高分子材料

6.1概述6.2工程塑料6.3常用合成纖維6.4橡膠6.5膠粘劑

6.1概述

6.1.1高分子材料的基本概念

高分子材料也叫聚合物材料，主要是指以有機(jī)高分子化合物（不包括無機(jī)高分子化合物）為主體組成的或加工而成的具有實(shí)用性能的材料。

按照高分子材料來源，高分子材料分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類。天然高分子材料主要有天然橡膠、纖維素、淀粉、蠶絲等；合成高分子材料的種類繁多，如合成塑料、合成橡膠、合成纖維等。按照用途，高分子材料主要分為塑料、化學(xué)纖維、橡膠、膠粘劑、涂料和復(fù)合材料等幾類，其中塑料、合成纖維和合成橡膠的產(chǎn)量最大，品種最多，統(tǒng)稱為三大合成材料。

按照材料學(xué)觀點(diǎn)，高分子材料分為結(jié)構(gòu)高分子材料和功能高分子材料，前者主要利用它的強(qiáng)度、彈性等力學(xué)性能，后者主要利用它的聲、光、電、磁和生物等功能。6.1.2高分子化合物的力學(xué)狀態(tài)

1.非晶聚合物的力學(xué)狀態(tài)

當(dāng)溫度變化時(shí)，非晶聚合物存在著三種不同的力學(xué)狀態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。

高聚物出現(xiàn)這三種力學(xué)狀態(tài)是由高分子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其運(yùn)動特點(diǎn)決定的。高分子鏈?zhǔn)怯稍S多具有獨(dú)立活動能力的鏈段所組成的，因此，一個高分子鏈具有兩種運(yùn)動單元：整個大分子的運(yùn)動和大分子中各個鏈段的運(yùn)動。正是高聚物分子鏈運(yùn)動的二重性決定了非晶態(tài)高聚物的三種力學(xué)狀態(tài)。

當(dāng)溫度很低時(shí)，分子間的作用能大于分子的熱運(yùn)動能，此時(shí)，不但整個大分子的運(yùn)動被凍結(jié)，甚至鏈段的運(yùn)動也被凍結(jié)（分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)被凍結(jié)），即分子之間和鏈段之間的相對位置都被固定著，只有分子中的原子在其固定位置上進(jìn)行著振動運(yùn)動。與之對應(yīng)的高聚物則處于堅(jiān)硬的固體狀態(tài)，即玻璃態(tài)。玻璃態(tài)的力學(xué)行為是：當(dāng)施加外力后只能引起原子間鍵長和鍵角的微小變化，因此高聚物形變很小。當(dāng)外力消除后，高聚物立即恢復(fù)原狀，即形變是可逆的，這種形變稱為普彈形變，它的特點(diǎn)是形變量小、瞬時(shí)完成和可逆性。

若溫度逐漸升高，分子的熱運(yùn)動能逐漸增加，當(dāng)達(dá)到某一溫度范圍后，雖然熱運(yùn)動能還不能使整個分子鏈發(fā)生相對移動，但卻足夠能使分子中的鏈段運(yùn)動起來，此時(shí)的高聚物即處于高彈態(tài)，發(fā)生的形變?yōu)楦邚椥巫?。高彈態(tài)的力學(xué)行為是：當(dāng)施加外力后，分子鏈在外力作用下由原來的卷曲狀態(tài)變成了伸展?fàn)顟B(tài)，使高聚物產(chǎn)生很大的形變，當(dāng)外力消除后，被拉伸的鏈又會逐漸再卷曲起來（鏈段運(yùn)動的結(jié)果），恢復(fù)原狀，因而也是可逆形變。高彈形變的特點(diǎn)是形變量很大、具有可逆性和需要松弛時(shí)間（即完成形變和恢復(fù)原狀都需要一定的時(shí)間才能完成）。

若溫度繼續(xù)上升，熱運(yùn)動能繼續(xù)增加，當(dāng)達(dá)到某一溫度后，不但分子鏈的鏈段可以自由運(yùn)動，而且整個分子鏈之間也可以產(chǎn)生相對移動，此時(shí)高聚物就處于粘流態(tài)了。粘流態(tài)的力學(xué)行為是：當(dāng)施加外力后，高聚物會產(chǎn)生無休止的永久形變，即當(dāng)外力消除后形變也不會恢復(fù)原狀的不可逆形變。

圖6－1非晶態(tài)高聚物的溫度－形變曲線

高聚物的上述三種力學(xué)狀態(tài)可以用高聚物的溫度－形變曲線表現(xiàn)出來，如圖6－1所示。溫度－形變曲線是在恒定應(yīng)力下，對高聚物樣品進(jìn)行連續(xù)升溫，觀測在不同溫度下樣品的形變值。

由圖6－1可見，在恒定應(yīng)力下，這三種不同力學(xué)狀態(tài)下高聚物的形變值是有明顯差別的。但是，由于三種力學(xué)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變并不是相變，因此形變值在轉(zhuǎn)變點(diǎn)并沒有發(fā)生突變，即沒有發(fā)生間斷點(diǎn)，而是連續(xù)性的轉(zhuǎn)變。這些轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度，由高彈態(tài)到玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度，叫做玻璃化溫度，以Tg表示；由高彈態(tài)到粘流態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度，叫做粘流溫度，以Tm表示。高聚物的溫度-形變曲線的形狀與高聚物的分子量大小、分子結(jié)構(gòu)等有很大關(guān)系，當(dāng)分子量小時(shí)，將不出現(xiàn)高彈態(tài)平臺，只有當(dāng)聚合物的分子量達(dá)到一定程度時(shí)，才出現(xiàn)高彈態(tài)，這也是橡膠都具有很高分子量的原因。

2.結(jié)晶性高聚物的溫度－形變曲線

凡在一定條件下能夠結(jié)晶的高聚物統(tǒng)稱為結(jié)晶性高聚物。結(jié)晶高聚物的結(jié)晶度不同，分子量不同，其溫度－形變曲線也不相同。當(dāng)結(jié)晶度高于40%時(shí)，微晶貫穿整個材料，非晶區(qū)Tg將不能明顯出現(xiàn)，只有當(dāng)溫度升高到熔融溫度Tm時(shí)，晶區(qū)熔融，高分子鏈熱運(yùn)動加劇，如果聚合物的分子量不太大，體系進(jìn)入粘流態(tài)（此時(shí)Tm=Tt）,如果聚合物分子量很高，Tt>Tm,則在Tm之后仍會出現(xiàn)高彈態(tài)，然后當(dāng)T=Tt時(shí)，體系才進(jìn)入粘流態(tài)。如果聚合物的結(jié)晶度不高，則也會出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變的形變，但Tg以后，鏈段有可能按照結(jié)晶結(jié)構(gòu)的要求重新排列成規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。圖6－2為分子量不同的結(jié)晶高聚物的溫度－形變曲線。由圖可以看出，高彈態(tài)與粘流態(tài)的過渡區(qū)隨分子量M的增大而增大。

