膠合材料學復習重點習題答案

1、第一章1. 膠合材料的發(fā)展趨勢如何?1對原有的膠種進行改性 ；2尋求新的膠粘劑原料來源，發(fā)展再生資源環(huán)保型膠 ；3發(fā)展固體型膠粘劑 ；4發(fā)展水基型乳液膠 ；5發(fā)展反應型膠 。2. 膠接理論有幾種,論點各是什么?一、 吸附膠接理論，論點：膠接作用是膠粘劑分子與被膠接物分子在界面上通過物理吸附而產(chǎn)生的。二、機械膠接理論，論點：液態(tài)膠粘劑充滿被膠接物表面的空隙或凹陷處，固化后在界面區(qū)產(chǎn)生嚙合連接。三、擴散膠接理論，論點：高聚物間的膠合是由于膠粘劑分子與被膠接材料分子在膠接界面上相互擴散引起的。四、靜電膠接理論，論點：在膠接接頭中存在雙電層，膠接力主要來自雙電層的靜電引力。五、化學鍵膠接理論，論點：膠

2、接作用主要是化學鍵力作用的結果。3. 一個膠接件的膠合強度是由哪些力綜合作用的結果?膠合強度是由：被膠接材料的凝聚力 Fa 、 Fb ; 膠粘劑的內(nèi)聚力 Fc膠粘劑與被膠接材料間的結合力 Fac 、 Fbc 綜合作用的結果。4. 膠接結構的破壞類型有幾種?1 被膠接材料破壞；2 膠層破壞；3 膠接界面破壞；4 混合破壞。5. 膠粘劑的主要組成有哪些?1. 粘料（主要膠合物質(zhì)、膠料）即在膠粘劑配方中起主要膠接作用的物質(zhì)。 2.固化劑: 使膠粘劑固化的物質(zhì)。 3.增塑劑與增韌劑（增塑劑：高沸點液體或低熔點固體化合物，增韌劑：含反應基團少的熱塑性樹脂）。4.填料，按性狀可分為：填充劑：不揮發(fā)的固體物

3、質(zhì)，沒有粘性或稍帶粘性，不能成糊狀，一般是不溶于水的粉狀物質(zhì)，如木粉。增量劑：也是不揮發(fā)的固體物質(zhì)，具有粘性，可成糊狀，含有淀粉或蛋白質(zhì)，如面粉，豆粉。5.溶劑與稀釋劑（溶劑：能直接溶解溶質(zhì)，稀釋劑：只能在溶質(zhì)溶解后進行稀釋。） 6.偶聯(lián)劑:對于難膠接的材料，可使用偶聯(lián)劑。 7.其他助劑，如：阻燃劑、防腐劑、防老化劑、增粘劑、阻聚劑、除臭劑、酸捕捉劑等等。6. 請解釋溶液型膠、乳液型膠、熱熔型膠、結構型膠、熱塑性膠、熱固性膠。 溶液型膠：熱塑性高聚物溶解于適當?shù)娜軇┲行纬傻哪z粘劑。熱塑性高聚物（樹脂或熱塑性膠）：一般是線型（直鏈型）結構的高分子化合物，其特征是可反復受熱軟化（或熔化），冷卻則凝

4、固，可溶于某些溶劑中。 乳液型膠：熱塑性高聚物被乳化后分散在水中形成的膠粘劑。 熱熔型膠：以熱塑性高聚物為主要成分，不含水和溶劑，100%固體，通過加熱熔融獲得流動性，涂于被膠接物表面，隨后冷卻硬化發(fā)揮膠接力。 熱固性膠： （熱固性樹脂、熱固性高聚物） 一般是體型結構的高聚物，在催化劑或熱的作用下發(fā)生化學反應而變成不溶不熔狀態(tài)，受熱不再軟化，強熱則分解破壞的膠粘劑。 結構型膠：指那些能承受較大壓力，而且其膠接強度應大于或至少接近被膠接材料本身的強度，使膠接部位不致于成為結構整體中薄弱環(huán)節(jié)的膠粘劑；第二章1.酚醛樹脂具有哪些主要的性能？優(yōu)點：膠合強度高，耐水性好，屬高級耐水性膠高溫高濕下耐久性好

