化学粘合法

化学粘合法 粘度:用作用于1cm2面积上并使相距1cm的两层流体的速度相差1cm/s的粘滞力示。 粘合剂性能表征:1含固量:非挥发性物质的含量 2相对密度 3粘度 4pH 5玻璃化转变温度 6离子属性 7固化速度 8适用期 一、粘合剂组成 粘合剂是由多种成份构成的混合物，除主体材料(基材)外，还应根据不同特性和产品需要，添加若干种辅助材料，包括固化剂、溶剂、增塑剂、乳化剂、增稠剂、偶联剂、分散剂、络合剂、引发剂、发泡剂、填料等。 1、基材即主体高分子材料，是赋予粘合剂胶粘性的根本成份。其流变性、极性、结晶性、分子量及分布等对粘合剂的物理机械性能起主要作用。 2、固化剂 是一种可使单体或低聚物变为线型高聚物或网状体型高聚物的物质，也可称为交联剂或硫化剂。常用固化剂有过氧化物、多异氰酸酯化合物、环氧化合物、多元羧酸等。 3、溶剂有些粘合剂需用溶剂，这些溶剂是能与粘合剂主要成份相溶的低粘度液体物质，包括水、有机或无机溶剂。 4、增塑剂是一种能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度，改善胶层脆性、增进熔体流动性的物质。 5、乳化剂能使两种或两种以上互不相溶(或部分相溶)的液体形成稳定的分散体系(乳化液)的物质。 6、增稠剂 能增加粘合剂表观粘度，减少流动性的物质。 7、偶联剂能同时与极性和非极性物质产生一定结合力的物质。其结构特点是分子同时具有极性和非极性部分。其作用是增加了主体材料本身分子间的作用力，提高了粘合剂的内聚强度;在粘合剂与被粘物之间起到了一定的“架桥”作用。 8、分散剂 能使粘合剂组分均匀地分散在介质中的物质。 9、络合剂 能与被粘材料形成电荷转移配价键，增加粘合剂粘结强度的物质。 10、引发剂 在一定条件下能分解产生自由基的物质。 11、促进剂(催化剂) 能促进化学反应，缩短固化时间，降低固化温度的物质。 12、发泡剂 在泡沫粘合法中，使重要成份发泡的物质。 13、填料 在粘合剂组分中不与主体材料起化学反应，但可以改变其性能，赋予被粘物质不同功能，能降低成本的非粘合性固体材料。 二、粘合剂选用原则 (1)非织造材料的性能对粘合剂的要求 (2)非织造粘合成形工艺及其设备对所选粘合剂的要求 (3)非织造产品成本对粘合剂的要求 三、粘合机理 (1)吸附理论 吸附理论认为，粘结力的形成首先是高分子溶液中粘合剂分子的布朗运动，使粘合剂的大分子链迁移到被粘物质的表面，即表面润湿过程，然后发生纤维对粘合剂大分子的吸附作用。 (2)扩散理论 由于润湿作用的存在，使被粘纤维在溶液中产生溶胀或混溶，界面两相大分子能相互渗透扩散。 扩散理论的另一个论点认为，高聚物相互间的粘附作用是与其互溶性密切相关的，这种互溶性基本上由极性相似来决定。 (3)化学键合 如果粘合剂和被粘物质之间存在化学键，即使没有很好的扩散，也能产生很强的粘合力，这就是化学键合理论。 (4)机械结合作用 机械结合作用是指粘合剂渗入被粘合材料的孔隙内部或其表面之间，固化后，被粘合材料就被固化的粘合剂通过锚钩或包覆作用结合起来而产生粘合强度。 四、泡沫浸渍法 (一)原理与特点 泡沫浸渍法是用发泡剂和发泡装置将粘合剂浓溶液成为泡沫状态，并将发泡的粘合剂涂于纤网上，经加压和热处理，由于泡沫的破裂，泡沫中的粘合剂微粒在纤维交叉点成为很小的粘膜状粒子沉积，使纤网粘合后形成多孔性结构。 泡沫浸渍法主要用于薄型非织造材料，与一般浸渍法相比，其优点如下: 结构蓬松、弹性好。 浸渍以后，纤网含水量低，烘燥时能耗小，比全浸渍低33,40,。 粘合结构在纤维的交叉点上，成为点状粘膜粒子。 粘合剂水分少，浓度高，烘燥时避免产生泳移现象。 漏水少，污染小。 生产速度高(薄型产品为80m/min，厚型产品为20m/min)。 (二)发泡机理 泡沫是由大量的分散在液体中的气泡所组成，这些气泡 间由液膜隔开，其中大部分是气相，它们具有某些 特定的几何形状，实质上是微观多相的胶体体系，其中气体是分散相，它分散在液体的分散介质中，纯液体不会形 成泡沫，必须在该液体中至少加入一种能在气液界面上形成界面吸附的物质??表面活性剂。在表面活性剂溶液中通入空气，气泡被一层表面活性剂的单分子膜包 围，当该气泡冲破了表面活性剂溶液/空气的界面时，则第二层表面活性剂包围着第一层表面活性剂膜而形成一种含有中间液层的泡沫薄膜层，在这种泡沫薄膜层中含有粘合剂液体，当各个气泡相邻地聚集在一起时，就成为泡沫集合体。 (三)影响泡沫稳定性的主要因素 1、气泡的破裂 当泡沫的壁膜或其局部区域因为排液而变薄，泡沫即由亚稳定状态变为不稳定。此时外界的扰动，如机械或热的冲击，或泡沫壁膜内分子的无规则运动都会引起膜的破裂。 2、泡沫的并合 气泡的半径与气泡内外的压差成反比。气泡半径越小，气泡内气体压强对液壁的压强差越大，即气泡越小，其中泡内气体压强越大，因而气体将透过液模由小泡向大泡扩散，结果小泡逐渐缩小以致消失，而大泡则逐渐扩大。 3、泡沫中液体的流失 泡沫中的液体除了表面蒸发减少外，主要流失渠道是沿泡壁的重力流动，向几个气泡的结合处汇集，并向底部排液形成泡液分离。 (四)泡沫粘合剂的技术指标 1、发泡率 是指一定体积待发泡液体的重量(G0)与同体积泡沫的重量(G1)之比，或发泡前液体密度(ρ0)与发泡后泡沫的密度(ρ1)之比。也称发泡比、发泡度或吹泡率。 2、泡沫的半衰期 是指一定的泡沫容积内部所含的液体流出一半所需要的时间。 3、气泡直径 气泡的大小要尽可能均匀，以利于泡沫在纤网上均匀地分布。气泡越小，泡沫越稳定。气泡的大小以确保泡沫为亚稳态为最佳。所谓压稳态泡沫，就是其稳定程度介于稳定泡沫和不稳定泡沫之间，它在施加于纤网之前稳定，而在施加于纤网之后易于破裂。气泡直径一般在50μm左右。 4、泡沫的润湿性 泡沫在施加到纤网之前，必须处于稳定状态，一旦施 加到纤网上，即要求在纤维表面上迅速破裂、润湿并渗透到纤网中去。泡沫的这种特性称为润湿性，它受很多因素影响，如发泡比、半衰期、发泡剂与纤维类型、纤维网结构及前处理情况等。 (五)泡沫浸渍方法及其设备 1、泡沫施加方式 刮涂式 轧液式 五、喷洒粘合法 喷洒粘合法的原理是应用喷头不断向纤维网喷洒粘合剂，然后进入烘房固化。主要用于制造高蓬松、多孔性的非织造材料，最典型的产品就是喷胶棉。 六、印花粘合法 采用花纹辊筒或圆网印花滚筒施加粘合剂的方法，称为印花粘合法。 七、溶剂粘合法 溶剂粘合法是采用溶剂或溶剂蒸汽处理纤网，利用可溶性纤维的膨润、溶解或部分溶解的特性，进行纤维之间的粘合。 八、烘燥工艺的基本技术要求 1、选择合适的热处理温度和生产速度 温度选择的主要依据是粘合剂的交联温度与纤维的熔点、软化点，生产速度则根据熔烘温度所需的处理时间来确定。 2、防止纤网均匀度在烘燥过程中受到破坏 纤网在进入烘房的初始阶段，纤维之间只是依靠抱合力而结合，热气流导入方式和速度如果不合适，就会破坏纤网结构，纤网中纤维会发生转移，导致纤网不均匀，这可以通过烘燥设备上有关机械措施来加以控制。 3、尽可能减少粘合剂的泳移 所谓泳移即是在烘燥过程中聚合物分散液在加热时随水蒸发一起移向纤网的表层，因而烘燥后纤网的表面粘合剂含量多，而纤网内部粘合剂含量少未得到充分加固，导致了纤网分层疵病。 4、根据非织造材料的定量和性能来选择烘燥方式和工艺条件 化学粘合法非织造材料的机械物理性能，在很大程度上 取决于烘燥方式与工艺条件，而温度则是其中最重要的条件。烘燥工艺条件的选择必须考虑以下因素:所用粘合剂的类型、加工特性及含量;烘燥前纤网的定量、纤 网中纤维的排列方式、纵向强度、纤网密度、纤维的热性能;最终产品的密度与柔软性。 非织造材料的烘燥方式主要有: 对流式 接触式 辐射式 高频感应式