圖6－2結(jié)晶高聚物的溫度－形變曲線

(M3>M2>M1)

3.交聯(lián)高聚物的力學(xué)狀態(tài)

交聯(lián)使高分子鏈之間以化學(xué)鍵相結(jié)合，若不破壞化學(xué)鍵，分子鍵之間就不能產(chǎn)生相對位移，隨著交聯(lián)度的提高，不僅形變能力變差，而且不存在粘流態(tài)，既不能溶解，也不能熔融，當(dāng)交聯(lián)度增加到一定數(shù)值之后，聚合物就不會隨溫度升高而出現(xiàn)高彈態(tài)。

4.多相聚合物的力學(xué)狀態(tài)

對于共混或接枝、嵌段共聚物，多數(shù)是處于微觀或亞微觀相分離的多相體系。在該種體系中視各組分可能出現(xiàn)兩個以上玻璃化轉(zhuǎn)化區(qū)，每個轉(zhuǎn)化區(qū)表示一種均聚物的特性。對于某些嵌段和共聚混合物材料，在外力的作用下會出現(xiàn)應(yīng)變，誘發(fā)塑料-橡膠轉(zhuǎn)變。

6.2工程塑料

6.2.1工程塑料的組成

工程塑料是以高分子化合物為主要成分，添加各種添加劑所組成的多組分材料。根據(jù)作用不同，添加劑可分為固化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、潤滑劑、著色劑等，現(xiàn)主要介紹以下幾種。

1.固化劑

固化劑的作用是通過交聯(lián)使樹脂具有體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成為較堅(jiān)硬和穩(wěn)定的塑料制品。如在酚醛樹脂中加入六亞甲基四胺，在環(huán)氧樹脂中加入乙二胺等。

2.增塑劑

增塑劑的作用主要是提高塑料在成型過程中的流動性，改善制品的柔順性，常用的為液態(tài)或低熔點(diǎn)的固體化合物。例如，在聚氯乙烯中加入鄰苯二甲酸二丁酯，可變?yōu)橄裣鹉z一樣的軟塑料。

3.穩(wěn)定劑

穩(wěn)定劑的作用是防止塑料在加工或使用過程中因熱、氧、光等因素的作用而產(chǎn)生降解或交聯(lián)導(dǎo)致制品性能變差。根據(jù)作用機(jī)理不同可分為熱穩(wěn)定劑（如金屬皂類）、抗氧劑（如胺類）、光穩(wěn)定劑（如苯甲酸酯類）等。

4.增強(qiáng)劑

增強(qiáng)劑的作用是為了提高塑料的物理性能和力學(xué)性能。例如加入石墨、石棉纖維或玻璃纖維等，可以改善塑料的機(jī)械性能。

6.2.2工程塑料的分類

1.按化學(xué)組成分

按化學(xué)組成分，工程塑料可分為聚酰胺類（尼龍）、聚酯類（聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、聚苯酯等）、聚醚類（聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮等）、芳雜環(huán)聚合物類（聚酰亞胺、聚醚亞胺、聚苯并咪唑）以及含氟聚合物（聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯等）。

2.按聚合物的物理狀態(tài)分

按聚合物的物理狀態(tài)分,工程塑料可分為結(jié)晶型和無定型兩大類。聚合物的結(jié)晶能力與分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性、分子間力、分子鏈柔順性能等有關(guān)，結(jié)晶程度還受拉力、溫度等外界條件的影響。這種物理狀態(tài)部分地表征了聚合物的結(jié)構(gòu)和共同的特性。結(jié)晶型工程塑料有聚酰胺、聚甲醛、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚苯酯、聚醚醚酮、氟樹脂、間規(guī)聚苯乙烯等；無定型工程塑料有聚碳胺酯、聚苯醚、聚芳酯等。

3.按成型后制品的種類分

按成型后制品的種類分,工程塑料按應(yīng)用零件的功能可以分為：一般結(jié)構(gòu)零件，如罩殼、蓋板、框架和手輪、手柄等；傳動結(jié)構(gòu)零件，如齒輪、螺母、連軸器以及其他一些受連續(xù)反復(fù)載荷的零部件；摩擦零件，如軸承、襯套、活塞環(huán)、密封圈以及其他一些承受滑動摩擦的零件；電氣絕緣零件，如各種高低壓開關(guān)、接觸器、繼電器等；耐腐蝕零部件，如化工容器、管道、閥門和測量儀表等零件；高強(qiáng)度、高模量結(jié)構(gòu)零件，如高速風(fēng)扇葉片、泵葉輪、螺旋推進(jìn)器葉片等。

4.按通用性分

按通用性分，工程塑料可以分為通用工程塑料和特殊工程塑料兩類(圖6－3)。所謂通用工程塑料,是指熱塑性塑料聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、改性聚苯醚(PPO)、聚酯(PBT和PET)等五種。特殊工程塑料常指除以上五種以外的性能更優(yōu)異的工程塑料。按照使用溫度分，一般使用溫度在150℃以下為通用工程塑料（一般為100~150℃），超過150℃為特殊工程塑料，特殊工程塑料又分為150~250℃類和250℃以上類。使用溫度越高，則價(jià)格也隨之提高。

圖6－3工程塑料的分類

6.2.3常用工程塑料

1.聚酰胺(PA)

聚酰胺(Polyamide)簡稱PA,俗稱尼龍（nylon）,是指分子主鏈上含有酰胺基團(tuán)（NHCO）的高分子化合物。

聚酰胺是以內(nèi)酰胺、脂肪羥酸、脂肪胺或芳香族二元酸、芳香族二元胺為原料合成的，采用不同的原料可合成聚酰胺系列產(chǎn)品。聚酰胺的命名是由二元胺和二元酸的碳原子數(shù)來決定的。例如，己二胺和己二酸反應(yīng)得到的縮聚物稱為聚酰胺66（尼龍66），其中第一個6表示己二胺的碳原子數(shù)，第二個6表示己二酸的碳原子數(shù)；由ω－胺基己酸或己內(nèi)酰胺聚合得到的產(chǎn)物稱為聚酰胺6。

