胶黏剂与粘接技术基础（第二版）

《胶黏剂与粘接技术基础》一书自2014年出版以来深得广大读者的青睐，累计发行数千册。随着化工科技的飞速发展与材料技术的不断进步，多种新型功能性胶黏剂不断涌现，拓宽了人们对胶黏剂与粘接技术的认识。为了让读者能更深入的了解胶黏剂的发展技术，满足实际生产需求，也是为了更丰富本书的内容，全面提高质量，对全书进行了系统的修订。我们在对原书中存在的纰漏进行补正的同时上，本书还吸收了相关专业方向的研究成果来进行充实。

前言
《胶黏剂与粘接技术基础》一书自2014 年出版以来深得广大读者的青睐。随着化工科技的飞速发展与材料技术的不断进步，多种新型功能性胶黏剂不断涌现，拓宽了人们对胶黏剂与粘接技术的认识。为了让读者能更深入地了解胶黏剂的最新发展技术，满足实际生产需求，也为了更丰富本书的内容，全面提高质量，对全书进行了系统的修订。在对原书中存在的纰漏进行补正的同时，还吸收了相关专业方向的最新研究成果来进行充实。关于本书的具体修订工作，特作以下说明：
(1)结构变化不大，基本保持原书构架与体系。
(2)在第2章中增加了“酸碱配位理论”，在第6章中增加了“接触角测试”“凝胶时间测定”“重要有害物质检测”“树脂结构与性能分析”等方面的内容。同时增加了“三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂”，将其作为第9章；在第10章中的“聚醋酸乙烯酯胶黏剂的改性”方面增加了“乳化剂的改进”“引发剂体系的改进”及“先进聚合技术的应用”等内容；第16章中增加了“生物质液化胶黏剂”和“常见生物质胶黏剂的改性”等内容。并根据发展需求增加了第17章“无机胶黏剂”，对“气干型无机胶黏剂”“水固型无机胶黏剂”“熔融型无机胶黏剂”“反应型无机胶黏剂”的制备、性能、使用等进行了全面的介绍与说明。同时，考虑到粘接强度的检测方法在一些标准中有明确规定， 故将第4章中的 “4.4粘接强度检测” 予以删除。此外，在修订过程中还根据最新研究成果对部分胶黏剂的配方与制备工艺进行了调整与修订，并对参考文献进行了替换与增补。
在修订的过程中，本着认真负责的态度，对原书进行了逐字逐句的审阅，尽量减少错误与纰漏，力求精准。但由于水平有限，书中难免存在不足，敬请广大读者批评指正与反馈。同时，衷心感谢化学工业出版社和广大读者给予的鼓励、帮助与支持。

编者
2021年5月于长沙





第1版前言
胶黏剂与人们的生活息息相关，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，胶黏剂在工业生产和人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。无论是在航空航天、国防军工、电子电器、交通运输行业，还是在机械制造、建筑建材等领域都得到了广泛的应用，并在一些方面具有独特的优势，有着巨大的潜力。
随着回归自然、崇尚环保观念的日渐盛行，使得低毒、无毒、高固含量、无溶剂和水性胶黏剂生产技术和产品成为胶黏剂研究与发展的新趋势。本着“夯实基础理论知识、发挥传统产品优势、提高现有产品性能、开发绿色新功能产品”的宗旨，在其他学者研究的基础上对粘接基础理论、粘接结构设计及粘接强度、组成与配方设计、粘接性能的检测等方面进行了介绍与总结，希望在粘接技术理论基础的指导下，在强化粘接性能的同时，为胶黏剂的日趋环保化的发展有所贡献。
本书还对常用的酚醛树脂、脲醛树脂、聚醋酸乙烯酯、环氧树脂、聚氨酯、有机硅树脂、不饱和聚酯、丙烯酸酯和生物质等材料制备的胶黏剂的原料、典型配方、制备工艺、改性方法和关键技术，以及产品的性能和应用进行了详细的分析和探讨。同时，还通过具体的实例分析和制备工艺举例，从选料、配比、设备优化、工艺参数控制等方面着手，讨论了常用胶黏剂的基本制备方法，并对一些先进的合成原理和制备方法进行了重点介绍。
此外，本书还就胶黏剂生产中降低生产成本、减少环境污染、保障安全生产等方面作了一些阐述，旨在为读者提供一份比较完整的、有实用价值的介绍胶黏剂技术的资料。
本书既可以作为高分子胶黏剂研究者的工具书，也能够作为高等院校高分子材料专业、木材加工与工程专业学生的学习与参考书。
由于编者受到水平、经验、时间等的限制，书中难免会有不当、疏漏、欠佳之处，望读者指正。

