合成樹脂與塑料第1頁/共137頁第八章

概論第2頁/共137頁本章主要內(nèi)容：8.1合成樹脂分類與用途8.2塑料8.3合成纖維8.4粘合劑8.5涂料8.6離子交換樹脂

難點：無第3頁/共137頁8.0

前言樹脂定義樹脂通常是指受熱后有軟化或熔融范圍,軟化時在外力作用下有流動傾向,常溫下是固態(tài)、半固態(tài)，有時也可以是液態(tài)的有機(jī)聚合物。廣義地講，可以作為塑料制品加工原料的任何聚合物都稱為樹脂。第4頁/共137頁樹脂分類樹脂分為天然樹脂和合成樹脂：

天然樹脂是指由自然界中動植物分泌物所得的無定形有機(jī)物質(zhì)，如松香、琥珀、蟲膠等。

合成樹脂是指由簡單有機(jī)物經(jīng)化學(xué)合成或某些天然產(chǎn)物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而得到的樹脂產(chǎn)物。第5頁/共137頁樹脂的主要用途：當(dāng)前在聚合物生產(chǎn)中以合成樹脂產(chǎn)量最大，用途最為廣泛。以合成樹脂為原料生產(chǎn)的塑料、合成纖維、涂料、粘合劑以及離子交換樹脂等已廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域和人民生活中。第6頁/共137頁纖維、塑料和橡膠表現(xiàn)不同的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，見圖8-1。第7頁/共137頁從圖中可以看出：a、

彈性體在比較低的應(yīng)力下表現(xiàn)很高的但可恢復(fù)的伸長率(高達(dá)500％-1000％)。b、

纖維具有很高的抗形變力，伸長率低(＜10％-50％)并且有很高的模量(＞35000N／cm2)和高的拉伸強(qiáng)度(＞35000N/cm2)。c、

塑料的機(jī)械強(qiáng)度介于橡膠與合成纖維之間。塑料分為柔性和剛性兩種類型。柔性塑料具有中至高結(jié)晶性。熔融溫度和玻璃化溫度寬，具有中至高模第8頁/共137頁量(15000-350000N/cm2)，拉伸強(qiáng)度為1500-7000N/cm2

，極限伸長率20％-800％。剛性塑料具有很高的剛性和抗形變力。模量達(dá)70000-50000N/cm2，拉伸強(qiáng)度為3000-8500N/cm2

，破裂前的仲長率＜0.5％-3％范圍。第9頁/共137頁8.1合成樹脂分類與用途8.1.1根據(jù)合成反應(yīng)進(jìn)行分類(1)加成聚合合成樹脂包括經(jīng)自由基聚合、離子聚合、配位聚合等反應(yīng)合成的聚合物例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。(2)逐步聚合合成樹脂包括經(jīng)縮合聚合反應(yīng)和逐步加成聚合反應(yīng)合成的聚合物，酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯等。第10頁/共137頁8.1.2

根據(jù)受熱后的變化行為進(jìn)行分類(1)熱塑性合成樹脂例如聚乙烯、聚酯、聚酰胺等。(2)熱固性合成樹脂例如酚醛樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。第11頁/共137頁8.1.3

按聚合物主鏈結(jié)構(gòu)和聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類1．碳鏈合成樹脂①聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯等。②聚乙烯基化合物、聚醋酸乙烯及其衍生物：聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛等。③聚丙烯酸及其衍生物a．酸類聚合物：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等。第12頁/共137頁b．酯類聚合物：聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、丁酯等。c．腈及酰胺衍生物：聚丙烯腈、聚丙烯酰胺等。④聚鹵代烴a．聚氯代烴：聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯b．聚氟代烴：聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯等第13頁/共137頁⑤聚烯丙基化合物：聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚氰脲酸三烯丙酯等。2．碳-氧鏈合成材脂①聚縮醛、聚甲醛。②聚醚：聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、環(huán)氧樹脂、氯代聚醚、聚苯醚等。③酚醛樹脂：苯酚-甲醛樹脂。④聚酯：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、不飽和聚酯、芳香族聚酯、醇酸樹脂等。第14頁/共137頁3.

碳-硫鏈合成樹脂①聚琉化合物：聚苯硫醚。②聚砜、聚芳砜。4.

碳-氮鏈合成樹脂①聚亞胺②氨基樹脂③聚酰胺：聚酰胺6，聚酰胺66，聚酰胺1010，聚芳酰胺等。④聚酰亞胺第15頁/共137頁⑤聚氨酯

⑥聚脲⑦聚芳雜環(huán)：聚苯并咪唑、聚苯并噻唑等。第16頁/共137頁5.

根據(jù)聚合物性質(zhì)進(jìn)行分類如水溶性聚合物、離子聚合物、導(dǎo)電聚合物、耐高溫聚合物、液晶聚合物等。6.根據(jù)聚合物的用途進(jìn)行分類如高分子催化劑、高分子試劑、高分子絮凝劑、高分子醫(yī)藥等。7.

根據(jù)高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行分類如塑料、合成纖維、粘合劑、涂料、離子交換樹脂等。塑料和合成纖維又可區(qū)分為通用型材料、工程材料、特種高分子材料等。

第17頁/共137頁8.2塑料概述塑料：以合成樹脂為主要原料，添加穩(wěn)定劑、著色劑、潤滑劑以及增塑劑等組分得到的合成材料。性能評價：機(jī)械性能——強(qiáng)度、堅韌性、剛性、抗蠕變性和抗疲勞性能、耐磨性、硬度、摩擦系數(shù)等。第18頁/共137頁熱性能——主要是長時間連續(xù)使用條件下的最低和最高溫度限，熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)等。電性能——主要是介電性或絕緣性能。其他——耐化學(xué)腐蝕與老化行為以及對透明性、透氣性、燃燒性等。第19頁/共137頁8.2.1

塑料的性能□塑料的基本性能密度塑料的實體相對密度約在0.83-2.2范圍，多數(shù)介于1-1.5之間。塑料的密度與其中填料的種類和數(shù)量有關(guān)。相對密度小于1者為聚烯烴類塑料(無填料)。密度最輕者為聚4-甲基1-丁烯(相對密度0.83)，最高者為聚四氟乙烯。

第20頁/共137頁吸水性塑料是有機(jī)材料，所以其吸水性高于金屬、陶瓷、玻璃、無機(jī)材料等。但低于木材，其測試方法一般是將一定大小的試樣置于水中浸24h后，測定其重量增加的百分?jǐn)?shù)。塑料的吸爾性一般為0.01％-3％，親水性較大的品種，例如醋酸纖維素則高達(dá)7％左有。吸水性高低與高聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和填料種類有關(guān)。第21頁/共137頁透氣性適用于塑料薄膜性能的評價。一般為一定厚度的薄膜于一定時間，如24h，于規(guī)定壓力下，單位面積所透過的氣體體積；如測透水(汽)性，則測透過的重量。塑料薄膜的透氣性與高分子化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和氣體的種類有關(guān)。第22頁/共137頁乙烯基單體的X-取代基團(tuán)對聚合物的透氣率的影響見表8-1，基團(tuán)極性不同透氣率也不同。第23頁/共137頁□機(jī)械性能塑料品種不同，其機(jī)械性能差別可能甚大，例如有些品種是剛性材料，如聚苯乙烯、酚醛塑料等，有些品種則是柔性材料，如低密度聚乙烯，軟聚氯乙烯等。第24頁/共137頁

塑料的機(jī)械強(qiáng)度與是否加有填料．填料的形態(tài)以及線型大分子是否有結(jié)晶取向等因素有關(guān)。無填料或加有粉狀填料的模塑塑料的機(jī)械強(qiáng)度雖因品種的不同而有所不同，但差別不大，具有相同的數(shù)量級，見表8-3。第25頁/共137頁□

熱性能

塑料的熱性能主要從它的耐熱性、導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)、比熱、耐寒性等方面進(jìn)行評價。塑料的耐熱性，用在一定負(fù)荷下受熱，形狀變化達(dá)規(guī)定范圍時的溫度來表示。