聚酰胺分子鏈段中重復(fù)出現(xiàn)的酰胺基是一個帶極性的基團(tuán)，這個基團(tuán)上的氫能夠與另一個分子的酰胺基團(tuán)鏈段上的羥基上的氧結(jié)合成強(qiáng)大的氫鍵。氫鍵的形成使得聚酰胺的結(jié)構(gòu)易發(fā)生結(jié)晶化。而且由于分子間的作用力較大，因而使得聚酰胺有較高的力學(xué)強(qiáng)度和高的熔點(diǎn)。另一方面在聚酰胺分子中由于亞甲基CH2的存在使得分子鏈比較柔順，因而具有較高的韌性。此外，聚酰胺還有很好的耐磨耗性能、耐沖擊性能能、電性能和耐化學(xué)藥品性能。其主要缺點(diǎn)是親水性強(qiáng)，吸水后尺寸穩(wěn)定性差。表6－1列出了幾種主要聚酰胺的性能。

表6－1幾種聚酰胺的性能

2.聚碳酸酯（PC）

聚碳酸酯簡稱PC，它是一類分子鏈中含有通式為

(O—R—O—C)O的高分子化合物及以它為基質(zhì)而制得的各種材料的總稱。根據(jù)鏈節(jié)中R基團(tuán)的不同，聚碳酸酯可分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族和脂肪-芳香族等幾大類型。目前最具工業(yè)價(jià)值的是芳香族聚碳酸酯，其中尤以雙酚A型聚碳酸酯最為重要，在沒有特別加以說明的情況下，通常所說的聚碳酸酯幾乎都指的是雙酚A型聚碳酸酯及其改性品種。目前對聚碳酸酯最新的改性有：①對透明性的PC賦予新的機(jī)能；②PC合金化的高性能/高功能化及新PC合金化；③適應(yīng)環(huán)境的新難燃PC材料。通過對PC改性，以進(jìn)一步擴(kuò)大新用途。聚碳酸酯的分子主鏈?zhǔn)怯扇犴樀奶妓狨ユ溑c剛性的苯環(huán)相連接，從而賦予了聚碳酸酯許多優(yōu)異的性能，其中特別突出的是抗沖擊性、透明性和尺寸穩(wěn)定性，優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和電絕緣性，較寬的使用溫度范圍(-100~130℃)等。

在機(jī)械工業(yè)方面，由于聚碳酸酯強(qiáng)度高、剛性好、耐沖擊、尺寸穩(wěn)定性好，可作軸承、齒輪、齒條等傳動零件的材料。在電氣方面，由于其具有較高的擊穿電壓強(qiáng)度，因此可制造要求耐高擊穿電壓和高絕緣零件，如墊圈、墊片、電容器等儀表電器標(biāo)準(zhǔn)件。此外聚碳酸酯在航空、醫(yī)療器材等方面也得到了廣泛應(yīng)用。3.聚甲醛(POM)

聚甲醛是分子鏈中含有結(jié)構(gòu)(CH2—O)n的高聚物，由甲醛或三聚甲醛聚合而成。按聚合方法不同，可分為均聚甲醛和共聚甲醛兩類。均聚甲醛是兩端均為乙酰基、主鏈由甲醛單元構(gòu)成大分子，分子式為CH3COO（CH2O)nCOCH3

共聚甲醛主鏈?zhǔn)且枣湽?jié)(CH2)為主，其間雜以少量(CH2CH2O)或(C4H8O)鏈節(jié)，端基為甲氧基醚或羥基乙基醚結(jié)構(gòu)的大分子。表6－2聚甲醛的綜合性能

聚甲醛是一種無側(cè)鏈、高密度、高結(jié)晶度的線性聚合物，其外觀為白色粉末或粒料，硬而致密，表面光滑且有光澤，著色性好。其產(chǎn)量僅次于聚酰胺和聚碳酸酯，為第三大通用工程塑料。

聚甲醛的比強(qiáng)度和剛度與金屬相接近，所以可替代有色金屬制作各種結(jié)構(gòu)零部件，并且特別適合制造耐摩擦、磨損及承受高載荷的零件。如齒輪、軸承、凸輪等。在電子、電器工業(yè)方面，由于聚甲醛介電損耗小，介電強(qiáng)度高、耐電弧性能優(yōu)良的特點(diǎn)，可被用來制作繼電器、電動工具外殼、線圈骨架等。聚甲醛在建筑器材、食品工業(yè)等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

4.聚苯醚(PPO)

聚苯醚又稱為聚亞苯基氧，是芳香族聚醚的一種，其分子主鏈中含有

鏈節(jié)。它由2,6－二甲基苯酚以銅－胺絡(luò)合物為催化劑，在氧氣中縮聚反應(yīng)而成的。苯醚分子鏈中含有大量的酚基芳香環(huán)，使其分子鏈段內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難，從而使得聚苯醚的熔點(diǎn)升高，熔體黏度增加，熔體流動性大，加工困難；分子鏈中的兩個甲基封閉了酚基兩個鄰位的活性點(diǎn)，可使聚苯醚的剛性增加、穩(wěn)定性增強(qiáng)、耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性提高。其分子鏈中無可水解的基團(tuán)，因此其耐水性好、吸濕性低（室溫下飽和吸水率<0.1%）、尺寸穩(wěn)定性好、電絕緣性好。

聚苯醚雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在缺陷，主要表現(xiàn)在熔融溫度高、熔體粘度大、熱塑成型性差等方面，限制了它的應(yīng)用，目前工業(yè)上應(yīng)用的主要是改性聚苯醚。改性聚苯醚主要有兩種方法，一種是用聚苯醚與聚苯乙烯和彈性體改性劑進(jìn)行共混，另一種是聚苯醚的苯乙烯接枝共聚物。

(1)共混法。

PPO與PS(聚苯乙烯)、HIPS(高抗沖聚苯乙烯)、PA（尼龍）、聚烯烴等聚合物的共混相容性較好，將40%左右含橡膠的聚苯乙烯與60%左右的聚苯醚在螺桿擠出機(jī)上共混擠出制得。改性PPO仍保留了PPO諸如水解穩(wěn)定性和電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，雖然共混后熱變形溫度有所下降，但大部分仍高于實(shí)際應(yīng)用所要求的溫度，另外共混改性顯著改變了PPO的加工性能，使其成本大幅度下降。

