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廈門合悅世紀新材料有限公司
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膠粘劑的新應(yīng)用及特點 |
發(fā)布日期:2020-3-17 瀏覽次數(shù)：4326 |
一、膠粘劑的新應(yīng)用
1、機械器材的防腐蝕
目前，艦船的蒸汽管多采用包硅酸鋁外加石棉來達到絕熱目的，但是由于泄漏或冷熱交替產(chǎn)生冷凝水，聚集在底層的蒸汽管外壁上；且蒸汽管長期受高溫，可溶性鹽的作用，外壁腐蝕很嚴重。為此可在硅酸鋁底層用水玻璃系列膠粘劑作涂敷材料，形成類搪瓷結(jié)構(gòu)的敷層，其熱膨脹系數(shù)與管材相近，熱應(yīng)力小，不會皸裂。在機械安裝中，構(gòu)件常采用螺栓固定。由螺栓固定的器件長期暴露于空氣中，會產(chǎn)生縫隙腐蝕。在機械工作過程中，有時會由于劇烈的震動使螺栓松動。為解決這一問題，可以在機械安裝中先將連接構(gòu)件用無機膠粘劑粘接，然后再用螺栓連接。這樣既可起到加固的作用，又可起到防腐的效果。
2、用作生物醫(yī)用
材料羥基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2(簡稱HA)生物陶瓷的組成接近于人體骨質(zhì)的無機成分，具有良好的生物相容性，能與骨形成牢固的化學結(jié)合，是理想的硬組織替代材料。但是目前制備的HA植入體的普遍彈性模量高而強度低，活性不理想。選用磷酸鹽玻璃膠粘劑，通過膠粘劑的作用將HA原料粉末在低于傳統(tǒng)燒結(jié)溫度下粘接在一起，從而降低了彈性模量，保證了材料活性。Cohesion技術(shù)有限公司最近宣布，他們開發(fā)出一種可以用于心臟粘接的Coseal密封膠水，并已成功地用于臨床。在歐洲通過21例心臟手術(shù)的對比使用發(fā)現(xiàn)，使用Coseal外科手術(shù)比其他方法顯著地降低了手術(shù)粘連，隨后的前期臨床研究表明，Coseal密封膠水在心臟、婦科及腹部手術(shù)中均有巨大發(fā)展?jié)摿�。膠粘劑在醫(yī)學方面的應(yīng)用被譽為膠粘劑工業(yè)的新增長點。環(huán)氧樹脂或不飽和聚脂組成的結(jié)構(gòu)膠水。當代國防技術(shù)中，隱身潛艇是海軍裝備現(xiàn)代化的標志之一。潛艇隱身的一種重要方法是在潛艇外殼敷設(shè)消聲瓦。消聲瓦是一種具有吸聲性能的橡膠。為實現(xiàn)消聲瓦與艇壁鋼板的牢固結(jié)合，則要依賴于膠粘劑。
3、軍事領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1、坦克維修
坦克發(fā)動機外殼產(chǎn)生裂紋是常見的疵病。由于金屬內(nèi)部組織的缺陷、應(yīng)力集中、疲勞、突出的外力作用往往引起發(fā)動機體外殼不同的部位產(chǎn)生裂紋。如果用焊接的方法解決這類問題，存在材質(zhì)會變脆、變形、強度下降等缺點，同時還要損耗電能和設(shè)備。而采用特種粘接技術(shù)來處理這類裂紋，會取得快、好、省的效果。
3.2、用于軍用飛機輕型轟炸機
主要以亞音速或跨音速飛行，機身、機翼外蒙皮采用厚度在1.5mm以下的鋁合金板材，有的僅0.4～0.8mm厚，其下由波紋型材加強。鉚接蒙皮如此薄的結(jié)構(gòu)是很困難的，而采用膠接結(jié)構(gòu)，不僅可克服鉚接薄皮易引起的變形、鉚釘劃窩造成的整體強度損失、減少工裝、縮短裝配周期，而且增加了結(jié)構(gòu)抗腐蝕性、耐疲勞特性以及破損安全性。現(xiàn)代高性能軍用飛機，機翼整體油箱或機身整體油箱的密封需要用到膠粘劑。殲敵機的座艙有機玻璃與滌綸帶間的粘接密封，需要高性能的膠粘劑。