國際上通用的有馬丁耐熱溫度，維卡耐熱溫度、以及熱扭變溫度等三種測定塑料形狀穩(wěn)定溫度的方法。第26頁/共137頁

馬丁耐熱溫度——將試樣置于每小時升溫50℃的等速升溫烘箱中，與上夾具相連接的橫桿上置—重錘，使試樣受50kg/cm2的彎曲應(yīng)力。橫桿末端與試樣中線距離為240mm。當(dāng)橫桿末端端點下降達(dá)6mm時的溫度為馬丁耐熱溫度。第27頁/共137頁

維卡耐熱溫度——

將試樣置于每小時外溫50℃的等速升溫烘箱中，試樣上置測試用金屬針，面積為一平方毫米，負(fù)荷為50N。金屬針刺入塑料深度為1mm時的溫度為維卡耐熱溫度。

熱扭變溫度——將試佯置油浴中，油浴以每分鐘2℃的速度逐漸升高溫度，試樣中部承受負(fù)荷為1.875MPa和469kPa．壓桿下降為0.254mm時的溫度為該負(fù)荷的熱扭變溫度。第28頁/共137頁第29頁/共137頁□

電性能一般的塑料是不良導(dǎo)體，因此其重要用途之一是用作絕緣材料。塑料與其他絕緣材料如玻璃、陶瓷相比較，除具有某些優(yōu)良的工藝性能，例如質(zhì)輕、柔軟、脆性低、易加工，可以制成電纜包被層和薄膜，為玻璃、陶瓷所不及外。在電性能方面，由于塑料的介質(zhì)常數(shù)較低、介質(zhì)損耗較小，因此作為絕緣材料時減少了電能損耗。有些品種如聚乙烯、聚苯第30頁/共137頁乙烯、聚四氟乙烯等在高頻條件下，介質(zhì)損耗仍甚低，因此適合用作高頻或超高頻絕緣材料。對于近代高頻技術(shù)，雷達(dá)和電視技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了重大作用。幾種絕緣材料的電性能見表8-7。第31頁/共137頁□穩(wěn)定性塑料是有機(jī)高分子材料，為了正確合理的使用塑料，應(yīng)當(dāng)了解塑料的穩(wěn)定性，包括耐化學(xué)腐蝕性能、老化性能、耐氣候性與耐火焰性等。高聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、所含官能團(tuán)的性質(zhì)、填料的種類以及是否含有增塑劑等因素對于塑料耐化學(xué)腐蝕性能發(fā)生重要影響。主鏈周圍全部為氟原子的聚四氟乙烯，具有最耐無機(jī)酸、堿、無機(jī)鹽水第32頁/共137頁溶液的化學(xué)腐蝕與耐有機(jī)溶劑性能。沿主鏈上具有極性原子或原子基團(tuán)的聚氯乙烯，氯化聚醚、聚丙烯腈等耐無機(jī)酸、堿、無機(jī)鹽水溶液的腐蝕作用優(yōu)良。熱塑性塑料易老化，因此需要加適當(dāng)?shù)奶砑觿┤缈寡趸瘎┖妥贤饩€吸收劑等以防止或阻緩老化進(jìn)程。塑料是含碳的有機(jī)高分子材料所以絕大數(shù)可燃?？刹捎靡胱枞夹曰鶊F(tuán)（氯原子、溴原子）和添加適當(dāng)添加劑例如氧化銻等。第33頁/共137頁第34頁/共137頁8.2.2

塑料分類、縮寫代號與命名□塑料的分類根據(jù)分類角度的不同而有多種分類方法:①根據(jù)受熱后行為分為熱塑性塑料和熱固性塑料。②根據(jù)化學(xué)組成分類，例如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、酚醛塑料、不飽和聚酪塑料等。③根據(jù)塑料制品形成分為模塑塑料、增強(qiáng)塑料、泡沫塑料、薄膜、人造革等。第35頁/共137頁④按照應(yīng)用領(lǐng)域分為通用塑料、工程塑料與高性能塑料、特種塑料(功能塑料)。通用型塑料中的品種主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。工程塑料與高性能塑料通常指100℃以上和0℃以下仍保持尺寸穩(wěn)定和具有良好機(jī)械強(qiáng)度的塑料，特種塑料通常指具有特種功能的塑料。第36頁/共137頁□樹脂與塑料縮寫代號由于合成樹脂與塑料名稱較復(fù)雜，我國參照國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO))編制了塑料及樹脂縮寫代號標(biāo)準(zhǔn)(GBl844-80)，舉例如下：ABS——丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物

(acrylonitrile-butadiene-styrenecopo[ymer);EP——環(huán)氧樹脂(epoxideresin)；EPC—乙烯-丙烯共聚物(ethylene-propylenecopolymer)；第37頁/共137頁HDPE——高密度聚乙烯(highdensitypolyethylene)；HIPS——高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯(highimpactpolystyrene)；PVC——聚氯乙烯(polyvinylchloride)第38頁/共137頁8.3

合成纖維

纖維是人們衣著材料和工業(yè)用材料之一，分為天然纖維，如棉花、羊毛、蠶絲、麻等和化學(xué)纖維兩大類?；瘜W(xué)纖維又分為兩類，一類非纖維狀天然高分子化合物經(jīng)化學(xué)加工得到的人造纖維；另一類是由單體合成的合成纖維。人造纖維由于性能方面不及合成纖維優(yōu)良所以從世界范圍以及我國生產(chǎn)情況看來產(chǎn)量增長緩慢，甚至世界范圍內(nèi)有所下降。第39頁/共137頁第40頁/共137頁生產(chǎn)合成纖維的高聚物條件能夠用來生產(chǎn)合成纖維的高聚物在宏觀結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)是具有適當(dāng)結(jié)晶度，經(jīng)拉伸取向后成為不可逆狀態(tài)的聚合物，并且需要具備以下條件：①聚合物主鏈?zhǔn)蔷€型結(jié)構(gòu)，具有高分子量。②聚合物分子結(jié)構(gòu)具有線型對稱性，這樣可以使分子與分子間結(jié)合緊密。③聚合物大分子與大分子之間存在相當(dāng)強(qiáng)的作用力，如離子鍵、色散力、范德華力等。第41頁/共137頁合成纖維的特點合成纖維與天然纖維和人造纖維相比較，具有強(qiáng)度高、密度低、彈性高、吸水性低、保暖性好、耐磨性好、耐酸堿、不會蟲蛀等特點。第42頁/共137頁8.3.1

合成纖維的性能1.

細(xì)度

細(xì)度是表示纖維粗細(xì)程度的指標(biāo)，一般用支數(shù)和纖度來表示。(1)支數(shù)表示纖維和紗線粗細(xì)程度的一種參數(shù)。以單位重量的纖維或紗線在公定回潮率時的長度表示。

公制支數(shù):以1g重的纖維或紗線所具有的長度(米)表示。例如：1g纖維長50m，則為50支。纖維或紗線越細(xì)支數(shù)越高。第43頁/共137頁回潮率:

公定回潮率:指商品所含的水分與干凈重的百分比主指合同規(guī)定的某商品應(yīng)該所含的水分與干凈重的百分比第44頁/共137頁(2)纖度纖維粗細(xì)程度的一種量度。以一定長度的纖維所具有的重量來表示。常用的纖度單位有“特”(tex)，全稱“特克斯”，是中國選定的纖維和紗線纖度的法定單位。1tex表示在公定回潮率時1000m長的纖維或紗線重1g。第45頁/共137頁2．長度經(jīng)紡絲得到的合成纖維是連續(xù)狀長絲?？芍苯佑脕磲樋椈蚣徔?，但多數(shù)情況需切斷，根據(jù)長度與用途分為：棉型短纖維-以粘膠纖維為主，纖度為10.8-13.5tex，長度為33-38mm，同棉纖維相仿。毛型短纖維-纖度為27-45tex，長度為64-14mm，同羊毛相仿。中長纖維-纖度為18-27tex，長度為51-76mm，主要用于混紡。第46頁/共137頁3．卷曲度合成纖維表面較光滑，因此合成纖維之間的抱和力很弱，因此在纖維成形時加以卷曲，以便進(jìn)一步進(jìn)行紡織加工。1cm長度纖維上所具有的卷曲數(shù)叫做卷曲度，卷曲度在12-14之間較為適宜。第47頁/共137頁4.