(2)接枝共聚法。

首先由2,6－二甲酚氧化偶合生成聚苯醚，再與苯乙烯反應(yīng)，得到化學(xué)改性的苯乙烯接枝的聚苯醚。根據(jù)需要，它可再與彈性體共混而形成抗沖擊的改性聚苯醚。

目前，發(fā)展了高沖擊PS改性、ABS改性、低發(fā)泡改性、電鍍改性及PPO/PA合金、PPO/PBT合金、PPO/SBS合金、PPO/PPS合金、PPO/PTFE合金等品種，其中大部分已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

改性聚苯醚廣泛應(yīng)用于電子電器、機(jī)電工業(yè)、汽車工業(yè)、紡織工業(yè)、化工設(shè)備、醫(yī)用設(shè)備等領(lǐng)域。如在電子電器領(lǐng)域，由于改性聚苯醚電性能良好，可制作電視機(jī)的調(diào)諧片、微波絕緣、線圈芯、機(jī)殼等元件，還可用作手機(jī)、攝像機(jī)等的包裝材料。在汽車工業(yè)，它可用作汽車的儀表盤、防護(hù)杠和各種耐沖擊的外裝部件等。

5.熱塑性聚酯

熱塑性聚酯是指由飽和二元酸和飽和二元醇縮聚得到的線性高聚物。熱塑性聚酯包括品種很多，但目前最常用的是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。

(1)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

聚對苯二甲酸乙二醇酯是熱塑性聚酯中產(chǎn)量最大、價(jià)格最低廉的品種，其制備方法有直接酯化法和酯交換法。只有高純度的對苯二甲酸，才能與乙二醇直接酯化縮聚制得。其分子式為

PET耐熱性比較高，熔點(diǎn)與尼龍66相當(dāng)，但吸水率為0.1%~0.27%，低于尼龍，制品尺寸穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度、模量、自潤滑性能與聚甲醛相當(dāng)，阻燃性和熱穩(wěn)定性比聚甲醛好。PET與玻璃纖維復(fù)合，增強(qiáng)效果大，在較寬的范圍內(nèi)都具有優(yōu)良的電絕緣性能。PET能耐弱酸及非極性有機(jī)溶劑，在室溫下耐極性有機(jī)溶劑，不耐強(qiáng)堿和強(qiáng)酸以及苯酚類化學(xué)藥品。

由于PET結(jié)晶速度慢，導(dǎo)致加工性能差，使得PET在工程塑料上的應(yīng)用受到限制。目前改性重點(diǎn)有以下幾個方面：

①改善成形性。通過篩選各種成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑以加快PET結(jié)晶速度，選擇相容性好的共混組分降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，使得PET工程塑料可能在較低溫度下快速結(jié)晶。

②改善耐沖擊性。PET分子鏈較高的剛性使得其沖擊韌性差。聚合物合金技術(shù)或與彈性體共混是改善PET工程塑料韌性的常用方法。

③耐水解改性。由于PET分子中的酯鍵含量相對較高而導(dǎo)致耐水解性差，加工前必須干燥，使得制品在濕熱條件下的應(yīng)用受到限制。由于氫離子對酯鍵的水解起催化作用，因此降低PET端羧基含量是改善耐水解性的重要方法。

此外，根據(jù)需要，提高剛性和阻燃性也是PET工程塑料的重要改性方向。為了適應(yīng)多種用途，目前已開發(fā)出數(shù)十種PET工程塑料的改性品種。

PET工程塑料在電子、電氣，家電及辦公機(jī)器，汽車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。PET塑料是常使用的密封用熱塑性塑料品種，如杜邦的Rynite415HP（絕緣F級）。由于PET工程塑料優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)定性、抗蠕變性、耐熱性、不變色性、良好的電氣絕緣性和表面光滑性，已被佳能公司廣泛用于激光打印機(jī)中。PET工程塑料較高的耐熱性使其在家電中獲得廣泛應(yīng)用。價(jià)格低廉、性能優(yōu)越的PET工程塑料在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了快速增長，用途包括吸排氣控制閥、風(fēng)門擋板等。

(2)聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。

聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是對苯二甲酸和丁二醇縮聚的產(chǎn)物。其制法與PET相似，只是用1,4-丁二醇代替乙二醇，目前主要以酯交換法為主。其分子式為

PBT與其他通用的工程塑料比較有以下特點(diǎn)：

①優(yōu)良的電絕緣性能，在高溫、高濕條件下仍保持良好的電絕緣性能；

②抗化學(xué)性及耐油性好；

③耐熱性好，玻纖產(chǎn)品連續(xù)使用溫度可達(dá)到120～150℃；

④可以制成阻燃塑料，另外可以快速成型。

6.3常用合成纖維

1.聚酰胺纖維

聚酰胺纖維是指大分子主鏈中含有酰胺鍵的一類

(C—NH）合成纖維。它是最早投入工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維，商品名稱為錦綸或尼龍。主要品種有聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺612和聚酰胺1010等。

由于該纖維長分子鏈上含有酰胺基，可以通過氫鍵的作用，加強(qiáng)酰胺基之間的連結(jié)，從而使纖維有較高的強(qiáng)度。另外，聚酰胺纖維分子鏈上含有許多亞甲基的存在，使該纖維柔軟，富有彈性，同時(shí)也具有良好的耐磨性，它的耐磨性是棉花的10倍，羊毛的20倍。

O2.聚酯纖維

聚酯纖維是指大分子主鏈中含有酯結(jié)構(gòu)的一類聚合物，由二元酰及其衍生物（酰鹵、酸酐、酯等）和二元醇經(jīng)縮聚而得，故稱聚酯纖維。

聚酯纖維的品種眾多，主要包括聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等纖維。其中最主要的是聚對苯二甲酸乙二醇酯。

聚對苯二甲酸乙二醇酯商品名稱為滌綸，俗稱的確良，由聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）經(jīng)熔融紡絲制成的，相對分子量為15000~22000。PET的紡絲溫度控制在275~295℃(熔點(diǎn)為262℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80℃)。

聚酯纖維的彈性好，彈性接近羊毛，由滌綸纖維制成的紡織品抗皺性和環(huán)保性特別好，外形挺括，即使變形也易恢復(fù)。強(qiáng)度高，它的強(qiáng)度比棉花高1倍，比羊毛高3倍。耐沖擊強(qiáng)度高，比聚酰胺纖維高4倍，比粘膠纖維高20倍。耐腐蝕性能好，不發(fā)霉，不腐爛，不怕蟲蛀。缺點(diǎn)是染色性能差，吸水性低。