编者
2014年5月

本书首先对粘接理论与界面性能表征、胶黏剂的配方设计、粘接结构设计、胶黏剂的理化性能测试、粘接工艺与安全技术等进行了介绍，然后对酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂、聚醋酸乙烯酯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、有机硅树脂胶黏剂、不饱和聚酯胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂、生物质胶黏剂、无机胶黏剂等的制备、配方设计、改性技术及应用等进行了论述。该书可供从事胶黏剂配方设计、生产和应用的技术人员参考，也可作为高分子材料和木材加工专业师生的教学参考书。

第1章胶黏剂与粘接技术概论/001
1.1胶黏剂与粘接技术的基本概念/001
1.1.1胶黏剂/001
1.1.2粘接技术/001
1.2粘接技术的特点/002
1.2.1粘接技术的优势/002
1.2.2粘接技术的缺点/002
1.3胶黏剂的分类/003
1.4胶黏剂与粘接技术的应用/004
1.4.1航空与航天工业/004
1.4.2舰船与汽车工业/005
1.4.3机械制造与电子技术/006
1.4.4建筑建材与轻工行业/006
1.4.5医疗卫生与日常生活/007

第2章粘接基础理论与界面性能表征/009
2.1基本原理/009
2.1.1浸润与粘接/009
2.1.2粘接张力/010
2.1.3临界表面张力/011
2.1.4黏附功/012
2.2基本粘接理论/012
2.2.1吸附理论/012
2.2.2酸碱配位理论/013
2.2.3扩散理论/013
2.2.4静电（电子）理论/015
2.2.5机械互锁理论/016
2.2.6弱边界层理论/017
2.2.7化学键理论/017
2.3粘接界面表征/019
2.3.1显微技术/019
2.3.2X射线光电子能谱/020
2.3.3能量色散X射线谱/020
2.3.4微观力学测试技术/021

第3章胶黏剂的组成与配方设计/022
3.1胶黏剂的组成/022
3.1.1主料/022
3.1.2辅料与助剂/023
3.2设计原则与影响因素/025
3.2.1基本原则/025
3.2.2影响因素/026
3.2.3设计程序/028
3.3基本设计内容/029
3.3.1主链结构设计/029
3.3.2侧链基团设计/030
3.3.3分子键能设计/031
3.3.4分子极性、分子量及其分布设计/031
3.3.5结晶度设计/032
3.3.6交联度设计/033
3.4常用设计方法/033
3.4.1单因素配方设计法/033
3.4.2正交试验设计法/037
3.4.3响应面试验设计法/041

第4章粘接强度及粘接结构设计/047
4.1粘接强度及破坏类型/047
4.1.1粘接强度/047
4.1.2受力分析/049
4.1.3粘接接头的破坏类型/051
4.1.4粘接接头的破坏机理/051
4.2影响粘接强度的因素/052
4.2.1胶黏剂的影响/052
4.2.2被粘接材料表面性能的影响/054
4.2.3粘接接头的影响/056
4.2.4粘接工艺的影响/056
4.3粘接接头设计基础/057
4.3.1粘接接头/057
4.3.2接头设计的影响因素/058
4.3.3粘接接头的设计形式及特征/059

第5章粘接工艺、安全防护与贮存/062
5.1粘接的基本操作技术/062
5.1.1粘接前的准备/062
5.1.2表面处理/062
5.1.3配胶/065
5.1.4施胶/066
5.1.5晾置和陈放/067
5.1.6粘接/068
5.1.7固化/068
5.1.8检验/070
5.1.9修整和后加工/071
5.1.10粘接质量缺陷及处理/071
5.2安全防护/072
5.2.1有毒物质及毒性的评定/072
5.2.2各种胶黏剂的毒性/073
5.3胶黏剂的贮存/076

第6章理化性能检测及树脂结构分析/077
6.1基本理化性能及检测/077
6.1.1外观/077
6.1.2密度/078
6.1.3固含量/079
6.1.4黏度/080
6.1.5pH值/082
6.1.6适用期/083
6.1.7固化速率/085
6.1.8贮存期与黏度变化率/085
6.1.9热熔胶软化点的测定/086
6.1.10不挥发物含量/087
6.1.11耐化学试剂性能/087
6.1.12水混合性/089
6.1.13接触角测试/089
6.1.14凝胶时间测定/089
6.2重要有害物质检测/089
6.2.1TVOC检控/089
6.2.2游离醛的检测/090
6.2.3游离酚含量的测定/092
6.3含水率的测定/094
6.4耐热及阻燃性能检测/094
6.5树脂结构与性能分析/095
6.5.1傅里叶变换红外（FTIR）光谱测试/095
6.5.2热重（TG）分析测试/095
6.5.3差示扫描量热法（DSC）分析/095
6.5.4定量液体核磁（13C-NMR）
检测分析/095

