昨天先容了胶粘剂开垦计算的根基常识，当日持续就开垦计算的道理以及配方优化计算张开议论。

二、胶黏剂开垦计算道理

2.1胶黏剂基料的分子构造计算及其与功用的相干

　　胶黏剂的配方计算是凭借其用处与功效，筛选适宜的材料配臵成胶黏剂。或许是凭借高分子材料分子的化学构造与材料物性之间的互相相干，合成具备所需功效的材料配臵成胶黏剂分子构造的计算主假如协商粘结特征与分子构造的相干

2.1.1高分子主链构造

　　高分子的主链元素通常为C-C键构成的饱和、不饱和的烷烯炔等直链、环状构造的高分子材料。偶然还包罗O、Si、卤素等杂原子构成的化合物。

　　主链构造决意围拢物的刚柔性。

　　1：单键构成的柔性大

　　2：含有芳杂环构造的刚性大、耐热功用好

　　3:孤立双键的大分子也具备柔性

　　4：共轭双键的化合物，不也许转动，刚性大

　　温和性：

　　链长：分子链越长，柔韧性越好

　　重键：不易内旋，为刚性键

　　替代基团：基团的极性小、内旋轻易、温和性好;间隔远好

　　分子间做使劲：小，温和性好

2.1.2高分子侧链构造

　　侧链的引入也许对高分子围拢物实行改性，

　　抬高粘性：引入极性基团–Cl、-P等

　　疏水性：引入F、Si、-O-等

　　侧链的极性巨细对围拢物分子内和分子间的吸引力有决意性的影响：

　　基团的极性好、吸引力低、分子柔韧性好;极性大、围拢物分子内和分子间的吸引力高，围拢物的内聚强度变高，柔性低沉。

　　侧链基团的体积巨细决意其位组影响的巨细：体积大、位组大、具备刚性

　　然则侧链基团为直链状时，链长补充，位阻减小，柔韧性补充。侧链基团连合在统一个C原子上时，位阻大

2.1.3交联度

　　在线性长分子链之间造成化学交联时，围拢物的粘结功用和其余功用都产生变动。

　　交联度越低，柔韧性越好、越高，硬度越大，刚性和脆性越大。

　　交联类别：

　　1：在围拢物分子链上肆意链段位臵的交联。(围拢物的主链构造、交联剂的品种和数量、交联工艺前提等)

　　2：经过围拢物结尾的官能团实行硫化(交联度取决于相对证量的巨细)

　　3：经过侧链官能基团实行交联。(交联度取决于侧链基团的数量)

　　4：物理交联(加热熔融造成召集点)

2.1.4结晶性

　　结晶性对玻璃化温度和软化点有很大的影响。粘结功用的影响取决于：结晶度、晶粒的巨细及晶体的构造。

　　围拢物晶态的造成主假如受气分子构造的影响：

　　1：化学构造越浅显，越易结晶

　　2：分子链越规整，越易结晶

　　3：链上替代基的空间位阻越小，越易结晶

　　4：链段间的互相做使劲越大，越有益于结晶

　　结晶性与胶黏剂的特征之间的相干：

　　1：高结晶的围拢物：分子链陈列严密有序。孔隙率较低，结晶时候子间的互相做使劲增大，分子链难以疏通并致使围拢物强硬和脆化，粘结功用降落。然则结晶化抬高了围拢物的软化温度，围拢物的的力学功用对温度变动的敏锐功用增加。

　　2：围拢物球茎尺寸的巨细：打球晶的存在时围拢物内部有也许造成较多的闲逸和弊端，并低沉其力学功用

　　3：挺直链构成的纤维状的围拢物结晶，能使围拢物有较高的力学功用

　　4：加热某些结晶围拢物，也许使结晶体中按必要例则陈列的分子产生混乱，是分子疏通变的轻易向熔融形态太过。此类围拢物也许做为热熔胶操纵。

　　5：在某些处境下，结晶影响也也许用于抬高粘结强度。(氯丁橡胶)

2.1.5分子键能

　　测验声明内聚力务必大于21kj/mol，它与极性表面的粘附力才充沛大，此类围拢物才也许做为胶黏剂的基料。

2.1.6相对分子品质及其散布

　　相对分子品质对照小的围拢物，粘度低、熔点低、粘附功用优良、然则内聚能低，致使粘结内聚强度不高。

　　相对分子品质较大的围拢物，难以消融，熔点高、粘度大，粘附功用较差，然则内聚强度较大，可得到粘结内聚强度较高的胶黏剂。

　　围拢物的相对分子品质雷同然则相对分子品质的散布不同，其粘结强度也不雷同。低聚物含量较高时，磋议毁坏成内聚毁坏，高聚物含量较高时，磋议毁坏成界面毁坏

2.1.7分子的极性

　　高能表面：基料分子的极性越强、胶黏剂的粘结强度越高。

　　低能表面：基料分子的极性越弱、胶黏剂的粘结强度越高。

2.2高聚物的构成与力学功用

　　大普遍胶黏剂的基料成份为非晶态围拢物(晶态围拢物的粘附性差)