聚酯纖維主要做成各種混紡或交織產(chǎn)品，是理想的紡織材料。在工業(yè)上，廣泛用于電絕緣材料、運(yùn)輸帶、繩索、漁網(wǎng)、輪胎簾子線等。

3.聚丙烯腈纖維

聚丙烯腈纖維是由丙烯腈為原料聚合成的合成纖維，商品名叫腈綸。聚丙烯腈纖維蓬松柔軟，有較好的彈性，被譽(yù)為人造羊毛；強(qiáng)度比較高，約為羊毛的1~2.5倍。它的耐光性和耐候性能，除聚四氟乙烯纖維外，是其他所有天然纖維和化學(xué)纖維中最好的；具有較好的耐熱性，其軟化溫度為190~230℃，僅次于聚酯纖維。在化學(xué)穩(wěn)定方面，能耐酸、氧化劑和有機(jī)溶劑。

由于聚丙烯腈大分子鏈上的腈基極性很大，使大分子間作用力很強(qiáng)，分子排列緊密，所以聚丙烯腈纖維具有吸濕和保水性差的特點(diǎn)，為了改善腈綸的吸濕、吸水性，目前采用的主要改進(jìn)方法有：①用堿減量法對其表面處理，使纖維表面粗糙化，產(chǎn)生溝槽、凹窩，以增強(qiáng)其吸水效果；②通過氨基酸在不同的反應(yīng)條件下對其進(jìn)行改性，使腈基部分轉(zhuǎn)化為羧酸基團(tuán)。

聚丙烯腈纖維主要用于代替羊毛，制成帳篷、窗簾、毛毯等。目前又發(fā)展了抗靜電聚丙烯腈纖維、阻燃聚丙烯腈纖維、高收縮丙烯腈纖維、細(xì)纖度丙烯腈纖維等不同類型的纖維，該類纖維將得到廣泛的應(yīng)用。

6.4橡膠

6.4.1橡膠的分類和橡膠制品的組成

1.生膠

生膠主要包括天然橡膠和合成橡膠，為橡膠制品的主要部分。

2.橡膠的配合劑

為了改善生膠的性能、降低成本、提高使用價(jià)值，需要添加一定的配合劑。有些配合劑在不同的橡膠中起著不同的作用，也可能在同一橡膠中起著多方面的作用。

(1)硫化劑。在一定條件下能使橡膠發(fā)生交聯(lián)的物質(zhì)稱為硫化劑。常用的硫化劑有硫磺、含硫化合物、金屬氧化物、過氧化物等。

(2)硫化促進(jìn)劑。凡是能加快橡膠與硫化劑反應(yīng)速率，縮短硫化時(shí)間，降低硫化溫度，減少硫化劑使用量，并能改善硫化膠物理機(jī)械性能的物質(zhì)稱為硫化促進(jìn)劑。常用的有胺類、秋蘭姆類等。

(3)補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑。能夠提高橡膠物理機(jī)械性能的物質(zhì)稱為補(bǔ)強(qiáng)劑。能夠在膠料中增加容積的物質(zhì)稱為填充劑。這兩者無明顯界限，通常一種物質(zhì)兼有兩類的作用，既能補(bǔ)強(qiáng)又能增容，但在分類上以起主導(dǎo)作用為依據(jù)。最常用的補(bǔ)強(qiáng)劑是炭黑。

此外，還可在橡膠中加入防老劑、增塑劑、著色劑、軟化劑等。

6.4.2常用合成橡膠

1.二烯類橡膠

二烯類橡膠包括二烯類均聚橡膠和二烯類共聚橡膠。二烯類均聚橡膠主要包括聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠和聚間戊二烯橡膠等。二烯類共聚橡膠主要包括丁苯橡膠、丁腈橡膠等。

1)聚丁二烯橡膠

聚丁二烯橡膠是以1，3－丁二烯為單體聚合而得的一種通用合成橡膠，在世界合成橡膠中，聚丁二烯的產(chǎn)量和消耗量僅次于丁苯橡膠，居第二位。

聚丁二烯橡膠中最重要的品種是溶聚高順式丁二烯橡膠。其性能特點(diǎn)是：彈性高，是當(dāng)前橡膠中彈性最高的一種；耐低溫性能好，其玻璃化溫度為-105℃,是通用橡膠中耐低溫性能最好的一種；此外，其耐磨性能優(yōu)異，滯后損失小，生熱性低；耐屈撓性好；與其他橡膠的相容性好。

高順式聚丁二烯橡膠具有優(yōu)異的高彈性、耐寒性和耐磨耗性能，主要用于制造輪胎、膠鞋、膠帶、膠輥等耐磨性制品。其缺點(diǎn)是：抗張強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度均低于天然橡膠和丁苯橡膠；工藝加工性能和粘著性能較差，不容易包輥；用于輪胎對抗?jié)窕阅懿涣?。為了克服其缺點(diǎn)，又發(fā)展了一些新的品種。如中乙烯基丁二烯橡膠、高乙烯基丁二烯橡膠、低反式丁二烯橡膠和超高順式丁二烯橡膠。

2)聚異戊二烯橡膠

聚異戊二烯橡膠簡稱異戊橡膠，其分子結(jié)構(gòu)和性能與天然橡膠相似，也稱做合成天然橡膠。

聚異戊二烯橡膠是一種綜合性能最好的通用合成橡膠。具有優(yōu)良的彈性、耐磨性、耐熱性、抗撕裂及低溫耐屈撓性。與天然橡膠相比，又具有生熱小、抗龜裂的特點(diǎn)，且吸水性小，電性能及耐老化性能好。但其硫化速度較天然橡膠慢，此外，煉膠時(shí)容易粘輥，成型時(shí)粘度大，而且價(jià)格較貴。

聚異戊二烯橡膠的用途與天然橡膠大致相同，用于制造輪胎、各種醫(yī)療制品、膠管、膠鞋、膠帶以及運(yùn)動器材等。

在此基礎(chǔ)上，又發(fā)展了其他異戊橡膠，主要包括兩種：充油異戊橡膠和反式聚1,4－異戊二烯橡膠。充油異戊橡膠是填充各種不同分量的油（如環(huán)烷油、芳烴油），可改善異戊橡膠的性能，降低成本，充油異戊橡膠流動性好，適用于復(fù)雜的模型制品。反式聚1,4－異戊二烯橡膠，又稱為巴拉塔橡膠，其常溫下是結(jié)晶狀態(tài)，具有較高的拉伸強(qiáng)度和硬度，主要用于制造高爾夫球皮層、海底電纜、電線、醫(yī)用夾板等。其缺點(diǎn)是成本較高，影響了它在實(shí)際中的使用。