吸濕性棉纖維的吸濕性約在7％左右，合成纖維中聚乙烯醇縮甲醛纖維俗稱維尼綸或“維綸”纖維的吸濕性與棉纖維相近，其他合成纖維的吸濕都較差，所以作為衣著用時不吸汗，有悶熱感。干燥條件下，磨擦易積累靜電荷。5．?dāng)嗔褟?qiáng)度纖維的斷裂強(qiáng)度用CN/公特(1/10tex)。合成纖維的斷裂強(qiáng)度多高于天然纖維和人造纖維。第48頁/共137頁6．回彈性與彈性模(1)回彈性紡織材料在外力作用時產(chǎn)生形變，外力除去后，恢復(fù)原來狀態(tài)的能力稱“回彈性”。纖維拉伸到一定的延伸度(一般為2％-5％)以后，當(dāng)除去外力后在1min內(nèi)形變恢復(fù)的百分?jǐn)?shù)稱做“回彈率”?；貜椔矢叩睦w維(＞90％)制成的紡織物尺寸穩(wěn)定性好，穿著過程中不易起皺。例如，滌綸有優(yōu)良的回彈性制成的服裝具有挺括特性。第49頁/共137頁(2)彈性模數(shù)即楊氏模數(shù)，是使纖維單位橫斷面積產(chǎn)生單位形變所需的負(fù)荷，用kg/mm2來表示。多指產(chǎn)生1％伸長時所需的力，又叫做初始模量。彈性模數(shù)高，表示此纖維的剛性大。7．耐磨性

衡量纖維表面的耐摩擦性質(zhì)。在合成纖維中以聚酰胺纖維的耐磨性最為突出。耐磨性與含濕率有關(guān)，濕態(tài)時的耐磨性較干態(tài)時差。第50頁/共137頁8．光照牢度相當(dāng)塑料的耐氣候性。紡織材料在日光照射下所能維持原有性質(zhì)不變的能力。紡織材料受到日光長期照射后會發(fā)黃、變脆、強(qiáng)度降低。9．染色

合成纖維不同于天然纖維，由于纖維分子結(jié)構(gòu)中基本沒有可與染料結(jié)合的官能團(tuán)；另外，由于分子結(jié)構(gòu)緊密吸水性小，染料分子難以滲透入纖維內(nèi)部所以不易染色。聚酰胺纖維和聚乙烯醇縮甲醛纖維較易染色。

第51頁/共137頁10．耐霉蛀性合成纖維具有優(yōu)良的耐霉變和蟲蛀性能。其他性能如比重、耐化學(xué)腐蝕性取決于原料合成樹脂。8.3.2中國工業(yè)生產(chǎn)的民用合成纖維品種按產(chǎn)量由大到小為序分別為：聚酯纖維(聚對苯二甲酸乙二酯PET)、腈綸纖維(聚丙烯腈PAN)、維綸纖維(聚乙烯醇縮甲醛)、聚酰胺-66纖維、聚丙綸纖維（PP）、錦綸纖維(聚酰胺-6)。近來還發(fā)展了氨綸纖維(聚氨酯纖維)。第52頁/共137頁8.4粘合劑

通過表而粘結(jié)力和內(nèi)聚力把各種材料粘合在一起。并且在結(jié)合處有足夠強(qiáng)度的物質(zhì)叫粘合劑，又稱膠粘劑，它是一種非金屬材料。

粘合劑由基本原料和輔助物料所組成。粘合劑決定粘結(jié)力和內(nèi)聚力大小，通常是高分子合成樹脂或具有反應(yīng)活性的低分子量合成材脂；無機(jī)聚合物如水玻璃僅用于有限的范圍。第53頁/共137頁粘結(jié)分為固體粘結(jié)和高粘度流體粘結(jié)。粘合劑能夠濕潤被粘結(jié)物體的表面，而在適當(dāng)條件下轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的高聚物從而牢固的粘結(jié)物體，這是固體粘結(jié)；粘合劑的主要成分結(jié)合劑是橡膠態(tài)彈性體或為高聚物的低熔點的無揮發(fā)性溶劑的粘稠溶液或為聚合物高粘度流體，它們也可濕潤被粘結(jié)物體并產(chǎn)生強(qiáng)的粘結(jié)力，因此可直接用作粘合劑，但不會轉(zhuǎn)變?yōu)閳杂驳墓腆w物，這是高粘度流體粘接。市場上的不干膠、壓敏膠、粘結(jié)用膠帶的作用屬此類情況。第54頁/共137頁用粘合劑聯(lián)接各種材料的優(yōu)點：①使用方便、迅速而且經(jīng)濟(jì)；②粘合劑聯(lián)結(jié)的材料受力時應(yīng)力均勻分布，不像鉚接或螺釘聯(lián)結(jié)那樣會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象；③可粘結(jié)很薄、很輕的材料；④不同的材料例如塑料與金屬可通過粘合劑進(jìn)行聯(lián)結(jié)；⑤粘合劑可以粘接各種凹凸形狀的材料；⑥粘合劑還有阻尼作用；第55頁/共137頁⑦粘合劑具有絕緣作用，粘接不同電位的金屬材料時可以阻止電位腐蝕作用；⑧粘接操作可在室溫下進(jìn)行，即使需加熱時溫度較低不會影響材料原有性能；⑨某些新型材料如蜂窩夾層材料只可用粘接方法制造，為宇航、航空、汽車制造等行業(yè)提供了新材料。第56頁/共137頁8.4.1

粘合劑分類粘合劑種類繁多，分類角度不同而有多種分類方法。①按粘合劑中主要組分結(jié)合劑的種類分為無機(jī)粘合劑和有機(jī)粘合劑；②按粘接強(qiáng)度特性分為：結(jié)構(gòu)型粘合劑，用于結(jié)構(gòu)部件的粘結(jié)如飛機(jī)、金屬材料等要求高強(qiáng)度；非結(jié)構(gòu)型粘合劑，用于粘接強(qiáng)度要求不太高的非結(jié)構(gòu)部件；次結(jié)構(gòu)粘合劑，用于粘接強(qiáng)度介于結(jié)構(gòu)型粘合劑與非結(jié)構(gòu)型之間。第57頁/共137頁③按外觀形態(tài)分為溶液型、乳液型、膏糊型、粉末型、薄膜型(膠帶型)等。④按用途分為通用膠與特種膠、如高溫膠、厭氧膠、熱熔膠、光敏膠、導(dǎo)電膠等。⑤按固化機(jī)理分類則可較系統(tǒng)的了解粘合劑的固化過程，粘合劑的固化過程不僅指發(fā)生化學(xué)變化的聚合過程，固化交聯(lián)過程，而且包括由溶液、分散液、乳液經(jīng)過溶劑和分散介質(zhì)揮發(fā)以及熔融物冷凝轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的物理變化過程。第58頁/共137頁8.4.2

粘合劑主要品種與用途□不發(fā)生化學(xué)變化而固化的粘合劑1.無可揮發(fā)溶劑的粘合劑這一類粘合劑在粘結(jié)過程中或粘結(jié)前需進(jìn)行加熱方可產(chǎn)生粘接作用。主要的有2種。

熱溶膠如乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚酰胺、聚酯等粘合劑。第59頁/共137頁增塑糊粘合劑由糊用PVC樹脂粉分散于增塑劑中，同時加有低分子量具有熱活性反應(yīng)化合物作為粘結(jié)促進(jìn)劑，以環(huán)氧化合物、聚乙二醇雙甲基丙烯酸酯或酚醛樹脂等以及PVC樹脂的熱穩(wěn)定劑等組成。此粘合劑的固化溫度為120-250℃。第60頁/共137頁2.