5、耐腐、耐酸、耐化學藥品性好能與多種樹脂混合使用。缺點：固化條件高，易透膠，膠層顏色深、脆。成本較高，毒性較大。2.苯酚具有哪些與制膠有關的性質(zhì)？1弱酸性這是最顯著的特點，但它的酸性比H2CO3弱，與強堿能生成鹽。2與溴水反應3常溫下少量溶于水，84以上能以任何比例溶于水。4可溶于乙醇、乙醚、丙三醇、冰醋酸、脂肪酸、松節(jié)油等有機溶劑中。5可溶于甲醛水溶液、堿水溶液。3.甲醛在什么情況下易聚合成多聚甲醛?甲醛液中保存甲醇的目的是什么?甲醛的聚合傾向是： 時間越長；溫度越低；濃度越高 越易聚合。甲醛中加入甲醇，是起“阻聚劑”的作用，一般用量為6-12%。4.六次甲基四胺在制膠、調(diào)膠、膠液貯存等過程中

6、起何作用？ 在制膠中起緩沖劑的作用； 在膠液貯存中延長貯存期； 在調(diào)膠中延長膠的適用期。5.請解釋膠的貯存期、適用期、固化時間。貯存期：在室溫條件下，膠粘劑仍能保持其操作性能和所規(guī)定的質(zhì)量指標的存放時間。適用期（活性期、生活期、生活力）：膠液加入固化劑（或其他助劑）調(diào)制后，在室溫條件下能維持其可用性能的時間。固化時間：膠液調(diào)成后，在一定溫度下，膠液變成固體狀態(tài)所需的時間。6.熱固性酚醛樹脂的合成必須具備什么條件,經(jīng)過哪幾類化學反應?條件：堿性 摩爾比F（醛）/P（酚）1經(jīng)過加成反應和縮聚反應7.請分別寫出熱固性酚醛樹脂的加成產(chǎn)物。一羥甲基酚（2種），二羥甲基酚（2種），三羥甲基酚（1種），共5

7、種加成產(chǎn)物。8.熱固性酚醛樹脂的樹脂化過程分成哪幾個階段,如何從它的外觀加以區(qū)分,各階段樹脂具有什么特點和性能?請根據(jù)其特點寫出初期酚醛樹脂的分子結構式。樹脂化：小分子化合物形成高分子樹脂的過程，包括從初期樹脂轉(zhuǎn)變成末期樹脂。熱固性酚醛樹脂的樹脂化過程分成三個階段（初期、中期、末期）這三個階段沒有明顯的界限，但可以從外觀和溶解性能等加以區(qū)分。1.初期酚醛樹脂外觀：粘液狀（可制成粉末狀）特點： 平均聚合度45，平均分子量約M=500600，分子以線型結構為主； 連接位置一定在酚羥基的鄰對位； 連接形式以CH2為主，有少量的 CH2OCH2； 樹脂中有游離的羥甲基（CH2OH）?？筛鶕?jù)上述特點寫出

8、初期酚醛樹脂的分子結構式。例：性能： 分子量低（相對而言）。 具有溶解性能，可溶于堿水溶液，形成水溶性酚醛樹脂；可溶于乙醇，形成醇溶性酚醛樹脂；還可溶于丙酮、酯類等有機溶劑中。 加熱可熔融，具有熱塑性。 2中期酚醛樹脂外觀：橡膠狀（膏狀、麥芽糖狀）。特點：平均聚合度78，平均分子量M=1000，分子結構為支鏈型，樹脂中有游離的羥甲基（CH2OH）。性能： 不溶于堿水溶液，只能部分的溶于丙酮或醇類，主要是膨脹，叫溶脹或半溶； 受熱可軟化，但不能完全熔化，叫半熔。在110150，樹脂像有彈性的高分子一樣，可拉成長線，但冷卻就變成脆性的樹脂。 3末期酚醛樹脂外觀：堅硬的固體。 特點：分子為體型結構。