3)丁苯橡膠（SBR)

丁苯橡膠是以丁二烯為主體通過溶液聚合和乳液聚合而制得的一系列共聚物，是最早工業(yè)化生產(chǎn)的合成橡膠，也是目前產(chǎn)量和消耗量最大的合成橡膠膠種。丁苯橡膠（包括膠乳）約占合成橡膠總產(chǎn)量的55%。

丁苯橡膠的耐磨、耐熱、耐油、耐老化比天然橡膠好，硫化曲線平坦，不易焦燒和過硫，與天然橡膠、順丁橡膠混溶性好。丁苯橡膠成本低廉，當(dāng)與天然橡膠并用時(shí)可改善性能，主要用于制造各種輪胎及其他工業(yè)橡膠制品，如乳膠帶、膠管、膠鞋等。其缺點(diǎn)是彈性、耐寒性、耐撕裂性和粘著性能均較天然橡膠差，純膠強(qiáng)度低，滯后損失大，生熱高，硫化速度慢。

4)丁腈橡膠（NBR）

丁腈橡膠以丁二烯和丙烯腈為單體，經(jīng)乳液聚合而制得的高分子彈性體。其結(jié)構(gòu)式為

丁腈橡膠的主要特點(diǎn)是具有優(yōu)良的耐油性和耐非極性溶劑性能，另外，其耐熱性、耐腐蝕、耐老化性、耐磨性及氣密性均優(yōu)于天然橡膠。但其耐臭氧性、電絕緣性能和耐寒性較差。

丁腈橡膠主要用于各種耐油制品，丙烯腈含量高的丁腈橡膠可用于直接與油接觸的制品，如密封墊圈、輸油管、化工容器襯里；丙烯腈含量低的丁腈橡膠也適用于低溫耐油制品和耐油減震制品。

在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了丁二烯、丙烯腈和丙烯酸類三元共聚，稱之為羧基丁腈橡膠，該種橡膠主要特點(diǎn)是具有突出的高強(qiáng)度、良好的粘著性和耐老化性能。由丁二烯、丙烯腈和二乙烯基苯共聚，可制得部分交聯(lián)和交聯(lián)型丁腈橡膠，主要用于丁腈橡膠和用，以改善膠料的加工性能。

2.氯丁橡膠

氯丁橡膠是由氯丁二烯聚合而成的。其分子結(jié)構(gòu)式為

由于在分子結(jié)構(gòu)中含有氯原子，使氯丁橡膠具有許多優(yōu)良的性能。氯丁橡膠的耐油性、耐磨性、耐熱性、耐燃燒性、耐溶劑性、耐老化性能均優(yōu)于天然橡膠，而且氯丁橡膠的機(jī)械性能和天然橡膠相似，所以稱為“萬能橡膠”，它既可作為通用橡膠，又可作為特種橡膠。其缺點(diǎn)主要是耐寒性較差（使用溫度應(yīng)高于-35℃），相對密度較大（為1.23g/cm3），生膠穩(wěn)定性差，成本較高。氯丁橡膠目前主要用于制造電線、電纜、膠輥和輸送帶等。

3.丁基橡膠

丁基橡膠是丁烯和少量異戊二烯的共聚物，為白色或暗灰色的透明彈性體，又稱為異丁橡膠，由于性能好，發(fā)展很快，已成為通用橡膠之一，其結(jié)構(gòu)式為

丁基橡膠是氣密性最好的橡膠，其透氣率約為天然橡膠的1/20及順丁橡膠的1/30。由于經(jīng)硫化后幾乎不存在雙鍵，所以有高度的飽和度，因此有高度的耐熱性，最高使用溫度可達(dá)200℃。此外還具有優(yōu)異的耐候性，可以長時(shí)間曝露于陽光和空氣中而不易損壞；臭氧性能是天然橡膠、丁苯橡膠的10倍；化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、堿和極性溶劑；耐水性能優(yōu)異、水滲透率極低，另外電絕緣性、減震性能良好。其主要缺點(diǎn)是硫化速度較慢，需采用強(qiáng)促進(jìn)劑和高溫、長時(shí)間硫化；由于缺乏極性基團(tuán)，所以自粘性和互粘性差，與其他橡膠相容性不好，難以并用，且耐油性不好。

4.乙丙橡膠(ERP)

乙丙橡膠主要由二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠構(gòu)成，二元乙丙橡膠由乙烯、丙烯所生成，三元乙丙橡膠由乙烯、丙烯和少量非共軛雙烯為單體組成。二元乙丙橡膠結(jié)構(gòu)式為

二元乙丙橡膠中不含雙鍵，不能用硫磺硫化，只能用過氧化物進(jìn)行交聯(lián)。于是就使硫化速度慢并且所得膠的性能也差，這樣，通過引入第三類單體（一般使用量是總單體量的3%~8%）即可得到三元乙丙橡膠。此類單體主要有雙環(huán)戊二烯、乙叉降冰片烯、1，4－己二烯。此類單體提供的雙鍵能起交聯(lián)作用，但一般不進(jìn)入主鏈，因進(jìn)入主鏈后易使橡膠老化或在聚合時(shí)易引起凝聚和交聯(lián)。

三元乙丙橡膠基本上是一種飽和橡膠，因而構(gòu)成了它的獨(dú)特性能。三元乙丙橡膠雖然引入了少量不飽和基團(tuán)，但由于雙鍵處于側(cè)鏈上，因此基本性質(zhì)仍保留乙丙橡膠的特點(diǎn)，其耐老化性能是通用橡膠中最好的一種，包括具有突出的耐臭氧性、耐候性，能長期在陽光下曝曬而不開裂；具有較高的彈性，其彈性僅次于天然橡膠和順丁橡膠；耐熱性好，能在120℃下長期使用，最低使用溫度也可達(dá)-50℃;電絕緣性能優(yōu)良；化學(xué)穩(wěn)定性好，對酸、堿和極性溶劑有較大的抗耐性。其主要缺點(diǎn)是硫化速度慢，不易與不飽和橡膠并用，自粘性和互粘性差，耐燃、耐油性和氣密性差。