溶劑須在粘結(jié)前脫除的溶液型粘合劑這一類粘合劑包括熱封膠、高頻熱封膠、接觸膠以及壓敏膠等。

熱封膠高聚物溶液或乳液涂布于被粘結(jié)材料表面，溶劑或水脫除后形成可熱封膠層，無粘性，但受熱后發(fā)揮粘接作用。許多聚合物都可以制成熱封膠、重要的有氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、醋酸乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物，聚酯、聚酰胺等。

第61頁/共137頁高頻焊接用熱封膠其應(yīng)用同上述熱封膠，不同的是用高頻加熱焊接，因此所用聚合物應(yīng)當(dāng)具有高介質(zhì)損耗值。接觸膠由橡膠、樹脂、添加劑加入適當(dāng)溶劑所組成，含固量約20％-30％，使用時涂布于被粘結(jié)材料表面，待溶劑完全揮發(fā)后，疊合加壓力使之接觸而粘結(jié)。接觸膠溶液由合成橡膠加合成樹脂制成的溶液或高分子量聚氨酯溶液所組成。第62頁/共137頁

壓敏膠為不干性膠，即無溶劑成分散劑存在下仍具有很高的粘性，而且不會轉(zhuǎn)變?yōu)閳运９腆w。壓敏膠通常涂于紙張、布匹、塑料薄膜或金屬薄膜上。3．粘結(jié)時使溶劑揮發(fā)除去的溶液型粘合劑它區(qū)分為高聚物和樹脂在有機(jī)溶劑中形成的溶液型粘合劑和以水為溶劑的溶液型粘合劑兩體系。第63頁/共137頁

有機(jī)溶劑的溶液型粘合劑是應(yīng)用較廣泛的粘合劑。使用此種粘合劑時，溶劑事先不脫除，而在兩材料粘結(jié)后溶劑逐漸擴(kuò)散入被粘結(jié)的材料內(nèi)而逐漸消失。這種粘合劑主要用于塑料的粘結(jié)。

以水為溶劑或膠化劑的粘合劑所用的高分子化合物主要是天然高分子或其產(chǎn)物如淀粉、糊精、骨膠、牛皮膠、羧甲基纖維素等。所用合成高聚物主要是聚乙烯醇。它們主要用紙張、木材、硅酸鹽等材料的粘結(jié)。第64頁/共137頁4．聚合物水乳液型粘合劑

聚合物水乳液型粘合劑、合成材脂乳液、橡膠膠乳液、合成橡膠膠乳(1atex)粘合劑是目前產(chǎn)量最大的粘合劑品種。其含固量一般為40％-60％，通過水分揮發(fā)，聚合物微粒和乳化劑形成薄膜而產(chǎn)生粘結(jié)作用。第65頁/共137頁

乳液中加入增塑劑、溶劑和樹脂可以改進(jìn)乳液型粘合劑的粘結(jié)力還可降低成膜溫度增加乳液的粘性，加入聚乙烯醇、纖維素醚和其他水溶膠可以延長粘合劑使用時有效周期。

橡膠膠乳中時常加入合成樹脂乳液以改進(jìn)其性能，或加入某些樹脂或溶劑。第66頁/共137頁

□借化學(xué)反應(yīng)而固化的粘合劑此類粘合劑也可叫反應(yīng)型粘合劑，主要成分是具有聚合活性的低分子量單體或低聚物固化時轉(zhuǎn)變?yōu)榫€型高聚物而多數(shù)是轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型高聚物而產(chǎn)生粘結(jié)作用。第67頁/共137頁

反應(yīng)型粘合劑的固化條件：主要是固化溫度分為室溫固化(冷固化)，低溫固化和高溫固化三種情況。室溫固化須經(jīng)數(shù)小時或數(shù)天方可固化完全。低溫固化溫度為80-100℃；高溫固化溫度要求100-250℃。一般說來，低溫固化和高溫固化所得粘結(jié)件質(zhì)量最好。第68頁/共137頁1.借聚合反應(yīng)而固化的粘合劑這一類粘合劑通過自由基聚合反應(yīng)或離子聚合反應(yīng)使單體或可發(fā)生聚合反應(yīng)的低聚物聚合為線型高聚物或體型高聚物而固化。(1)

雙包裝聚合型粘合劑這類粘合劑最主要的是不飽和聚酯粘合劑，主要組分是不飽和聚酯與乙烯基單體，苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯形成的溶液。另一組分是過氧化物固化劑和固化促進(jìn)劑：胺類、重金屬鹽如二甲基苯胺、環(huán)烷酸鉆、鎳等。第69頁/共137頁(2)單包裝聚合型粘合劑本類粘合劑包括氰基丙烯酸酯粘合劑和厭氧粘合劑。氰基丙烯酸酯類粘合劑氰基丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯屬于此類粘合劑。有時在這些單體中溶有聚合物和增塑劑以調(diào)整其粘度和柔軟性。液態(tài)的氰基丙烯酸酯單體在催化劑：胺，醇和水分的作用下經(jīng)陰離子聚合反應(yīng)在常溫下迅速聚合為線型高聚物。現(xiàn)在此粘合劑已用于外科手術(shù)，粘結(jié)傷口。第70頁/共137頁

厭氧膠此粘合劑主要由某些二元醇的雙甲基丙烯酸酯，少量過氧化物和少量促進(jìn)劑所組成。當(dāng)有氧氣存在時它可長時間不發(fā)生變化。而無氧存在或與活性金屬表面接觸則在數(shù)小時內(nèi)聚合為柔韌的聚合物。2.

借加成聚合反應(yīng)固化的粘合劑（1）環(huán)氧樹脂粘合劑由可固化的多元環(huán)氧樹脂和固化劑所組成。

環(huán)氧粘合劑固化劑分為熱固化和冷固化兩種配方。熱固化的溫度一般為150-200℃。第71頁/共137頁

熱固化劑為二元酸酐、雙氰雙胺、以及某些芳胺。冷固化劑為脂肪胺、環(huán)脂胺、多元胺、多元胺與環(huán)氧樹脂的加成物，以及多元胺和脂肪酸二聚物的縮合物。胺固化劑用量應(yīng)根據(jù)活性環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行計算。第72頁/共137頁(2)反應(yīng)性聚氨酯粘合劑這一類粘合劑的特點是對各種材料都具有良好的粘結(jié)性，與其他反應(yīng)性粘合劑比較，粘結(jié)層具有高彈性，即使低溫下仍如此。商品分為無溶劑型與溶劑型兩類，可為單包裝，也可雙包裝。含有羥基端基的預(yù)聚物用多元異氰酸酯作為固化劑，反之含有異氰酸酯端基的預(yù)聚物則用多元胺或多元醇作為固化劑。固化時產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)同時也可能發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)。多元胺固化速度遠(yuǎn)快于多元羥基固化劑。第73頁/共137頁3.