2.2.1非晶态围拢物的力学功用

　　应力：单元面积承袭的做使劲，其根基形状有拉伸应力、剪切应力和流体静压力。

　　围拢物的力学功用决意于其分子疏通:

　　1：分子链中键角的变动会引发材料的弹性形变，其特征是速度快、形变可逆界限在1%的数量级

　　2：链段盘绕主轴转动，分子构像产生变动，引发可逆的高弹性形变(%)

　　3：分子链之间相对位臵产生变动所引发的是塑性形变，是不行逆的。

　　2.2.2胶黏剂的根基构成与力学功用的相干

　　除了粘结界面结协力外，粘结强度与胶层内聚强度(胶黏剂的强度)相关。

　　各影响要素对制备综协力学功用的胶黏剂的影响：

　　1：围拢物相对分子品质：机器强度、低温韧性、粘度抬高，浸湿速度放慢

　　2：高分子的极性补充：内聚力、对极性表面吸附、耐热性、粘度补充，耐水性降落

　　3：交联密度抬高：耐热性、耐介质性、模量、低温脆性补充;但蠕变、延长率低沉

　　4：增塑剂用量补充：冲锋强度、蠕变补充;粘度、耐热性、内聚强度增低沉

　　5：增韧剂用量补充：韧性、剥离强度补充，内聚强度、耐热性降落

　　6：填料用量补充：硬度、粘度、脆性补充;固化萎缩率低沉，成本降落

　　7：偶联剂的参加：粘附性、耐湿热老化功用抬高;偶然耐热性低沉

2.2.3非晶态围拢物的召集形态与构成计算

　　线性或网状非晶相的围拢物都具备玻璃态、高弹态和粘流态三种不同的力学召集形态。本质上他是材料力学功用受温度影响而产生的力学召集形态。

2.2.4高聚物内聚强度与基料的筛选

　　围拢物内聚强度的决意要素

　　1：基料的分子构造、分子间的做使劲

　　2：材料的强度也与材估中的弊端巨细及散布相关。

　　抬高胶黏剂的强度：

　　1：巩固围拢抵当缺陷扩充的才力(内聚力、机器强度、韧性补充)

　　2：增加材估中的弊端

三、配方优化计算的法子

　　单要素优选法、多要素轮替优选法、正交测验法

3.1单要素优选法

　　在胶黏剂的几个组分中，将(n-1)个要素牢固，慢慢变动一个要素的水准，凭借方针函数评定该要素的最优水准，次序求取体制中个要素的最优水准，结尾将各要素的最优水准组合成最好的配方。

　　最根基的法子。黄金瓜分法(0.法)和分数法。

3.2多要素轮替优选法

　　其本色是屡屡去一个要素，凭借0.法优选，次序实行抵达各要素优选。

3.3正交测验法

　　对各要素采用数量雷同的几个平衡值，凭借平均搭配的绳尺，同时按排一批测验，而后对测验结局实行统计分析，协商各要素间的交互影响，找寻最好配方。

四、胶黏剂固化工艺的计算

4.1胶黏剂的固化法子

　　物理固化和化学固化

　　压力、温度、工夫是固化历程的三个要紧参数

4.2热熔胶的固化工艺计算

　　热熔胶的粘结时由熔融高分子浸湿被粘表面后经过冷却产生固化，使历时务必节制熔融温度和涂胶后的凉置工夫。

　　1：围拢物是结晶性的，冷却速度要节制

　　2：热熔胶自己的相对分子品质限制着温度的节制，热熔胶的强度和本质粘度是互相限制的

　　3：增粘剂和蜡的参加低沉热熔胶的熔体粘度，改进操纵功艺

4.3溶剂型胶黏剂的固化与溶剂筛选

　　溶剂型胶黏剂的固化历程是高分子溶液浸湿被粘物表年后，跟着溶剂的蒸发，溶液粘度持续增大直至抵达必要的强度而固化。此中关键的是溶剂的筛选和搀和溶剂组分及配比。溶剂的请求包罗消融度、蒸发性、与被粘材料的兼容型及毒性。