三元乙丙橡膠主要用于非輪胎方面，如汽車零件、電氣制品、建筑材料、橡膠工業(yè)制品及家庭用品等。

5.其他合成橡膠

除了上述介紹的合成橡膠以外，還有一些品種的合成橡膠，在某一方面性能獨(dú)特，可滿足某些特殊需要，所以盡管產(chǎn)量不大，但在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上都具有特殊的重要意義。

6.硅橡膠

硅橡膠是由環(huán)狀有機(jī)硅氧烷開環(huán)聚合或以不同硅氧烷進(jìn)行共聚而制得的彈性共聚物。

硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)式為：

式中，R、R1、R2為甲基、乙烯基、氟基、氰基、苯基等有機(jī)基團(tuán)。由于硅橡膠是由硅原子和氧原子組成，鍵能比大，所以具有優(yōu)異的耐高、低溫性能，在所有的橡膠中具有最寬廣的工作溫度范圍（-100~350℃);具有優(yōu)異的耐熱氧老化、耐天候老化及耐臭氧老化性能；極好的疏水性，使之具有優(yōu)良的電絕緣性能、耐電暈性和耐電弧性?？芍圃旄邏弘娏﹄姎庵破罚缃^緣子，還可以制成耐高、低溫的橡膠制品，如墊圈、密封件、電纜料等；在食品工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)等行業(yè)中也得到了廣泛應(yīng)用，如人工肺等。

硅橡膠包含氟硅橡膠、單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分室溫硫化硅橡膠、液態(tài)硅橡膠等類型，各種不同類型的橡膠有不同的應(yīng)用，如液態(tài)硅橡膠的流動性好、強(qiáng)度高，適宜制作模具和澆注仿古藝術(shù)品等。

7.氟橡膠

氟橡膠是指主鏈和側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的一類高分子彈性體，其品種眾多，主要分為四大類：含氟烯烴類氟橡膠、亞硝基類氟橡膠、全氟醚類氟橡膠和氟化磷腈類氟橡膠。

氟橡膠中氟原子的存在賦予了它優(yōu)異的耐化學(xué)藥品特性和熱穩(wěn)定性，其耐化學(xué)藥品性和腐蝕性在所有橡膠中最好，可在250℃下長期使用；氟橡膠具有重要的壓縮永久變形、伸長率、熱膨脹特性等重要的性能，常用來制作密封制品。

8.丙烯酸酯橡膠

丙烯酸酯橡膠是指丙烯酸酯類與其他不飽和單體共聚而得到的一類彈性體，丙烯酸酯一般采用丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯，含有不同的交聯(lián)單體的丙烯酸酯橡膠，加工性能和硫化特性也不相同。較早使用的交聯(lián)單體為2－氯乙基乙烯醚和丙烯腈。

丙烯酸酯橡膠的分子主鏈的飽和性以及含有的極性酯基側(cè)鏈決定了它的主要性能。飽和的分子主鏈結(jié)構(gòu)使丙烯酸酯橡膠具有良好的耐熱氧老化和耐臭老化性能。具有良好的耐熱和耐油性能，在低于150℃的油中，丙烯酸酯橡膠具有近似氟橡膠的耐油性能，在更高溫的油中，僅次于氟橡膠。

6.5膠粘劑

膠粘劑又稱為粘和劑，是通過粘合作用使被粘物相互結(jié)合在一起的物質(zhì)。借助膠粘劑將各種物件連接起來的技術(shù)稱為膠接技術(shù)，該技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用十分廣泛，形成了與焊接、鉚接等相并列的一種連接技術(shù)。

膠粘劑品種繁多，有不同的分類方法：

按膠接的強(qiáng)度特性可分為結(jié)構(gòu)型膠粘劑、非結(jié)構(gòu)型膠粘劑和次結(jié)構(gòu)型膠粘劑。結(jié)構(gòu)型膠粘劑要求具有足夠高的膠接強(qiáng)度，可用于膠接結(jié)構(gòu)件；非結(jié)構(gòu)型膠粘劑的膠接強(qiáng)度較低，主要用于非結(jié)構(gòu)部件的膠接；次結(jié)構(gòu)型膠粘劑介于二者之間。

按固化方式不同可分為溶劑揮發(fā)型、化學(xué)反應(yīng)型和熱熔型三大類。溶劑揮發(fā)型是一種全溶劑蒸發(fā)型，溶劑從粘接端面揮發(fā)或者被粘物自身吸收而消失，形成粘接膜而發(fā)揮粘接力，是一種純粹的物理可逆過程。反應(yīng)型膠粘劑是由不可逆的化學(xué)變化引起固化，此變化是在主體化合物中加入催化劑，通過加熱或不加熱進(jìn)行。熱熔型膠粘劑是固體聚合物通過熱熔融粘接，隨后冷卻固化發(fā)揮粘接力。

按膠粘劑基體材料的來源可分為無機(jī)膠粘劑和有機(jī)膠粘劑，如圖6－4所示。無機(jī)膠粘劑由于具有不燃燒，耐高溫，原料豐富、價(jià)格低、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，正日益受到人們的重視。有機(jī)膠粘劑主要分為天然膠粘劑和合成膠粘劑。由于合成膠粘劑能根據(jù)不同要求方便地配制不同的膠粘劑，并且具有良好的物理機(jī)械性能和粘合強(qiáng)度，目前用量很大，約占總量的60%~70%。

圖6－4膠粘劑的分類

6.5.1常用膠粘劑

1)環(huán)氧樹脂膠粘劑

以環(huán)氧樹脂為基料的膠粘劑統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂膠粘劑，簡稱為環(huán)氧膠。環(huán)氧膠是由環(huán)氧樹脂、固化劑及各種添加劑所組成的，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的膠種之一。環(huán)氧膠能夠粘接大部分材料，如金屬、玻璃、木材、纖維等，故有“萬能膠”之稱。

環(huán)氧樹脂膠粘劑屬于熱固性樹脂膠粘劑，近年來，隨著對環(huán)氧樹脂的改性不斷深入，互穿網(wǎng)絡(luò)、化學(xué)共聚和納米粒子增韌等方法廣泛應(yīng)用，由環(huán)氧樹脂配制成的各種高性能膠粘品種越來越多，包括室溫固化環(huán)氧膠粘劑、低溫快速固化環(huán)氧膠、耐熱環(huán)氧樹脂膠粘劑、高強(qiáng)度環(huán)氧樹脂膠粘劑、水性環(huán)氧膠粘劑、環(huán)氧樹脂壓敏膠、環(huán)氧丙烯酸光敏膠、環(huán)氧密封膠、環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠粘劑等多種類型。