借縮聚反應(yīng)固化的粘合劑(1)

具有多元羥甲基基團(tuán)化合物形成的粘合劑酚醛樹脂和間苯二酚-甲醛樹脂、脲-甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂都屬此類。這些樹脂含有易發(fā)生脫水反應(yīng)的羥甲基，在固化劑作用下或受熱時產(chǎn)生脫水縮合反應(yīng)，從而使樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)。此類粘合劑可為水溶液狀態(tài)或為有機(jī)溶劑溶液狀態(tài)。固化劑主要是可釋放出酸性的化合物。第74頁/共137頁(2)

有機(jī)硅粘合劑廣泛應(yīng)用于高級建筑，例如合金鋼玻璃窗的密封材料和嵌縫材料。由端羥基線型二甲基硅氧烷聚合物：、

填料，主要是活性二氧化硅、(俗稱白炭黑)，碳酸鈣，炭黑等，活性硅烷交聯(lián)劑、催化劑等四種基本組分構(gòu)成。第75頁/共137頁

交聯(lián)劑是R-SiX3或SiX3化合物，X為易水解的有機(jī)基團(tuán)如醋酸根(CH3COO-)、烷氧基(R-O-)、胺基(R-NH-)、辛酸根(C7CH15COO)等。

催化劑為二丁基二月桂酸錫或辛酸錫等。

單組分有機(jī)硅粘合劑中含有羥端基聚二甲基硅氧烷、填料、與上述交聯(lián)劑。使用后接觸空氣中的水分使交聯(lián)劑水解生成Si(OH)4它與聚二甲基硅氧烷的端羥基發(fā)生脫水反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物。第76頁/共137頁

雙組分有機(jī)硅粘合劑是將端羥基聚二甲基硅氧烷與填料、交聯(lián)劑、烷氧基硅烷、控制量的水分進(jìn)行混合為一種組分，另一組分為催化劑二丁基二月桂酸錫或辛酸錫。兩組分混合后水分與烷氧基硅烷反應(yīng)生成硅醇然后發(fā)生縮合反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)。當(dāng)端羥基聚二甲基硅氧烷分子量較大時產(chǎn)生的交聯(lián)產(chǎn)物似硫化的橡膠，粘結(jié)層有彈性，稱為硅橡膠。第77頁/共137頁(3)

聚酰亞胺和聚苯并咪唑粘合劑聚酰亞胺和聚苯并咪唑是新型的耐高溫芳香族聚合物粘合劑。這類粘合劑由上述聚合物的預(yù)聚物溶液組成。或?qū)㈩A(yù)聚物制成薄膜型粘合劑。固化反應(yīng)為脫水縮合反應(yīng)，固化溫度為230-250℃，壓力為0.8-1.0MPa，預(yù)聚物室溫下僅可在數(shù)小時內(nèi)穩(wěn)定、應(yīng)當(dāng)在-18℃條件下貯存。第78頁/共137頁

(4)

硫化用粘合劑金屬設(shè)備襯橡膠時通常是將末硫化的橡膠片粘結(jié)于金屬表面然后進(jìn)行硫化，使橡膠牢固的粘結(jié)于金屬表面上。將未硫化的橡膠粘結(jié)于金屬上的粘合劑由成膜聚合物，交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑等溶于有機(jī)溶劑中制成。含固量約15％-25％。成膜物質(zhì)主要為鹵代聚合物，如氯化橡膠，交聯(lián)劑為亞硝基化合物、異氰酸酯、肟等與一種氧化劑組成。有時須在金屬表面上涂一層底漆以提高耐腐蝕能力。第79頁/共137頁8.4.3粘結(jié)機(jī)理

有關(guān)粘合劑的作用機(jī)理提出了多種理論，包括簡單的機(jī)械結(jié)合機(jī)理、靜電作用機(jī)理、吸附機(jī)理、擴(kuò)散機(jī)理以及其他機(jī)理。1.

機(jī)械結(jié)合機(jī)理任何材料的表面看來十分光滑平整，但經(jīng)放大觀察后表面仍然是粗糙的。有些材料如紙張、木材、泡沫材料等則是多孔性材料。各種材料在粘結(jié)時，由于粘合劑濕潤襯料表面而滲透入孔隙或凹凸槽中，固化后粘合劑的高分子材料錨著于孔隙和溝槽中，因而起了粘結(jié)作用。第80頁/共137頁2．靜電作用機(jī)理此理論認(rèn)為粘臺劑涂布于被粘結(jié)材料表面后產(chǎn)生了電荷轉(zhuǎn)移，因而在粘合劑與被粘物界面上產(chǎn)生了雙電子層，由于靜電作用兩者之間產(chǎn)生吸引力。實際上，確有電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象發(fā)生，但吸引力到底有多大是值得討淪的。第81頁/共137頁3.

吸附機(jī)理

吸附理論認(rèn)為粘結(jié)力是由于界面上分子間次價力，即范德華力和氫鍵力作用的結(jié)果。范德華力包括偶極力、誘導(dǎo)力和色散力。當(dāng)粘合劑分子與被粘物分子之間的距離達(dá)到分子水平時，才能表現(xiàn)出范德華力。因此要求粘合劑濕潤被粘物體的表面。第82頁/共137頁

根據(jù)吸附理論，若粘合劑中極性基團(tuán)的極性越強(qiáng)、數(shù)量越多，則對極性被粘物的粘結(jié)強(qiáng)度則越高，非極性粘合劑與非極性被粘物之間，色散力起主要作用，其粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)較低，極性粘合劑與非極性被粘物或非極性粘合劑與極性被粘物之間，由于分子間力小，所以粘結(jié)力差。

缺陷:它不能解釋有的粘合劑可以在強(qiáng)極性材料表面和非極性材料表面之間發(fā)生強(qiáng)力粘結(jié)作用，例如氰基丙烯酸酯粘合劑可以將聚苯乙烯塑料粘結(jié)于金屬表面上。第83頁/共137頁4.

擴(kuò)散機(jī)理粘合劑的擴(kuò)散機(jī)理主要適用于高聚物材料的粘結(jié)。

此機(jī)理認(rèn)為粘接作用是由于被粘結(jié)的基材與粘合劑相互滲透擴(kuò)散的結(jié)果。此機(jī)理建立于高聚物的基本性能：聚合物鏈段具有布朗運動，粘合劑和被粘結(jié)物質(zhì)之間具有相溶性。當(dāng)所用粘合劑為溶液型粘合劑，而被粘結(jié)的塑料可溶于所用溶劑時，則被粘結(jié)的分子可能擴(kuò)散入粘合劑層。第84頁/共137頁8.5

涂料涂料（以前叫做油漆）涂料是指具有流動狀態(tài)或粉末狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)，把它涂布在物體表面上經(jīng)干燥、固化或熔融固化形成一層薄膜、均勻地覆蓋并良好地附著于物質(zhì)表面上，不論其中是否含有顏料、通稱為涂料。涂料固化與粘合劑的固化相似，包括化學(xué)反應(yīng)固化與物理的溶劑揮發(fā)、熔融體凝固的固化過程。涂料行業(yè)中統(tǒng)稱為“干燥”。第85頁/共137頁8.5.1

涂料的組成及其作用□涂料的組成涂料雖有很多的種類，但其基本組成由以下四種物質(zhì)構(gòu)成：成膜物質(zhì)、顏料、溶劑和助劑。

成膜物質(zhì)是形成涂膜的物質(zhì)，它是具有聚合活性的天然油脂加工物；具有反應(yīng)活性的合成樹脂或線型高聚物。要求在涂料貯存期間相當(dāng)穩(wěn)定，不發(fā)生明顯物理的或化學(xué)的變化。成膜以后，于規(guī)定條件下，要求迅速形成干燥的漆膜層。第86頁/共137頁顏料可使漆膜呈現(xiàn)顏色并具有遮蓋力，增強(qiáng)機(jī)械性能，漆膜的耐久性以及某些持殊性能．例如防腐蝕、防污染等。溶劑使成膜物質(zhì)均勻溶解，干燥后形成具有光澤的漆膜。正確選擇溶劑可提高漆膜的物理件質(zhì)，如光澤和致密性等。助劑包括增塑劑、催干劑、乳化劑、分散劑、固化劑等，用量甚少，但對涂料的儲存穩(wěn)定性，干燥固化速度以及對形成漆膜的物理性質(zhì)如柔韌性等產(chǎn)生影響。第87頁/共137頁□涂料各組分的作用1．成膜物質(zhì)根據(jù)來源可分為來自植物的漆料、油料及天然樹脂和化學(xué)合成的合成樹脂兩大類。(1)漆料、油料和天然樹脂