9、 性能： 不溶不熔的堅硬固體； 機械強度高，電絕緣性能好； 耐水性、耐久性好； 對酸性溶液穩(wěn)定，但對堿性溶液不穩(wěn)定。用2%的氫氧化鈉溶液即能使結構破壞； 加熱至280，樹脂就分解了，生成水、苯酚和碳化物。 9.熱塑性酚醛樹脂的合成必須具備什么條件,如何將熱塑性酚醛樹脂轉(zhuǎn)變成熱固性酚醛樹脂?條件： 酸性 摩爾比F/P1熱塑性酚醛樹脂的固化原理：在堿性介質(zhì)下，加入甲醛給予體（如多聚甲醛、六次甲基四胺等）并加熱，甲醛即與酚核上未反應的鄰、對位活性點反應，同時失水縮聚形成次甲基鍵橋，使樹脂由熱塑性轉(zhuǎn)變成熱固性而固化。10.熱固性樹脂、熱塑性樹脂、熱固化樹脂、冷固化樹脂如何區(qū)別，它們之間存在什么關系？

10、熱固性酚醛樹脂的固化方式： 熱固化（堿固化） 即在加熱條件下固化。 冷固化（酸固化）即在室溫條件下固化。 固化劑:苯磺酸、石油磺酸熱固化、冷固化 (指條件)熱固性、熱塑性 (指性質(zhì))熱固性樹脂可以熱固化，也可冷固化；熱塑性樹脂只能冷固化熱固化只能選用熱固性的樹脂；冷固化可以選熱固性樹脂，也可選熱塑性樹脂11.酚類與醛類的摩爾比如何影響酚醛樹脂的性質(zhì)和質(zhì)量？酸、堿催化劑如何影響酚醛樹脂的加成產(chǎn)物和反應速度？1.對樹脂性質(zhì)的影響:P摩爾數(shù) F摩爾數(shù) 熱塑性PFP摩爾數(shù) F摩爾數(shù) 熱固性PF從理論上推斷： 理想的摩爾比為 P/F=1/1.5實際生產(chǎn)中: 水溶性酚醛樹脂 P/F= 1/1.5 2.0

11、多用于膠合板等醇溶性酚醛樹脂 P/F= 1/1.191.4 多用于塑貼板等2.對樹脂質(zhì)量的影響:甲醛的用量增多:樹脂的粘度降低；固化時間縮短；游離酚、游離醛含量降低，毒性降低。3. 催化劑的影響 堿性催化劑: 加成反應速度快，加成產(chǎn)物比較穩(wěn)定。 酸性催化劑: 縮聚反應速度快，加成產(chǎn)物不穩(wěn)定。4. 反應溫度與反應時間的影響反應溫度高,反應速度快（溫度升高10，反應速度快一倍）當時間一定時,反應溫度高,反應程度高，分子量大，樹脂得率高。 反應時間與反應溫度是成反比關系:當溫度一定時，反應時間長,縮聚程度高，分子量大，樹脂得率高。 12.水溶性酚醛樹脂和醇溶性酚醛樹脂一般分別采用什么工藝類型,為什么

12、? 水溶性酚醛樹脂：強堿催化，二次縮聚，終點不濃縮。醇溶性酚醛樹脂：弱堿催化，一次縮聚，終點濃縮加乙醇。13.根據(jù)酚醛樹脂配方中原料的摩爾比計算投料量。例題：生產(chǎn)某種水溶性的酚醛樹脂，其摩爾比為，苯酚：甲醛：氫氧化鈉：水=1：1.5：0.25：7.5，已知苯酚的純度100%，重量329Kg，甲醛的濃度37%，氫氧化鈉的濃度30%。請計算甲醛、氫氧化鈉和水的投料量各為多少？解：計算公式 G = MNWP94Q GHCHO301.5329100%(9437%)425.7 GNaOH400.25329100%(9430%) 116.7 GH2O 187.5329100%94 472.5 G實H2O

13、472.5(116.770%+425.763%) 472.5(81.7+268.2)=122.6答：其投料量各為：甲醛425.5Kg；氫氧化鈉116.7Kg；水122.6Kg。 14.某廠生產(chǎn)用的酚醛樹脂膠存在固化速度慢的問題,請幫擬個改進的方案。 提高固化速度（降低熱壓溫度、縮短熱壓時間） 1采用二價金屬離子作催化劑，合成高鄰位的酚醛樹脂 ；2采用高摩爾比配方，再加入一些助劑，合成快速固化的酚醛樹脂膠；3改變縮聚工藝，合成高聚合度的酚醛樹脂；4制膠時加入其它物質(zhì)（如間苯二酚、單寧），使酚醛樹脂膠快速固化；5外加固化促進劑，縮短熱壓時間或降低熱壓溫度。第三章 氨基樹脂類膠粘劑1.脲醛樹脂膠和三