環(huán)氧樹脂膠粘劑的拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度高，耐酸、堿和耐油、醇、酮、酯等多種有機(jī)溶劑，抗蠕變，固化收縮率小，電絕緣性能良好，通常被用作結(jié)構(gòu)型膠粘劑；耐熱性能好，如采用改性環(huán)氧樹脂配制的耐熱環(huán)氧樹脂膠粘劑，可在250℃下間歇使用，甚至可在400℃下長期使用；工藝性能好。膠接時(shí)可以不加壓或僅使用接觸應(yīng)力，可在室溫或低溫快速固化。如由雙酚F環(huán)氧樹脂配制的低溫快固化環(huán)氧膠，在-5℃溫度可迅速固化，目前已開發(fā)并應(yīng)用于土木建筑領(lǐng)域。未改性環(huán)氧樹脂脆性，耐沖擊性能較差，常用增韌劑改性提高其沖擊韌性。

2)聚氨酯膠粘劑

以多異氰酸酯和聚氨酯為基本組分的膠粘劑統(tǒng)稱為聚氨酯膠粘劑。聚氨酯膠粘劑可分為四類：多異氰酸膠粘劑、端異氰酸酯膠粘劑、端羥基聚氨酯膠粘劑和氨酯樹脂粘合劑。

聚氨酯膠粘劑的特性有:

(1)粘接力強(qiáng)，使用范圍廣。由于聚氨酯膠粘劑的分子鏈中含有極性和化學(xué)活性的異氰酸酯基（—NCO）可以和多種含活潑氫的官能團(tuán)反應(yīng)，形成界面化學(xué)鍵結(jié)合。因此，對多種材料具有極強(qiáng)的粘附性能，可以粘接金屬、無機(jī)材料、塑料、橡膠和皮革等。

(2)耐低溫性能突出。在極低的溫度下，一般的高分子材料都轉(zhuǎn)化為玻璃態(tài)而變脆，而聚氨酯膠粘劑在-250℃以下仍能保持較高的剝離強(qiáng)度，其剪切強(qiáng)度隨著溫度的降低反而大幅度上升。

此外還有良好的耐磨、耐油、耐溶劑、耐老化等性能。其缺點(diǎn)是：固化速度慢，完全固化有時(shí)長達(dá)數(shù)天；耐高溫性能比較差。

聚氨酯膠粘劑以其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，日漸成為人類生活中重要的合成材料，廣泛應(yīng)用于汽車、土木、包裝、建筑、土木等各個領(lǐng)域。

3)酚醛樹脂膠粘劑

酚醛樹脂是最早用于膠粘劑工業(yè)的合成樹脂品種之一，是由苯酚及其衍生物和甲醛在酸性或堿性催化劑存在的條件下縮聚而成。

未改性的酚醛樹脂膠粘劑主要用于粘接木材和紙制品，目前通用的主要有醇溶性酚醛樹脂粘合劑、鋇酚醛樹脂膠粘劑和水溶性酚醛樹脂膠粘劑三種。

在合成樹脂膠粘劑領(lǐng)域中，酚醛樹脂以其良好的耐候性、耐水性、耐溫性以及粘合強(qiáng)度高等特點(diǎn)，在涂料、摩擦材料、絕緣材料等方面得到了廣泛應(yīng)用。

一般酚醛樹脂膠粘劑的缺點(diǎn)主要是：固化溫度高，固化時(shí)間長，生產(chǎn)效率低；價(jià)格較貴；含有游離醛、游離酚。為了克服其缺點(diǎn)，進(jìn)一步提高酚醛樹脂的性能和應(yīng)用范圍，對酚醛樹脂進(jìn)行改性，現(xiàn)主要介紹如下幾種：

(1)尿素改性酚醛樹脂膠粘劑。它利用尿素與苯酚等三元共縮聚合的方法提高酚醛樹脂的固化速度，當(dāng)尿素替代苯酚量為25%～30%時(shí)，合成膠粘劑的成本可降低15%～20%。

(2)鉬改性酚醛樹脂。在普通的酚醛樹脂中引入鉬元素改性酚醛樹脂，以提高樹脂的耐熱性，改性樹脂固化溫度為160℃左右，熱分解溫度為534.8℃。

(3)環(huán)保型酚醛樹脂粘合劑。采用甲醛和苯酚在不同階段分批加入的工藝流程，使得粘合劑在符合粘接性能要求的基礎(chǔ)上，有效地降低了產(chǎn)品的游離甲醛和制造后甲醛釋放量。用該粘合劑粘接的膠合板甲醛釋放量不超過0.05mg·L-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。該粘合劑適用于竹板的粘接，是一種比較理想的低毒環(huán)保型酚醛樹脂粘合劑。

(4)陶瓷改性酚醛樹脂粘合劑。以碳化硒和硅粉為改性添加劑制備高溫膠粘劑，并對石墨材料進(jìn)行粘接，測試了不同溫度熱處理后的剪切強(qiáng)度。碳化硼改性酚醛樹脂膠粘劑對石墨材料具有較好的粘接強(qiáng)度，1500℃處理后的粘接強(qiáng)度達(dá)到8.6～11.2MPa。

4)丙烯酸酯類膠粘劑

丙烯酸脂類膠粘劑是以各種類型的丙烯酸酯為基材配成的化學(xué)反應(yīng)型膠粘劑，其特點(diǎn)是固化速度迅速、強(qiáng)度較高、使用方便，適用于粘接各種材料，為一種理想的膠粘劑，其品種很多，按有無溶劑及溶劑的類型可分為無溶劑型、溶液型、乳液型等。

(1)聚丙烯酸酯無溶劑型膠粘劑。

該膠粘劑不含有機(jī)溶劑和水，只要加熱熔融即可施膠，施膠后無須加熱揮發(fā)溶劑和分散劑，節(jié)約能源和資源，符合環(huán)保要求。

（2）聚丙烯酸酯溶液型膠粘劑。

該種膠粘劑分為兩種類型：一種是將聚合物溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，制成一定粘度的聚合物溶液膠粘劑；另一種是以丙烯酸酯為單體進(jìn)行溶液聚合制成膠粘劑。按構(gòu)成聚合物的單體組分不同可分為單組分、雙組分、多組分膠粘劑。溶液型膠粘劑發(fā)展十分迅速，已成為應(yīng)用廣泛的膠粘劑。

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