3.3、制備偽裝材料
對陸軍地面武器來說，主要是8～14μm紅外熱像儀的威脅，實現(xiàn)紅外隱身主要途徑是研制具有不同發(fā)射率的紅外迷彩涂料，通過涂層的不同發(fā)射率，對目標外形進行有效的紅外圖像分割，達到目標與背景相融合的目的。從紅外隱身涂料的研究內(nèi)容來看，高透明膠粘劑是采取的技術(shù)途徑之一，利用樹脂在8～14μm的紅外大氣層窗口不含有吸收基團來實現(xiàn)膠粘劑本身在紅外窗口的低輻射特殊性。雷達涂料是一種能夠吸收電磁波，降低目標雷達特征信號，使其具有難以被發(fā)現(xiàn)、識別的功能材料，是實現(xiàn)武器裝備雷達隱身的主要途徑之一。它是由吸收劑和膠粘劑組成的，膠粘劑決定了吸收涂層的物理機械性能和施工性能。
二、膠粘劑的特點
1、耐溫性耐溫性
無機高溫膠粘劑通常使用范圍在1500～1750℃，而磷酸氧化銅膠粘劑的耐溫范圍更廣，可在 180～1400℃范圍內(nèi)使用。但無機高溫膠粘劑使用的主要骨料是鋯英砂和耐火、土，鋯英砂價格較高，主要靠進口，耐火、土要以犧牲土地來取得，代價巨大。因此，尋找廉價易得的產(chǎn)品來取代傳統(tǒng)骨料以降低生產(chǎn)成本是當務(wù)之急。某些有機膠粘劑通過改性也已達到了耐高溫性能。例如，用B4C改性的酚醛樹脂膠就能耐1500℃的高溫。市場對耐溫膠粘劑的需求正在不斷的增長，因而這類膠粘劑有著廣闊的發(fā)展前景。
2、低污染性
隨著全球環(huán)境的日益惡化，人們逐漸開始使用一些環(huán)保產(chǎn)品。膠粘劑雖然算不上一類龐大的化工產(chǎn)品，但對環(huán)境的危害也不容忽視。那些非環(huán)保型的膠粘劑將逐漸被拋棄。聚乙烯甲醛膠粘劑(俗稱“107膠”)由于含有游離甲醛，危害人體健康。在發(fā)達國家早已禁用，但在我國由于其價格低廉，所以目前仍有相當?shù)氖袌龇蓊~。但其用量已逐漸減少，不久將會全部淘汰。如何通過改性使非環(huán)保型的膠粘劑變?yōu)榄h(huán)保型膠粘劑是勢在必行的工作。日本DJK公司已經(jīng)研究成功一種可代替膠合板制造中不含甲醛的粘合劑。DJK公司指出，通常的脲甲醛和蜜胺粘合劑含有能引起人體過敏反應(yīng)的甲醛，DJK稱此粘合劑的強度、耐水性和成本與蜜胺粘合劑相近。在環(huán)保的呼聲日益高漲的今天，越來越多的人開始致力于可生物降解膠粘劑的研制。聚合物的生物降解是通過水解和氧化作用來完成的。大部分能降解的聚合物在其主鏈上含有可降解的基團，例如胺基、羥基、脲基等。Sharak等用雙羥基與醚反應(yīng)，合成含有羥甲基的聚酯作為基體，生產(chǎn)可生物降解的膠粘劑，他們還用含有羥基的丁酸酯、戊酸酯、纖維素、淀粉酯等作為基體，用蔗糖酯作為增粘劑，生產(chǎn)能生物降解或水解的膠粘劑。另外，Kauffman等以淀粉或磺化酯為基體，添加含有極性的蠟質(zhì)，生產(chǎn)含有極性的，對水敏感的膠粘劑，能在水的作用下發(fā)生水解，在進行廢棄處理時降低或消除對環(huán)境的污染。
3、粘接無破壞性
材料的連接主要有螺栓連接、鉚接、焊接和粘接等，使用螺栓連接等技術(shù)雖然可實現(xiàn)快速連接，但卻因?qū)Σ牧喜考蚩栈蚓植考訜岫鴮Σ牧嫌兴茐模⒃谑褂弥胁荒鼙苊鈶?yīng)力集中。相比之下，粘接技術(shù)是一種非破壞性連接技術(shù)，并因粘接界面整體承受負荷而提高負載能力，延長了使用壽命。
4 輕質(zhì)性
膠粘劑的密度較小，大多在0.9～2之間，約是金屬或無機材料密度的20%～25%，因而可以大大減輕被粘物體連接材的重量。這在航天、航空、導(dǎo)彈上，甚至汽車、航海上，都有減輕自重，節(jié)省能源的重要價值。
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