漆料特別是產(chǎn)自漆樹的生漆，是我國持產(chǎn)。生漆的主要成分是漆酚，含量40％-70％為鄰苯二酚的幾種帶有不飽和支鏈的衍生物的混合物。涂刷于物體表面，在空氣中能自己干燥結(jié)成黑色硬膜。第88頁/共137頁

油料主要是植物油，仍是我國涂料工業(yè)的主要原料之一。植物油來自植物種子，其組成是脂肪酸三甘油酯。第89頁/共137頁天然樹脂，主要是蟲膠與松香。蟲膠是熱帶一種寄生昆蟲的分泌物。加工精制的蟲膠呈紫色至棕色片狀物，能溶于醇、酮及堿溶液中。松香是一種外觀為透明玻璃狀脆性物質(zhì)，能溶于各種有機(jī)溶劑中并能與油混溶。其主要成分是松香酸，易與堿性顏料作用。(2)人造樹脂與合成樹脂

人造樹脂，由天然高分子化合物經(jīng)化學(xué)改性得到的產(chǎn)品稱人造樹脂。涂料工業(yè)中應(yīng)用最廣的人造樹脂是硝酸纖維素，又叫做硝基纖維素；纖維素酯如醋酸纖維素，醋酸丁酸纖維素；纖維素醚如卞基纖維素，乙基纖維素等。第90頁/共137頁合成樹脂，原則上各類合成樹脂都可用作涂料的成膜物質(zhì)。但由于涂料多數(shù)須為流體狀態(tài)以便涂裝，而成膜以后要求漆膜不僅具有光潔堅硬的表面性能，而且要求具有一定的柔韌性，所以一般用作塑料原料的合成樹脂不能直接用作成膜物質(zhì)，須根據(jù)涂料工業(yè)要求進(jìn)行專門生產(chǎn)。第91頁/共137頁一般說來，用于涂料的合成材脂具有以下特點：

①具有反應(yīng)活性的低聚物用作成膜物質(zhì)時，有些品種由于固化后生成的交聯(lián)高聚物，交聯(lián)密度過高，柔韌性差因此須進(jìn)行改性。例如用作涂料的酚醛樹脂須用松香改性；氨基樹脂與丁醇醚化改性，醇酸樹脂用不干性油或干性油改性等。

②

線型高聚物用作成膜物質(zhì)時，大致分為兩種情況：第92頁/共137頁a、由于涂料需呈流體狀態(tài)，生產(chǎn)溶液型涂料時，所用線型高聚物大多數(shù)是共聚物，以增加其塑性和在有機(jī)溶劑中的溶解性，并且平均分子量應(yīng)適當(dāng)，不能過高，以免溶液粘度過高。b、對于難以在常溫制成溶液狀態(tài)的聚合物，例如聚乙烯，可制成高分散粉末狀態(tài)，用粉末噴涂或流態(tài)化涂布的方法進(jìn)行涂裝。第93頁/共137頁2.

顏料顏料:是不溶于所用介質(zhì)(如油、水等)的有色或白色的高分散性物質(zhì)。要求具有適當(dāng)?shù)恼谏w力，著色力、高分散度、鮮明的顏色和對光線的穩(wěn)定性。作用：顏料在涂料中的作用是使所形成的漆膜具有某種色彩和遮蓋力，增加漆膜的機(jī)械強(qiáng)度，提高耐磨性，阻止紫外線在漆膜中的穿透力以延緩漆膜的老化進(jìn)程，提高耐候性，延長使用期限。第94頁/共137頁基本性能：分散度、吸油量、遮蓋力、著色力以及耐光性等，對于加有顏料的涂料流變性以及所形成的漆膜性能有重要影響。

分散度：即顏料顆粒的大小及其分布，分散度越高顆粒越細(xì)；顆粒越細(xì)則形成的漆膜光潔度提高。

遮蓋力：是指加有顏料的涂料，所形成的漆膜中的顏料能遮蓋基底，不使其透過漆膜而顯露出來。第95頁/共137頁

著色力：涂料工業(yè)中指一種顏料與另一種顏料混合后所顯現(xiàn)顏色深淺的能力。顏色的顆粒越細(xì)，著色力越強(qiáng)。

顏料分類：按其在涂料中的作用可分為著色顏料與體質(zhì)顏料兩類。

著色顏料：是有色和白色的顏料。著色顏料種類很多但主要是紅、黃、藍(lán)三色顏料和白色顏料與黑色顏料五類。

體質(zhì)顏料：又稱填料是沒有遮蓋力的白色粉末狀顏料，調(diào)在涂料中基本上是透明的，不能阻止光線透過漆膜。其作用是增加涂料中的含固量，增加漆膜的厚度，減少顏料的消耗，體質(zhì)顏料主要是硫酸鋇-碳酸鈣和滑石粉、云母粉、硅藻土等。第96頁/共137頁3.

溶劑和稀釋劑溶液型涂料中必須加有溶劑和稀釋劑，能夠獨立溶解成膜物質(zhì)的稱作為溶劑；不能單獨溶解成膜物質(zhì)卻能夠?qū)σ阎瞥傻某赡の镔|(zhì)溶液進(jìn)行稀釋，而成膜物質(zhì)不沉降析出者稱作稀釋劑。

第97頁/共137頁揮發(fā)速度對漆膜形成的影響：揮發(fā)速度影響漆膜的干燥時間和漆膜的質(zhì)量。揮發(fā)太快，漆膜干燥時間短，但在涂裝過程中涂料會逐漸變稠，不便施工。涂層流平性不好，漆膜上會凝結(jié)水汽而發(fā)白，并且表面先成膜因而造成表面產(chǎn)生皺皮等缺點。如果揮發(fā)太慢，則涂料會流掛，涂層厚薄不均，并且延長了干燥時間。第98頁/共137頁常用的溶劑：石油溶劑-松香水、沸點l45-200℃之間的石油產(chǎn)品，又稱“200號”溶劑汽油。煤焦油溶劑-甲苯、二甲苯等。酯類溶劑-香蕉水，由酯(醋酸乙酯、醋酸丁酯等)、酮(丙酮、甲乙酮或環(huán)己酮等)、醚(如乙二醇乙醚)、醇(如乙醇、丁醇等)、甲苯等配成。第99頁/共137頁4．助劑

助劑：是涂料中必不可少的組分、種類很多，但用量甚少。主要有催干劑、固化劑、增塑劑、流平劑、消光劑、紫外線吸收劑等。

催干劑的作用：催化油性漆在氧的作用下的聚合、交聯(lián)以及氧化反應(yīng)以加快干燥成膜速度。主要是金屬氧化物，亞油酸鹽、環(huán)烷酸鹽等，金屬離子為鈷、錳、鉛、鋅、鈣等。

第100頁/共137頁固化劑作用：主要用于活性低聚物的交聯(lián)固化的催化反應(yīng)。根據(jù)合成樹脂種類與反應(yīng)的不同選擇適當(dāng)?shù)墓袒瘎?。增塑劑：又稱增韌劑，其作用是增加漆膜的柔韌性，主要用于以線型高聚物為成膜物質(zhì)的涂料中。如硝基纖維涂料、過氯乙烯涂料等。主要是鄰苯二甲酸二丁酯、二辛酯等；以及磷酸酯類，如磷酸三甲酚酯、三丁酯、三苯酯等。

其他助劑：如流平劑、消泡劑等，根據(jù)需要加入。第101頁/共137頁8.5.2涂料的分類由于分類角度不同，涂料有多種分類方法。1.

根據(jù)組成的形態(tài)分類①按成膜物質(zhì)的分散形態(tài)，分為無溶劑型涂料、溶液型涂料、分散性涂料、粉末涂料等。②按是否含有顏料分為厚漆(含顏料、無溶劑)、磁漆(含顏料、溶液型涂料)、清漆(不含顏料、溶液型涂料)。第102頁/共137頁2.