第7章酚醛树脂胶黏剂/096
7.1分类与应用/096
7.1.1分类/096
7.1.2应用/097
7.2基本性能/098
7.3合成原料与合成原理/099
7.3.1合成原料/099
7.3.2合成原理/099
7.4生产工艺/100
7.4.1生产工艺流程/100
7.4.2合成工艺类型/101
7.4.3生产工艺过程/102
7.4.4常用酚醛树脂生产工艺/103
7.5影响质量的因素/106
7.5.1酚类官能度的影响/106
7.5.2酚类取代基的影响/106
7.5.3苯酚与甲醛摩尔比的影响/107
7.5.4pH值的影响/107
7.5.5催化剂与反应产物的关系/108
7.5.6反应温度和反应时间的影响/108
7.6酚醛树脂胶黏剂的改性/109
7.6.1酚醛-丁腈橡胶胶黏剂/109
7.6.2酚醛-氯丁橡胶胶黏剂/110
7.6.3酚醛-缩醛胶黏剂/110
7.6.4酚醛-环氧胶黏剂/111
7.6.5间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂/112

第8章脲醛树脂胶黏剂/113
8.1合成原理/114
8.1.1加成反应/114
8.1.2缩聚反应/114
8.2合成原料/115
8.3生产工艺/116
8.3.1基本生产流程/116
8.3.2关键工艺程序/116
8.3.3典型工艺类型/117
8.3.4常用配方与工艺/120
8.4性能影响因素/121
8.4.1摩尔比的影响/121
8.4.2pH值的影响/122
8.4.3原料质量的影响/122
8.4.4反应温度的影响/123
8.4.5反应时间的影响/123
8.5改性方法/123
8.5.1改进耐水性/123
8.5.2降低游离甲醛/129
8.5.3提高稳定性/131
8.5.4改善耐老化性/131

第9章三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂/133
9.1合成原料/133
9.2合成原理/134
9.2.1加成反应/134
9.2.2缩聚反应/135
9.3合成工艺/136
9.3.1主要工艺流程/136
9.3.2关键影响因素/138
9.4三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂改性/140
9.4.1提高柔韧性/140
9.4.2增加稳定性/141
9.4.3降低生产成本/142

第10章聚醋酸乙烯酯胶黏剂/144
10.1基本性能与应用/145
10.1.1基本性能/145
10.1.2应用/145
10.2合成原理与主要原料/147
10.2.1合成原理/147
10.2.2主要原料/149
10.3合成工艺与典型配方/152
10.3.1合成工艺特点/152
10.3.2典型配方及工艺/153
10.4产品质量影响因素/154
10.4.1乳化剂的影响/154
10.4.2引发剂用量的影响/155
10.4.3搅拌强度的影响/155
10.4.4反应温度的影响/156
10.4.5pH值的影响/156
10.4.6其他影响因素/156
10.5聚醋酸乙烯酯胶黏剂的改性/157
10.5.1共混改性/157
10.5.2单体共聚改性/158
10.5.3复合聚合改性/161
10.5.4保护胶体改性/161
10.5.5乳化剂的改进/161
10.5.6引发剂体系的改进/161
10.5.7先进聚合技术的应用/162

第11章环氧树脂胶黏剂/166
11.1基本性能与应用/167
11.1.1基本性能/167
11.1.2应用/168
11.2分类/169
11.2.1通用环氧树脂胶黏剂/169
11.2.2室温固化环氧树脂胶黏剂及水下固化环氧树脂胶黏剂/169
11.2.3耐高温环氧树脂胶黏剂/171
11.2.4环氧树脂结构胶黏剂/172
11.2.5水性环氧树脂胶黏剂/173
11.3环氧树脂胶黏剂的合成/173
11.3.1合成原理/173
11.3.2合成原料/174
11.3.3配方设计/176
11.3.4常用配方及工艺/177
11.4环氧树脂胶黏剂的改性/179
11.4.1液体聚硫橡胶改性/179
11.4.2丁腈橡胶改性/179
11.4.3聚乙烯醇缩醛改性/179
11.4.4聚酰胺改性/180
11.4.5聚砜改性/180
11.4.6酚醛树脂改性/181
11.4.7有机硅树脂改性/181

