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什么是高分子胶黏剂?高分子胶黏剂的发展历程

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查看53 | 回复0 | 2025-2-7 16:59:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
胶黏剂是一种靠界面作用(化学力或物理力)把各种固体材料牢固地黏结在一起的物质,又叫黏结剂或胶合剂,简称“胶”​。通俗来讲,胶黏剂就是一种使物体与物体黏结成一体的媒介,它能使金属、玻璃、陶瓷、木材、纸质、纤维、橡胶和塑料等不同材质或同一材质黏结成一体,赋予各物体各自的应用功能。

胶黏剂是一类古老而又年轻的材料。早在数千年前,人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。许多出土文物表明,5000年前我们祖先就会用黏土、淀粉等天然产物作胶黏剂;4000年前就会用生漆作胶黏剂和涂料制造器具;3000年前的周朝已用动物胶作木船的填缝密封胶。2000年前我国用糯米糨糊制成棺木密封剂,再配用防腐剂及其他措施,使在2000多年后棺木出土时尸体不但不腐烂,而且肌肉及关节仍有弹性,从而轰动了世界;秦朝用糯米浆与石灰作砂浆黏合长城的基石,使万里长城成为中华民族伟大文明的象征之一;秦俑博物馆中出土的大型彩绘铜车马的制造中就用了磷酸盐无机胶黏剂;古埃及人从金合欢树中提取阿拉伯胶,从鸟蛋、动物骨骼中提取骨胶,从松树中收集松脂制成胶强剂,还用白土与骨胶混合,再加上颜料,用于棺木的密封及饰涂。1690年,荷兰首先创建了生产天然高分子胶黏剂的工厂。英国在1700年建成了以生产骨胶为主的工厂。美国于1808年建成了第一家胶黏剂工厂。19世纪,瑞士和德国出售了从牛乳中提炼出来的胶黏剂——酪朊,由酪朊与石灰生成的盐制成了固态胶黏剂,在第一次世界大战中还用来制造小型飞机。20世纪以来,由于现代化大工业的发展,天然胶黏剂不论产量还是品种方面都已不能满足要求,促成合成胶黏剂的出现和不断发展。1909年发明工业酚醛树脂。1912年,出现了用酚醛胶黏剂黏结的胶合板。第二次世界大战期间,由于军事工业的需要,胶黏剂也有了相应的变化和发展,尤其在飞机的结构件上应用了胶黏剂,出现了“结构胶黏剂”这一新的名称。1941年,英国Aero公司发明酚醛-聚乙烯醇缩醛树脂混合型结构胶黏剂,1944年7月将其用于战斗机主翼的黏结。1943年德国根据异氰酸酯的高反应性,开发了聚氨酯树脂。10多年以后,出现了它的胶黏剂,并用于制鞋、织物及包装等工业部门。20世纪50年代开始出现环氧树脂胶黏剂,与其他胶黏剂相比,具有强度高、种类多、适应性强的特点,成为主要的结构胶黏剂。1957年,美国Eastman公司发明的氰基丙烯酸酯胶黏剂,开创了瞬间黏结的新时期。在常温无溶剂的普通条件下,几秒到几十秒内就可以产生强有力的结合。60年代开始出现了热熔胶黏剂,近来出现了反应、辐射固化热熔胶。70年代有了第二代研究主要在原有品种上进行改性、提高其性能、改善其操作性、开发适用涂布设备和发展无损检测技术。由于能源、环保条件制约,为了适应这种形势需要,展开了大量的研制工作,以水乳胶、无溶剂胶、高反应性的胶种逐步代替易燃、有毒溶剂型胶种和固化时间长、消耗多的胶种,出现了一批新品种,如厌氧胶、氰基丙烯酸酯胶黏剂、第二代环氧树脂胶黏剂等。目前,胶黏剂的应用已渗入国民经济中的各个部门,成为工业生产中不可缺少的技术,在高技术领域中的应用也十分广泛。据报道,国外生产一辆汽车要使用5~10kg胶黏剂;一架波音飞机的黏结面积达到2400m2;一架宇航飞机需要黏结30000块陶瓷片。在汽车工业中,汽车发动机中罩与前后加强梁,通常用改性环氧树脂胶黏剂;顶棚、车门内护板、地毯、挡风玻璃都用胶黏剂;大约有25种类型的胶黏剂适用于汽车的组装,每台典型的机动车用胶量约9kg。在建筑工业中(结构与装饰,包括木材工业)​,胶黏剂主要用于:①整体衬板墙面与木框架黏结;②带衬板的地板和天花板与桁条和椽子的黏结,起到T形梁的作用;③各种表面受力的夹层板;④胶合木顶桁架的装配;⑤桁条或椽子箱形梁和其他类型的组合梁;⑥将所有的部件黏结成最后的结构件等。随着科学技术的发展,目前不同行业对胶黏剂及黏结技术的要求越来越高。1999年,世界胶黏剂总需求量为1700万t, 2010年将达2500万t,预计2020年将达到3000万t。我国目前已有1200多家企业,品种牌号3000多个,胶黏剂生产能力约750万t。其中产量最大的仍然是三醛胶(酚醛、脲醛和三聚氰胺甲醛)和乳液型胶,二者分别占总产量的45.2%和29.2%。从市场应用看,建筑业用量最大,约占总胶量的51.8%;其次是纸包装业,约占总胶量的12.6%;最后是制鞋业,约占9.0%。木材胶黏剂用量日益增多,全世界木材胶黏剂产量占胶黏剂总产量的3/4,如美国约60%的合成胶黏剂用于木材加工业,俄罗斯为79%,日本为75%,在我国60%~70%的胶黏剂也用于木材加工业。


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