一、聚氨酯固化原理
由于在主鏈上含有氨基甲酸酯基(NHCOO-),通稱聚氨酯膠粘劑,其結構中含有基團-NCO,提高了對各種材料的粘接性。
1、多異氰酸酯膠粘劑 主要是吸潮固化。
2、預聚體異氰酸酯膠粘劑 分單組分和雙組分兩類。
單組分由異氰酸酯和兩端含羥基的聚酯或聚醚反應,得到異氰酸基(-NCO)的彈性體膠粘劑,再加入適量的催化劑、填料制得單組分室溫硫化聚氨酯密封劑,固化機理同多異氰酸酯膠粘劑,遇到空氣中的潮氣產生固化。
雙組分膠粘劑由含-NCO基的預聚體和聚酯(或聚醚)樹脂組成。其中-NCO組分為硬鏈段,-OH組分為軟鏈段,主要由聚醚、聚酯、交聯(lián)劑(如MOCA 二鄰氯二苯胺甲烷)、催化劑(如鋅酸亞錫)組成。調節(jié)-NCO/-OH含量,可以制得不同相對分子質量和不同-NCO含量的預聚體,該反應為羥醛縮合,偶聯(lián)式反應的一種,主要是-NCO與-OH在催化劑作用下發(fā)生反應固化形成良好的粘接接頭。
二、環(huán)氧樹脂固化原理
環(huán)氧的固化反應為開環(huán)固化,在引發(fā)劑或催化劑作用下開環(huán)后聚合。引發(fā)劑一般采用氫氧化物(如NaOH)萬基化合物(如CH3ONa)。
環(huán)氧樹脂本身是線型結構的熱塑性樹脂,它的固化反應是通過加入固化劑來實現的。固化劑能使環(huán)氧樹脂分子交聯(lián)形成體型結構的大分子,變成不溶不熔的固化物,所以其固化劑也稱交聯(lián)劑。在選用固化劑時,應考慮產品的性能要求(粘接強度和電性能)、施工環(huán)境(溫度、濕度和工作介質)以及允許的固化條件(能否加熱、加壓,固化時間的長短)等。高溫固化用芳香胺、酸酐和雙氰胺等;中溫固化用咪唑類;室溫固化,粘接強度要求不高,用脂肪族胺類和改性胺類固化劑,在潮濕條件下,用酮亞胺及酚醛改性亞胺類固化劑等。
三、丙烯酸酯固化原理
1、丙烯酸酯膠粘劑固化反應為自由基聚合中的陰離子聚合,經歷鏈引發(fā)、鏈增長、鏈轉移、鏈終止等階段。
鏈引發(fā)和鏈增長:當單體分子的β-碳原子受到親核試劑攻擊時,就產生穩(wěn)定的負碳離子,例如氫氧陰離子和胺便是很好的親核試劑,可引發(fā)氰基丙烯酸酯單體,引發(fā)后形成的陰離子攻擊另一個單體分子生產二聚體,進一步與更多單體反應,發(fā)生鏈增長反應,生成高分子聚合物。
鏈轉移和鏈終止 增長中的陰碳離子不與單體反應而和其他物質(鏈轉移劑)反應,產生一個惰性的高分子和一個新的陰離子鏈,如果后者有能力進一步引發(fā)聚合,則就發(fā)生了鏈轉移。
活性增長鏈在聚合過程中若遇到了單體之外的其他物質,如水、醇、酸等,能使陰離子質子化,則很快阻止聚合反應,引起鏈終止。
2、引發(fā)劑、促進劑
一般為有機過氧化物,如過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、異丙苯過氧化氫、過氧化環(huán)己酮等。選用時應注意其是否具備臨界溫度高、半衰期長、室溫穩(wěn)定性好等特點。促進劑一般有過渡金屬皂類(如環(huán)烷酸鈷),叔胺類(如二甲苯基苯胺),有機硫化合物(如亞乙基酸脲)等化合物。促進劑可單獨使用也可幾種共同使用,共同使用時應選用一種為主促進劑,其余的為輔促進劑,選用引發(fā)劑與促進劑時,除考慮引發(fā)固化效果外,還應嚴格注意他們的存在對膠液貯存穩(wěn)定性的影響。