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          膠粘劑與粘接技術的重要作用、特點及發展方向與前景分析

          2022/5/13 15:55:33??????點擊:

          一、膠粘劑和粘接技術的重要作用

          隨著經濟和科學的發展,工業、農業、交通、醫療、國防和人們日常生活中都離不開膠粘劑。幾乎任何人、任何物品均涉及到膠粘劑。我國膠粘劑起步于20世紀50年代,進入90年代后,膠粘劑工業有了突飛猛進的發展,膠粘劑已經成為一類重要的精細化工產品??梢哉f,哪里有人類,哪里就少不了膠粘劑產品和粘接技術,它為工業提供了新穎實用的工藝,為人類營造了多姿多彩的生活。

          膠粘劑和粘接技術在結構連接、裝配加固、減震抗震、減重增速、裝飾裝修、防水防腐、應急修復等方面的作用越來越大,特別是在節能、環保、安全以及新技術、新工藝、新產品的開發中已經成為重要的工程材料和工藝方法。

          粘接技術是其他連接方式無以倫比的特種工藝,在現代經濟、現代國防、現代科技中發揮著重大作用,現代航天、航空的各種飛行器上粘接部位較多,粘接面積較大,例如B-1飛機的機身、機翼、操作面、整流罩、整體油箱等部位,其膠接面積高達全機表面積的80%;波音747飛機的膠接面積約為3000平方米。飛機采用膠粘連接,結構質量減輕15%,總費用節約25~30%。一架重型轟炸機采用粘接代替鉚接,其結果是結構質量降低了34%。一臺大型雷達采用膠粘結構,質量減輕20%。轎車車身采用粘接代替點焊后,可減輕質量約10%。輪船采用膠粘的蜂窩夾層板制造船身,可減輕質量40%,且提高了行駛速度和安全性。

          隨著汽車的輕量化、高速化、舒適化,必然要大量采用薄壁結構和塑料零件,粘接則是最好的連接方式。近代建筑要求美觀新穎,室內設施講究舒適豪華,裝飾材料五花八門,膠粘劑在建筑中起著輕質、節能、密封、防漏、保暖、防污、耐久等特殊的作用。膠粘劑應用在醫療上正在興起與推廣,用于修補臟器、接骨植皮、縫合止血、修補鼓膜等。

          膠粘劑和粘接具有連接、密封、絕緣、減震、隔熱、消音、阻尼、降噪、防潮、粘涂、導電、導磁、減磨、耐油等多種功能。

          膠粘劑用量很少,作用不??;耗費不多,收效很大。例如家喻戶曉的502瞬干膠用量用滴計,固化以秒計,強力以噸計。粘接效率很高,近20年來粘接和密封技術的發展速率比傳統的鉚焊連接方式快2.5倍??梢陨钚?,膠粘劑和粘接技術在現代社會生產和生活當中,一定會發揮更重要的作用。

          二、膠粘劑和粘接技術的特點

          新穎獨特的膠粘劑和粘接技術,具有非凡的多功能,能夠實現多重目的,與鉚接、焊接、螺接、鍵接、榫接等相比具有許多特點。對于材質、形狀、厚度、大小、模量等相同或不同的材料,均可有效粘接,尤其適宜異形、異質、薄壁、復雜、微小、硬脆或熱敏等制件的粘接連接。

          應力分布均勻,不削弱結構并避免了因鉚釘孔、螺釘孔和點焊周圍應力集中所引起的疲勞龜裂,從而延長了使用壽命。

          沒有焊接引起的變形翹曲、硬度降低、涂層破壞、殘余應力或受熱沖擊。粘接不同的金屬,沒有電化腐蝕危險,且有防腐作用。強度較高,相同面積的接頭粘接比焊接和鉚接的剪切強度提高40%~100%,疲勞強度提高5~6倍。表面光滑,能夠改善氣動特性??梢怨澥×慵盗亢唾F重材料,減輕結構質量,實現輕量化。

          具有連接、絕緣、密封、防腐、防潮、減震、減重、隔熱、消聲、導電、導磁等多種功能??梢院喕に?/span>,不要求較高的加工精度,且不需要校正、精加工等后處理。不需要龐大設備,不要求特殊條件,操作簡單易行。能夠進行特殊條件下的連接,例如水下粘接、野外作業、化工設備高溫高壓不停車堵漏,石油管線的帶壓粘接,盛有易燃介質儲罐或裝置的修復,還有醫療上的臟器修補、止血縫合等。

          粘接快速,解決急難,縮短工期,節省資源,減少費用,降低成本,提高效率和經濟效益。

          但粘接并不能完全代替傳統的連接方式,如果能與焊接、鉚接、螺接、嵌接等配合使用,則能發揮各自的優點,收到更好的效果。

          三、膠粘劑的發展方向與前景

          近年來,隨著汽車、家用電器、建筑材料、宇航工業、裝飾工程、水利交通及信息產業、電子儀表和電子電器等方面的蓬勃發展,各個行業對膠粘劑的需求量和不同條件下對膠粘劑品種的需求也越來越多。同時,對膠粘劑及對實施粘接過程的效率和環境污染也提出了越來越高的要求。綜合看來,未來膠粘劑的發展方向如下:

          第一、環保呼聲的日益高漲和環保法規的日趨完善,環境友好型膠粘劑逐漸成為發展的主流。

          第二、近年來高品質、高性能、高附加值膠粘劑異軍突起,成為膠粘劑市場新的利潤增長點和新的研究熱點。

          第三、合成工藝復雜、設備要求苛刻的膠種不易推廣應用,而原料來源廣泛、容易制備、使用方便的高性能“綠色”環保膠劑將成為市場的“寵兒”。

          在明確了膠粘劑的發展方向之后,我們需要努力去提高膠粘劑產品的技術含量,可以從以下幾個方面去考慮

          1、設計新配方出現新的奇特性能,以適應更嚴酷的工作環境條件。如航天用膠粘劑,美國AST.ME595標準規定航天膠粘劑和密封材料在高真空710—3Pa,溫度125cI=,24小時材料的質量損失≯1% ,可凝揮發物≯0.1% ,水份回收量{2.5cI=}≯0.1%。過去只有美俄等少數航天大國有能力生產這種材料,近年來我國已研制成功滿足ASTME595要求的航天微特電機及組件用膠粘劑與灌封料。

          2、引進新技術提高膠粘劑性能,納米技術的應用已經不是天方夜譚,在很多材料研制中已經取得了實用性進展。我國中科院固體物理研究所、物理所、上海大學、青島化工大學、華東理工大學等都有新成果,取得實用性進展的有功能性高強度碳管和PP塑料。這證實了納米粒子能提高高分子材料和結晶材料的內聚強度,可以在膠粘劑中起到增強效果。納米粒子的引人制成了韌性陶瓷,無機膠粘劑的增韌有了新的思路。反射紫外線的乳膠漆涂料投人生產,具有耐候、抗異物吸附、抗菌、抗藻、抗風化、人工老化試驗壽命1O年以上,耐刷洗達6OO0次以上。

          3、研制自動化生產設備過去反應釜的加料及溫控多數是手工或半自動控制,今后將逐步推廣電腦控制。

          4、研制方便、快捷、精確的施工設備,附有用后自動清洗結構。

          5、加強標準化管理制造測試設備和儀器,加強膠粘劑原料、過程和成品質量******。

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