14、聚氰胺甲醛樹脂膠各具有那些主要的性能?脲醛樹脂膠的性能：優(yōu)點： 膠合強度高；有一定的耐水性，（臨界溫度70 80），屬中等耐水 耐熱、耐腐、耐化學藥品性好； 成本低、工藝簡單、使用方便； 顏色淺。缺點： 膠層脆、易老化； 游離醛含量高。 三聚氰胺甲醛樹脂膠的性能:優(yōu)點：膠合強度高；固化速度快；硬度高，耐磨性好；耐熱、耐水、耐化學藥品性好；電絕緣性好；透明性好，光澤度高。缺點：膠層脆，耐沖擊性差；貯存期短；成本高。2. 尿素在高溫、水、稀酸、稀堿中會發(fā)生什么變化？易溶于水，其水溶液呈弱堿性，溶于水時吸熱；易吸濕結塊；在較高溫度下易分解（在熔點135以下相當穩(wěn)定）；在水、稀酸、稀堿中不穩(wěn)定，易分解

15、 3. 不同的pH值條件對尿素與甲醛形成羥甲基脲有什么影響?在中性或弱堿性（pH=79）條件下，形成的羥甲脲最穩(wěn)定。（否則進一步縮聚的反應基團就沒有了）。在弱酸性（pH46）條件下，羥甲脲不穩(wěn)定，一形成并進行縮聚反應，形成亞甲基連接的初期聚合物。在強堿性（pH1113）條件下，羥甲脲易發(fā)生水解，形成羥形成羥甲脲的速率下降。4. 羥甲基脲形成樹脂的縮聚形式主要有幾種?試寫出其反應過程的片段。 羥甲脲尿素 羥甲脲羥甲脲 單體多聚體 多聚體多聚體 5. 初期脲醛樹脂具有什么特點和性能?請根據(jù)其特點寫出其分子結構式。 平均聚合度n=78，分子以線型結構為主； 連接位置在N原子上； 連接方式以CH2為主

16、； 有游離的羥甲基（CH2OH）。根據(jù)上述特點可以寫出初期脲醛樹脂的分子結構式： 6. 甲醛與尿素的摩爾比對樹脂的使用特性有什么影響?對初產(chǎn)物和樹脂性質(zhì)的影響U/F=1/N 初產(chǎn)物（加成物） 樹脂性質(zhì)N 1 一羥甲脲 熱塑性N 1 以一羥甲脲為主， 熱固性 有少量二羥甲脲N 1 以二羥甲脲為主 熱固性隨著N二羥甲脲含量；N基本上全是二羥甲脲。 對樹脂使用特性的影響 設N： 游離醛，CH2OH，初粘性，適用期，固化時間 H2O，粘度，固含量，貯存期（穩(wěn)定性越好） 膠層耐水性（含CH2OH多）7. 催化劑對脲醛樹脂的反應速度、加成產(chǎn)物和樹脂結構有什么影響? 弱堿性： 加成反應速度快； 初產(chǎn)物較穩(wěn)定

17、； 終產(chǎn)物結構以CH20CH2連接為主。弱酸性：縮聚反應速度快； 初產(chǎn)物不穩(wěn)定； 終產(chǎn)物結構以CH2連接為主8. 在脲醛樹脂生產(chǎn)中，縮聚次數(shù)指什么；多次縮聚具有什么優(yōu)點？在UF樹脂生產(chǎn)中，縮聚次數(shù)指尿素的投料次數(shù)。多次縮聚的優(yōu)點： 提高甲醛與第一次尿素的摩爾比，有利于形成二羥甲脲。 降低游離醛含量。 控制放熱反應，使反應較平穩(wěn)、充分，分子較均勻。 9. 在低摩爾比脲醛樹脂生產(chǎn)工藝中，反應介質(zhì)pH值的控制常采用什么方法？ 堿-酸-堿工藝。尿素與甲醛首先在弱堿性介質(zhì)（）中反應 ，完成羥甲基形成初期中間產(chǎn)物，而后使反應液轉(zhuǎn)為弱算性介質(zhì)（），達到反應終點時，再把反應介質(zhì)值調(diào)至中性或弱堿性（）貯存。 弱