根據(jù)成膜物質(zhì)的類別分類如火漆、天然樹脂清漆，瀝青涂料、環(huán)氧樹脂涂料3．根據(jù)干燥成膜機(jī)理分類如揮發(fā)干燥型涂料、固化干燥型涂料。4．根據(jù)涂料作用分類如底漆、中間涂料、面漆、防腐蝕漆、防火漆、頭度漆、二度漆等。5．按干燥后漆膜的外觀分類如大紅漆、有光漆、無光漆、皺紋漆、錘紋漆此外還有按應(yīng)用領(lǐng)域分類：如建筑用漆、船舶用漆、汽車用漆等。第103頁/共137頁8.5.3涂料性能與涂料成膜后漆膜的性能涂料的作用:在于涂裝施工以后，以干燥成膜形成漆膜，保護(hù)或裝飾被涂裝的材料表面。要求漆膜經(jīng)久，耐用、耐氣候老化以及某些特殊性能。因此對漆膜性能的評價對于正確使用與選擇涂料具有重要意義。第104頁/共137頁

涂料性能(1)顏色及外觀清漆用比色計測定其顏色深度。色漆要求同一批的涂料，要求顏色上下一致，不允許有深淺。(2)粘度一般用涂4-粘度計(杯形有出料孔)測定在20℃以下，100毫升涂料液，從直徑4mm孔徑中流出的秒數(shù)。測定清漆則用氣泡粘度計。(3)細(xì)度測定涂料中顏料顆粒的分散程度，通常在專用的刮板細(xì)度計上測定。(4)密度通常在規(guī)定容量的金屬密度杯中測定。第105頁/共137頁(5)結(jié)皮性化學(xué)固化型涂料在容器中貯存時表面可能產(chǎn)生結(jié)皮現(xiàn)象，因此應(yīng)在開口容器中長時間觀察考查發(fā)生結(jié)皮的時間。(6)觸變性對流體狀態(tài)酌涂料希望具有觸變性。即在涂料受到攪拌或涂刷應(yīng)力作用時呈易流動狀態(tài)。應(yīng)力消除后即靜止時呈現(xiàn)膠凝不易流動狀態(tài)。這樣的涂料可避免施工時末干燥固化前產(chǎn)生流掛、滴漆等弊病。(7)含固量工廠生產(chǎn)的各種溶液型涂料的含固量不等，多數(shù)在50％-65％范圍，必要時，施工時需進(jìn)行稀釋．特別是用于噴涂時必須稀釋。第106頁/共137頁(8)揮發(fā)速度溶劑型涂料的揮發(fā)速度與成膜速度相匹配以便得到均勻性很好的涂層。(9)酸值一般用來測定清漆和稀釋劑中游離酸含量。(10)貯存穩(wěn)定性涂料多數(shù)是固液膠體分散體系，長期貯存后固體顆?？赡苄跄Y(jié)塊。涂料一般從生產(chǎn)日期算起貯存穩(wěn)定期應(yīng)超過一年。(11)活化期對于分開包裝的化學(xué)固化型涂料，如環(huán)氧樹脂，加入固化劑混合均勻后，應(yīng)立即使用并在規(guī)定的時間內(nèi)使用完畢，此規(guī)定的時間為活化期。第107頁/共137頁

涂料成膜后的性能一般是將涂料在規(guī)定的鍍鋅鐵皮上或石棉板上經(jīng)成膜后進(jìn)行下列性能測試。(1)柔韌性將試樣板在規(guī)定的不同直徑圓棒周圍90撓曲，即經(jīng)不同曲徑半徑的撓曲，觀察開裂情況，涂層不開裂者為合格。第108頁/共137頁(2)沖擊強(qiáng)度此性能評價涂料在高速度的負(fù)荷沖擊下，快速變形的性能，此性能與涂料的延伸率、附著力和靜態(tài)硬度有關(guān)。測定方法是將1kg的重錘在規(guī)定的高度自由落下沖擊規(guī)定厚度的涂層試樣，被沖擊的凹槽涂層不破裂為合格。單位kg/cm2

表示。第109頁/共137頁(3)硬度在專用設(shè)備上測定。

(4)附著力涂層與被涂表面之間的粘結(jié)力即附著力對于涂料的保護(hù)與裝飾作用的好壞產(chǎn)生重要影響，常用的測定方法有劃格或劃痕法，畫圈法等。第110頁/共137頁(5)耐水性有些漆膜如船舶用漆、潛水電機(jī)涂料、水閘用涂料，外墻涂料等經(jīng)常與水接觸或被雨淋，因此其附水性甚為重要，測定方法是將試樣放置水中浸泡觀察一定時間后有無起泡、脫落、泛白等現(xiàn)象。第111頁/共137頁(6)耐磨性對于經(jīng)常受到機(jī)械磨損的涂層如地板、甲板、馬路標(biāo)志涂料以及高速運行的飛機(jī)、火車汽車等易受到空氣和灰塵摩擦的場合所使用的涂層對耐磨性都有一定要求，其測定方法是在磨耗試驗器上用細(xì)砂或金剛砂經(jīng)機(jī)械磨損涂層以觀察其磨損程度。(7)有些涂層還要進(jìn)行耐熱性、耐溫變性、保光性、保色性等試驗，以評價其有關(guān)使用性能。第112頁/共137頁8.6離子交換樹脂離子交換樹脂是含有離子官能團(tuán)，其部分離子可與溶液中的同性電荷的離子進(jìn)行交換，具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的合成樹脂。通常是圓球狀顆粒。這種樹脂制成的膜片稱為離子交換膜。①含有酸性基團(tuán)的離子交換樹脂可與水溶液中的陽離子進(jìn)行交換，所以稱為陽離子交換樹脂；②含有季銨基團(tuán)或氨基的離子交換樹脂稱為陰離子交換樹脂。第113頁/共137頁③有可與多價金屬離子反應(yīng)的鰲合基團(tuán)的離子交換樹脂稱為鰲合性離子交換樹脂。④同一種既含有酸性又含有堿性基團(tuán)的離子交換樹脂稱為兩性離子交換樹脂。⑤具有氧化-還原功能的稱為氧化還原樹脂。第114頁/共137頁8.6.1

離子交換樹脂的分類按交換離子的特性分

陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。按功能團(tuán)酸或堿的強(qiáng)弱分為強(qiáng)酸、中酸、弱酸；強(qiáng)堿性、弱堿性樹脂。第115頁/共137頁按帶有官能團(tuán)的數(shù)目分帶有一種官能團(tuán)的離子交換樹脂屬單官能基離子交換樹脂。如果帶有數(shù)種不同酸度或不同堿度官能團(tuán)的則屬于多官能基離子交換樹脂。根據(jù)離子交換樹脂顆粒宏觀結(jié)構(gòu)分

凝膠型與大孔型兩大類。第116頁/共137頁8.6.2離子交換樹脂的合成

各種離子交換樹脂都由兩部分組成即高分子骨架和官能團(tuán)。

合成路線：a、多數(shù)情況首先合成高分子骨架或稱為高分子基體，然后再通過某些化學(xué)反應(yīng)引入可進(jìn)行離子交換的離子基團(tuán)。b、少數(shù)情況下是利用帶有可進(jìn)行離子交換基團(tuán)的單體直接合成。第117頁/共137頁

高分子基本骨架或基體的合成離子交換樹脂骨架雖有苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環(huán)氧系、乙烯吡啶系、脲醛系、氯乙烯系等七種，但以前三種為主，尤以苯乙烯與丙烯酸系最為重要，其產(chǎn)量最大。第118頁/共137頁1.

苯乙烯系骨架的合成單體苯乙烯與適量二乙烯苯(通常用量低于12)在自由基引發(fā)劑作用下進(jìn)行懸浮聚合。懸浮劑為水解度88％的聚乙烯醇、用量為0.1％-0.5％或照相級明膠0.5％-1.0％；分散劑可應(yīng)用無機(jī)固體粉狀物碳酸鎂、磷酸鎂等。水相與單體相的比例為2-4:1。第119頁/共137頁引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰（BPO）或偶氮二異丁腈（AIBN），用量約為0.5％-1％。產(chǎn)品為圓球狀苯乙烯-二乙烯苯共聚物，為交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其顆粒直徑約在0.3-1.2mm范圍，工業(yè)上稱之為白球，為凝膠型離子交換樹脂的原料。第120頁/共137頁2.