　　消融度参数相近，分子构造如同，才气造成真实的围拢物溶液，对被粘表面有优良的浸湿影响。

4.4热固性胶黏剂的固化工艺计算

　　热固性树脂是具备三项交连合构的围拢物，他具备耐热性好、耐水、耐介质崇高、蠕变低等好处。

4.4.1热固性胶黏剂的固化法子

　　1：把现行高分子交联起来，如橡胶的硫化

　　2：由多官能团的单体或预聚体围拢成三订交连合构的树脂，如环氧树脂胶黏剂。

　　配方和固化周期对固化产品功用都有很大的影响

4.4.2凝胶化及凝胶化的影响要素

　　凝胶化：多官能提案单体或预聚体实行围拢反适时，跟着分子量的增大，同时实行着分子链的支化和交联，当反映抵达必要的水准时，体制中起头涌现不熔、不溶的凝胶。

　　凝胶化的速度取决于官能团的反映活性以及多官能团单体的浓度和官能度。

4.4.3凝胶化后的反映

　　1：可溶性树脂延长反映

　　2：可溶性树脂分子间反映变为凝胶

　　3：可溶性树脂与凝胶之间的反映

　　4：凝胶内部进一步反适时交联密度抬高

4.4.4固化温度和工夫对胶黏剂功用的影响

　　基料和固化剂的交联反映都是在必要的温度下实行，在此温度界限内：温度越高、反映速度越快、反映实行的越齐全，所需的固化工夫越短。

　　征服化学能垒：固化温度要高，然则放热反映，固化温度不能过高免得个别过热、造成胶层内部的交联密度、化学成份的地域间的庞大不同、从而致使内应力的造成。

五、变动胶黏剂功用的计算绳尺

5.1粘结强度的改良计算

　　1：筛选粘结力和内聚力都大的树脂(环氧树脂、聚氨酯)

　　2：参加增韧剂、低沉脆性、补充胶层韧性，减小内应力

　　3：热固性树脂和热塑性树脂或橡胶并用，热固性树脂供应强力和耐热元素，而热塑性树脂供应粘性和韧性元素。归纳结局会得到较高的粘结强度

　　4：引入极性基团或参加相容功用好、极性大的树脂，可抬高橡胶型胶黏剂的粘结强度

　　5：合适的交联剂。

　　6：增加适当合适的填料、低沉萎缩率，晶须或纳米田纳西奥成效极佳

　　7：参加合适的偶联剂

　　8：参加稀释剂，低沉粘度，增大潮湿性

5.2耐热性的改良计算

　　1：采取耐高温功用好的树脂或橡胶(酚醛树脂、有机硅、氟橡胶、杂环围拢物)

　　2：抬高环的密度，

　　3：补充交联剂

　　4：适本地抬高结晶度

　　5：操纵耐高温功用好的固化剂

　　6：参加耐热填料

　　7：增加高温氧化分解，参加抗氧剂

　　8：增加硅烷偶联剂

5.3耐寒性的改良计算

　　1：采用耐寒性的围拢物，如聚氨酯

　　2：参加增塑剂或增韧剂

　　3：低沉交联度

　　4：低沉结晶性

　　5：增加填料用量

5.4耐溶剂性的改良计算

　　1：采取耐溶剂好的树脂或橡胶

　　2：补充交联度

　　3：合适增大填料的用量

　　4：少用或许不必增塑剂

5.5耐酸碱性的改良计算

　　1：抬高交联度

　　2：采用惰性填料

　　3：抬高填料的用量

　　4：酯类增塑剂不耐酸

5.6耐水性改性计算

　　1：采用分子中含有-CN、-NH2、-OH、-COO-等基团少的围拢物吸水性低，不易被水解。

　　2：补充胶黏剂基料的用量

　　3：操纵耐水性固化剂

　　4：抬高交联密度

　　5：所用填料为吸水性较小的品种

　　6：参加偶联剂，改进界面性质

5.7耐老化性的改良计算

　　1：采用耐水性、耐候性和耐老化功用好的基料

　　2：抬高交联度

　　3：参加活性填料

　　4：某些胶黏剂中可合适的参加防老剂或抗氧化剂

　　5：参加适当的有机硅烷偶联剂

　　6：操纵高温固化剂

5.8：阻燃性的改良计算

　　1：采用阻燃性的树脂和橡胶味基料

　　2：采取阻燃性的增塑剂

　　3：参加阻燃剂，如三氧化二锑、硼酸锌

　　4：操纵阻燃性固化剂。

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