18、酸堿工藝。尿素與甲醛自始至終在弱酸性介質(zhì)（）中反應，樹脂達到反應終點后，把值調(diào)至中性或弱堿性貯存。 強酸堿工藝。尿素與甲醛自始至終在強酸性介質(zhì)（）中反應，要特別注意尿素的加入速度不能過快，否則反應濟南控制。另外隨著反應液的降低必須相應提高甲醛與尿素的摩爾比，在反應液接近時，甲醛與尿素的摩爾比要大于，同時反應溫度也要相應降低。當樹脂達到反應終點后，把值調(diào)至中性或弱堿性貯存。10. 用氯化銨作脲醛樹脂膠的固化劑，應如何調(diào)配？最常用的是氯化銨，其次是氯化鋅。氯化銨在受熱情況下易分解或在水溶液中易發(fā)生水解：a) NH4Cl緩沖劑 （緩沖劑：六次甲基四胺、氨水）b) 幾種固化劑合用(NH4ClZnCl2

19、 NH4Cl潛伏性固化劑)固化劑的用量 (以氯化銨為例：1.氯化銨的用量為UF（固體）重的0.21.5(固體)；最常用的量是0.300.40%，（冬天0.350.40%，夏天0.300.35）。 使用時常將NH4Cl配成20溶液 。2.使用量：冬天100kgUF加1.752.0kg 20NH4Cl水溶液；夏天100kgUF加1.51.75kg 20NH4Cl水溶液。固化劑用量應根據(jù)氣溫、板種、配方工藝、固化要求等的不同需求而作適當?shù)恼{(diào)整。11. 降低脲醛樹脂膠中的游離醛含量可從哪幾個方面進行考慮?1.降低摩爾比；2.調(diào)膠時加入能與甲醛反應的物質(zhì)3.改進制膠工藝 采用多次縮聚法； 脫水前加尿素；

20、 最后調(diào)pH值時用氨水； 延長第二階段縮合時間。 最后加入能與甲醛反應的物質(zhì)。13. 三聚氰胺甲醛樹脂的生產(chǎn)工藝具有什么特點？（三聚氰胺的分子量126 ） 摩爾比 M：F1:23 pH值的控制（第一階段調(diào)至弱堿性（pH89），第二階段，pH值會自動下降，終點調(diào)節(jié)pH=9.0） 反應溫度T 60T85 反應終點的測定 a)混濁度（增水溫度）：渾濁度越高，說明分子量越大。b)水數(shù)（稀釋度）：分子量，溶解性，加水的倍數(shù)就少。因為水數(shù)分子量 反應終點后不脫水，加乙醇或?qū)妆交酋０?4. 三聚氰胺甲醛樹脂為什么要進行改性，改性的基本途徑是什么？純?nèi)矍璋芳兹渲闹饕秉c：貯存期短、產(chǎn)品脆性大。改性的主

21、要途徑：加酸酯化，加醇醚化。1 用對甲苯磺酰胺改性制備時2 用乙醇改性制備時3 常用固化劑：三乙醇胺、鄰苯二甲酸酯（為MF重的0.10.2%）4 用聚酯樹脂改性使用時 5 用聚乙烯醇（PVA）改性 第四章 聚乙酸乙烯酯乳液膠黏劑1. 聚乙酸乙烯酯乳液膠（PVAc）具有哪些性能？優(yōu)點：1.無毒，無腐蝕性，無火災和爆炸的危險；2.干狀膠合強度高，且膠層具有韌性；3.粘度大，不易透膠；4.常溫下固化速度快；5.貯存期長；6.膠層白色，不易污染被膠合材料的表面；7.具有一定的水溶性。缺點：1.不耐水；2.不耐熱；3.易蠕變；4.耐寒性差；5.成本較高。2. 生產(chǎn)PVAc需要哪些原料，各種原料的作用是什