第12章聚氨酯胶黏剂/182
12.1基本性能与应用/182
12.1.1基本性能/182
12.1.2应用/183
12.2分类方法/183
12.2.1按照固化方式分/183
12.2.2按照成分分/185
12.3合成原理与配方设计/186
12.3.1合成原理/186
12.3.2配方设计/187
12.4合成原料与生产工艺/187
12.4.1合成原料/187
12.4.2基本制备方法/188
12.4.3常用配方及工艺/189
12.5性能影响因素/190
12.5.1结构对性能的影响/190
12.5.2分子量、交联度的影响/191
12.5.3助剂的影响/192
12.6聚氨酯胶黏剂的改性/192
12.6.1改善耐温性能/192
12.6.2提高耐水性能/192
12.6.3加快固化速率/192

第13章有机硅树脂胶黏剂/193
13.1分类与应用/193
13.1.1分类/193
13.1.2应用/195
13.2基本性能/195
13.3配方设计与合成/196
13.3.1合成原理/196
13.3.2合成原料/197
13.3.3常用配方及工艺/197
13.4改性/198
13.4.1酚醛树脂改性聚有机硅氧烷/198
13.4.2聚酯树脂改性聚有机硅氧烷/198
13.4.3环氧树脂改性聚有机硅氧烷/199
13.4.4聚氨酯改性聚有机硅氧烷/199

第14章不饱和聚酯胶黏剂/200
14.1不饱和聚酯胶黏剂的分类/200
14.1.1通用型不饱和聚酯胶黏剂/200
14.1.2气干型不饱和聚酯胶黏剂/201
14.1.3功能型不饱和聚酯胶黏剂/201
14.2不饱和聚酯胶黏剂的合成/203
14.2.1合成原理/203
14.2.2合成原料/204
14.2.3配方及工艺/205
14.2.4不饱和聚酯胶黏剂的固化/206
14.3不饱和聚酯胶黏剂的性能与改性/207
14.3.1基本性能/207
14.3.2不饱和聚酯胶黏剂改性/207
14.4不饱和聚酯胶黏剂的应用/208
14.4.1在高性能复合材料方面的应用/208
14.4.2在制造浸渍纸装饰材料方面的应用/208
14.4.3在灌注与封装方面的应用/209
14.4.4在石材粘接方面的应用/209
14.4.5在其他方面的应用/209

第15章丙烯酸酯胶黏剂/210
15.1α-氰基丙烯酸酯胶黏剂/211
15.1.1合成原理/211
15.1.2合成原料与配方设计/211
15.1.3配方与工艺/213
15.1.4性能/213
15.1.5应用/214
15.2丙烯酸酯压敏胶/215
15.2.1合成原料与配方设计/215
15.2.2配方及工艺/216
15.2.3性能/217
15.2.4应用/218
15.3丙烯酸酯厌氧胶/218
15.3.1合成原料及配方设计/218
15.3.2配方与工艺/220
15.3.3性能/220
15.3.4应用/221
15.4丙烯酸酯结构胶/221
15.4.1合成原料与配方设计/222
15.4.2配方与工艺/223
15.4.3性能/223
15.4.4应用/224

第16章生物质胶黏剂/226
16.1蛋白质胶黏剂/226
16.1.1豆蛋白胶黏剂/227
16.1.2骨胶胶黏剂/228
16.1.3血朊胶黏剂/229
16.1.4酪素胶/229
16.1.5蛋白混合胶/230
16.2碳水化合物胶黏剂/230
16.2.1淀粉胶黏剂/230
16.2.2糊精胶黏剂/232
16.2.3纤维素胶黏剂/233
16.3天然树脂胶黏剂/234
16.3.1单宁胶黏剂/234
16.3.2木质素胶黏剂/234
16.4生物质液化胶黏剂/235
16.5常见生物质胶黏剂的改性/236
16.5.1大豆蛋白胶的改性/236
16.5.2骨胶的改性/239
16.5.3淀粉胶的改性/241
16.5.4木质素胶黏剂的改性及应用/245
16.6生物质胶黏剂在木材工业中的应用/251
16.6.1木材用木质素改性胶黏剂/251
16.6.2人造板用单宁胶黏剂/252
16.6.3木材用耐水性淀粉胶黏剂/254

第17章无机胶黏剂/256
17.1概述/256
17.2气干型无机胶黏剂/256
17.2.1结构与粘接机理/257
17.2.2制备方法/257
17.3水固型无机胶黏剂/258
17.3.1硅酸盐水泥/258
17.3.2铝酸盐水泥/258
17.3.3氧镁水泥/259
17.3.4铁胶泥/259
17.3.5氧化铅胶泥/259
17.3.6石膏胶泥/259
17.4熔融型无机胶黏剂/260
17.4.1玻璃焊料/260
17.4.2金属焊料/261
17.4.3硫胶泥/261
17.5反应型无机胶黏剂/261
17.5.1硅酸盐类无机胶黏剂/262
17.5.2磷酸盐型无机胶黏剂/262

参考文献/266