂相似，主要用于木材等的胶接。

木素是木材的主要成分之一，其含量约占木材的20-40%，仅次于纤维素。木素很难从木材中直接提取，主要来源是纸浆废液，资源极为丰富。木质素不单独用做胶粘剂，而是利用木质素的酚基与甲醛作用得到的酚醛树脂类聚合物作为胶粘剂。为提高耐水性，可与环载异权敌酪环氧异氰酸酯、笨酚、间苯二酚等化合物并用．木质素胶粘剂主要用于胶合板和刨花板的粘接。但其粘度高，色泽深，对且于改进后，可扩大适用范围。

阿拉伯胶也称金合欢树胶，是一种野生刺槐科树上的流出胶液。由于多产于阿拉伯国家而得名。阿拉伯胶主要由分子量较低的多糖和分子量较高的阿拉伯胶糖蛋白组成。由于阿拉伯树胶的水溶性好，因此配制十分简单，既不要加热也不需要促进剂。阿拉伯胶液干燥极快。可用于光学镜片的粘接、邮票上胶、商标标签的粘贴、食品包装的粘接和印染助剂等。

以无机物，如磷酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硼险盐、金属氧化物等为黏料配制成的胶粘剂称为无机胶粘剂它的特点：

(1)耐高温，可承受于1000℃或更高温度：

(2)抗老化性好：

(3）收缩率小

(4)脆性大．弹性模量比有机胶粘剂高一个数足级：

(5)抗水、耐酸碱性差。

防腐蚀：舰船的蒸汽管多采用包硅酸铝外加石棉来达到绝热目的，但是由于泄漏或冷热交替产生冷凝水，聚集在底层的蒸汽管外壁上;且蒸汽管长期受高温，可溶性盐的作用，外壁腐蚀很严重。为此可在硅酸铝底层用水玻璃系列胶粘剂作涂敷材料，形成类搪瓷结构的敷层，其热膨胀系数与管材相近，热应小，不会皲裂。在机械安装中，构件常采用螺栓固定。由螺栓固定的器件长期暴露于空气中，会产生缝隙腐蚀。在机械工作过程中，有时会由于剧烈的震动使螺栓松动。为解决这一问题，可以在机械安装中先将连接构件用无机胶粘剂粘结，然后再用螺栓连接。这样既可起到加固的作用，又可起到防腐的效果。

生物医用：材料羟基磷灰石生物陶瓷的组成接近于人体骨质的无机成分，具有良好的生物相容性，能与骨形成牢固的化学结合，是理想的硬组织替代材料。但是制备的HA植入体的普遍弹性模量高而强度低，活性不理想。选用磷酸盐玻璃胶粘剂，通过胶粘剂的作用将HA原料粉末在低于传统烧结温度下粘接在一起，从而降低了弹性模量，保证了材料活性。Cohesion技术有限公司宣布，他们开发出一种可以用于心脏粘接的Coseal密封胶水，并已成功地用于临床。在欧洲通过21例心脏手术的对比使用发现，使用Coseal外科手术比其他方法显著地降低了手术粘连，随后的前期临床研究表明，Coseal密封胶水在心脏、妇科及腹部手术中均有巨大发展潜力。胶粘剂在医学方面的应用被誉为胶粘剂工业的新增长点。环氧树脂或不饱和聚脂组成的结构胶水。

国防技术中：隐身潜艇是海军装备现代化的标志之一。潜艇隐身的一种重要方法是在潜艇外壳敷设消声瓦。消声瓦是一种具有吸声性能的橡胶。为实现消声瓦与艇壁钢板的牢固结合，则要依赖于胶粘剂。用于军事领域：坦克维修、军艇装配、用于军用飞机轻型轰炸机、导弹弹头热防护层粘接、制备伪装材料、防恐反恐。

有没有很神奇？别看我们小小的胶黏剂，其中的学问大着呢。

操作时间

胶粘剂混合到待粘结件配对之间的最大时间间隔

初固化时间

达到可搬卸强度时间，允许处理粘结件的足够强度，包括从夹具上移动零件

完全固化时间

胶粘剂混合后得到最终机械性能需要的时间

贮存期

在一定条件下，胶黏剂仍能保持其操作性能和规定强度的存放时间

粘接强度

在外力作用下，使胶粘件中的胶黏剂与被粘物界面或其邻近处发生破坏所需要的应力

剪切强度

剪切强度是指粘接件破坏时，单位粘接面所能承受的剪切力，其单位用MPa（N/mm2）表示

不均匀扯离强度

接头受到不均匀扯离力作用时所能承受的最大载荷，因为载荷多集中于胶层的两个边缘或一个边缘上，固是单位长度而不是单位面积受力，单位是KN/m

拉伸强度

拉伸强度又称均匀扯离强度、正拉强度，是指粘接受力破坏时，单位面积所承受的拉伸力，单位用MPa（N/mm2）表示

剥离强度

剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘接件分离时单位宽度所能承受的最大载荷，其单位用KN/m表示

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