22、么？單體(乙酸乙烯(酯)，水(作為分散介質(zhì))；引發(fā)劑（引發(fā)反應，使單體具有一定的活性）；乳化劑（使只微溶于水的單體能均勻地分散在水中）；膠體保護劑（在聚合物顆粒表面形成保護層，防止其合并與凝聚，使乳液穩(wěn)定）；調(diào)節(jié)劑：1.表面張力調(diào)節(jié)劑（降低乙酸乙烯酯或其聚合物顆粒在水中的表面張力，使乳液穩(wěn)定），2.聚合度調(diào)節(jié)劑（控制聚合程度，調(diào)節(jié)聚合物的分子量）,3.pH值調(diào)節(jié)劑(穩(wěn)定pH值，控制聚合速度)；增塑劑（提高聚乙酸乙烯酯乳液的柔軟性、粘接性、特別是降低玻璃化溫度，提高成膜性）；凍融穩(wěn)定劑（使乳液凍結消融穩(wěn)定）；防腐劑（防止乳液發(fā)霉）；消泡劑（使聚乙酸乙烯酯乳液在使用中不易產(chǎn)生氣泡）。3. 請簡述

23、PVAc的合成原理。用引發(fā)劑引發(fā)聚合反應，因此遵循自由基加聚反應的一般規(guī)律，即經(jīng)過鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止這三個階段。 一、鏈引發(fā)（引發(fā)劑 初級自由基，初級自由基+單體單體自由基 ） 二、鏈增長（自由基傳遞） （單體自由基+單體 鏈自由基）三、鏈終止 1.雙基結合（偶合）終止(鏈自由基 鏈自由基 高聚物 )；2.雙基歧化終止（ 鏈自由基 鏈自由基 高聚物） ；3.鏈自由基與初級自由基結合終止（鏈自由基 初級自由基 高聚物 ）4. PVAc分子量的大小與哪些因素有關；要獲得較大分子量的聚乙酸乙烯酯乳液需采取什么？影響因素：一、引發(fā)劑的影響（不同種類的引發(fā)劑引發(fā)效率不同，引發(fā)劑用量多，反應效率高，分

24、子量?。┒?、乳化劑的影響（乳化劑用量多， 聚合速度快，分子量大，穩(wěn)定性好，但膠層耐水性差。）三、反應溫度的影響（當溫度最高聚合溫度時，溫度越高，反應速度越快；當溫度最高聚合溫度時，溫度越高，反應速度越慢；一般情況下溫度高， 聚合度低，分子量小）四、攪拌強度的影響（攪拌速度： 乳膠粒直徑，乳膠粒數(shù)反應速度 易混入氧阻聚反應速率 易使乳液產(chǎn)生凝膠或硬化失去穩(wěn)定性 ）五、其它因素的影響:1單體濃度的影響(單體濃度聚合速度，分子量)；2單體或引發(fā)劑滴加條件的影響（單體滴加時間越長，引發(fā)劑滴加量越多 乳液的粘度越高，結構粘性越大。） 3氧的影響（具有雙重作用）可起引發(fā)劑的作用，也可起阻聚劑的作用。5.

25、聚乙酸乙烯酯乳液的合成工藝？一、投料方式： 全部原料一次性加入。 先加水、乳化劑、引發(fā)劑、表面張力調(diào)節(jié)劑，再滴加單體。 先加水、乳化劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、打底單體（5-15%）、部分引發(fā)劑（30%），再滴加單體，定時加入余下的引發(fā)劑。二、反應溫度：反應前期（7080）；反應后期：（9095 ）3、 實例P129請簡述國內(nèi)常用的生產(chǎn)PVAc的工藝。（參考書本P129） 5. PVAc的膠層是怎么形成的，它對使用場所有什么要求?PVAc中的水(PVAc顆粒被水包著) 蒸發(fā)或向被膠合材料滲透PVAc顆粒裸露乳膠粒粘性流動 融合粘連 成膜（即固化原理）場所要求：使用場所的溫度應高于PVAc的最低成膜溫度。6. 提高PVAc耐水性和耐熱性的主要途徑是什么？試舉例?；就緩绞鞘顾驘峁绦詷渲姆较虬l(fā)展 內(nèi)加交