丙烯酸系骨架的合成單體丙烯酸酯如丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯或丙烯腈與交聯(lián)劑二乙烯苯或二甲基丙烯酸乙二酯等，與上述相似進(jìn)行懸浮聚合則得到圓球狀白球，其成分為交聯(lián)丙烯酸酯，為凝膠型離子交換樹脂原料。不飽和酸單體如甲基丙烯酸與交聯(lián)劑二乙烯苯等進(jìn)行自由基懸浮聚合，則直接合成弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂。也可用丙烯酸為原料則得到不同牌號的陽離子交換樹脂。第121頁/共137頁3．酚醛系骨架的合成苯酚具有三個反應(yīng)活性點所以與甲醛反應(yīng)深入進(jìn)行以后即得到交聯(lián)結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂骨架。過去采用本體聚合方法得到塊式聚合物后，經(jīng)粉碎、研磨、過篩、選出大小合適的不規(guī)則形狀顆粒作為酚醛系骨架。第122頁/共137頁

離子交換樹脂骨架上引入官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)1．苯乙烯骨架上引入官能團(tuán)(1)

陽離子交換樹脂的合成反應(yīng)由交聯(lián)苯乙烯白球合成陽離子交換樹脂反應(yīng)如下，

合成了強(qiáng)酸性、中酸性、弱酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。強(qiáng)酸性：-SO3H、-PO3H2中酸性：-OP2H2弱酸性：-COOH第123頁/共137頁第124頁/共137頁(2)

陰離子交換樹脂的合成反應(yīng)首先將交聯(lián)聚苯乙烯白球，與氯甲醚反應(yīng)合成氯甲基衍生物，然后再合成各種陰離子交換樹脂，反應(yīng)如下，合成了強(qiáng)堿性以及弱堿性仲胺、叔胺苯乙烯系陰離子交換樹脂。第125頁/共137頁第126頁/共137頁2.

丙烯酸系骨架上引入官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)(1)弱酸性陽離子交換樹脂的合成反應(yīng)交聯(lián)聚丙烯酸，可直接用作弱酸性陽離子交換樹脂。工業(yè)上多用交聯(lián)聚丙烯酸甲酯白球或聚丙烯腈白球經(jīng)水解反應(yīng)合成弱酸性陽離子交換樹脂。第127頁/共137頁(2)陰離子交換材脂的合成反應(yīng)工業(yè)上用聚丙烯酸甲酯白球為原料與多元胺進(jìn)行胺解反應(yīng)，所用的多元胺至少含有一個伯胺、一個仲胺或叔胺基團(tuán)或者多個仲胺、叔胺基團(tuán)。伯胺基團(tuán)與酯基反應(yīng)生成酰胺基，從而合成弱堿性陰離子交換樹脂。如將叔胺基團(tuán)進(jìn)行甲基化反應(yīng)，則合成了強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。(3)大孔型離子交換樹脂它是在大孔白球上引入官能團(tuán)，其反應(yīng)與上述相同。第128頁/共137頁8.6.3

離子交換樹脂性能

離子交換樹脂是以交聯(lián)結(jié)構(gòu)高分子為骨架，具有可以解離出離子的基團(tuán)，解離出來的離子能與其他離子進(jìn)行交換的高分子化學(xué)藥劑。重要的基本性能如下。

(1)交聯(lián)度以生產(chǎn)白球時所用二乙烯苯重量百分?jǐn)?shù)衡量。交聯(lián)度提高則產(chǎn)品堅硬而少彈性，但抗氧化性能提高。交聯(lián)度超過10％一12％時則樹脂過于堅硬和緊密。引入官能團(tuán)困難并且不易滲透入內(nèi)部，而且滲透應(yīng)力不易被吸收,第129頁/共137頁因而使用過程中易于破碎?；腔瘶渲畲蠊ぷ鹘粨Q量的二乙烯苯用量為8％。(2)孔隙率又稱孔度

凝膠型與大孔型離子交換樹脂具有不同程度的孔隙。凝膠型的孔隙直徑約為1nm，孔隙率約0％-6％；而大孔型樹脂的孔隙直徑則高達(dá)約100nm，孔隙率約5％-50％，大孔樹脂的孔隙通道中充滿了水分子，大的分子可以在樹脂中自由運動到珠體中心。第130頁/共137頁(3)交換量(也叫交換容量)

它是衡量離子交換樹脂質(zhì)量的重要性能。

總交換量，樹脂經(jīng)100℃干燥至恒重后1g或在水中每1ml所具有的可交換離子的總數(shù)。

工作或?qū)嵱媒粨Q量樹脂在應(yīng)用條件下，實際表現(xiàn)出來的交換量，通常低于總交換量。(4)穩(wěn)定性和使用壽命由于離子交換樹脂須在較長時間反復(fù)使用．所以它的穩(wěn)定性具存重要意義。穩(wěn)定性包括：

第131頁/共137頁①化學(xué)穩(wěn)定性。②熱穩(wěn)定性。③機(jī)械穩(wěn)定性。④滲透應(yīng)力穩(wěn)定性。⑤抗干燥性。⑥密度⑦顆粒大小標(biāo)準(zhǔn)大小為0.3-1.2mm，有些工業(yè)應(yīng)用中要求選用大顆粒的離子交換樹脂；而在分析操作，醫(yī)藥應(yīng)用等方面用于離子交換、吸附、過濾等則要求特別細(xì)小的粉狀樹脂(0.012-0.42mm)。第132頁/共137頁⑧溶脹性離子交換樹指使用過程中其離子經(jīng)常由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N，因而樹脂體積發(fā)生變化，有時很明顯。所以設(shè)計交換柱應(yīng)考慮樹脂體積的變化。⑨污染性使用過程中離子交換材脂可能被進(jìn)料水中的沉淀物、不可逆吸附物所污染。第133頁/共137頁8.6.4離子交換樹脂的應(yīng)用離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中可以完成以下四種功能中的一種或數(shù)種：離子轉(zhuǎn)換、脫除濃縮和分級。

實現(xiàn)離子交換工藝必須應(yīng)用相應(yīng)的設(shè)備(交換柱).

聚根據(jù)操作情況與樹脂裝柱情況分為固定床與流動床兩種操作分式，而固定床又分為單柱系統(tǒng)，即將陽、陰樹脂分別裝柱與雙層床甚于三層床系統(tǒng)，以及混合系統(tǒng)，它是將弱堿、強(qiáng)堿樹脂分為上下層，裝入同一交換柱中(雙層床)或陽離子材脂、陰離子樹脂或弱酸、強(qiáng)酸同裝一柱個，中間加裝一層不帶功能基的惰件樹脂(三層床)，混合床是將陽、陰離于樹脂按一定比例混合均勻后裝入同一交換柱中。第134頁/共137頁離子交換樹脂操作周期分為四個階段。即交換-反洗-再生-正洗。以原水處理為例各步驟說明如下：

(1)交換原水自交換柱上端經(jīng)分配器流下，通過各交換柱樹脂層，出水為凈化水。

(2)反洗當(dāng)樹脂交換量下降到規(guī)定的終點時，反向用水沖洗樹脂以除去雜質(zhì)和破碎的樹脂，松動材脂層。

(3)再生自上而下(同流)或自下而上(逆流)通入濃度為百分之幾的再生藥劑，使離子交換樹脂恢復(fù)交換能力。

(4)正洗自上而下或白下而上通入清水進(jìn)行淋洗樹脂，洗去剩余再生藥劑后，即可重新投入下一循環(huán)操作。第135頁/共137頁KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z08JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlX&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B