胶粘剂实验总结

胶粘剂实验总结（精选7篇）

篇1：胶粘剂实验总结

胶粘剂合成

A组份胶粘剂做为双组分聚氨酯胶粘剂的主剂。是由聚酯多元醇和异氰酸酯反应而来的，其中要加入催化剂与扩链剂

实验原料：

聚酯多元醇（LM-2056），黎明化工研究院；甲苯二异氰酸酯（TDI）—NCO%含量为48.2758%，黎明化工研究院；4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）—NCO%含量为33.6%，黎明化工研究院；丁二醇，海域；二月桂酸二丁基锡，海域；乙酸乙酯。

实验仪器：

恒温油浴锅；铁架台；四口瓶；搅拌电机；搅拌浆；橡皮塞；烧杯；冷凝回流管；充氮气装置；旋转蒸发仪。

实验步骤：

1、LM-2056用旋转蒸发仪130度真空除水2小时

2、取出LM-2056放入四口瓶，温度降到65度

3、将DTI投入到四口瓶里，开始搅拌并且升温到75度

4、反应2小时加入丁二醇、催化剂，搅拌1小时

5、加入乙酸乙酯搅拌1小时

6、出料，迅速降温（全程氮气保护）

从工艺方面来讲，刚开始做的容易凝胶。因为没有旋转蒸发仪。也许是跟含有少量水有关系。后来购买了旋转蒸发仪。凝胶现象明显降低，但是反应过程中四口瓶上方还是有液体凝结，照比以前少了但是还是有。不知道是什么物质。咱们自己合成的主剂，用涂-4粘度计测量的时间是7m7s，购买的主剂是10m27s。

在测量酸值的时候，咱们自己合成的主剂在加入吡啶之后，会出现凝固结团的现象，测定出来的酸值较大（很可能是因为没有溶解完全），购买的主剂则一点沉淀现象都没有，而且不沾壁；酸值过大的原因，可能有：反应温度不够高，真空度不够大，或者是催化剂加入量不合适等原因；放置2天之后会变粘，成为果冻状，原因可能是里面含-NCO的端基和样品中的水反应，所以才会产生这样的现象。反应过程中,会出现爆聚爬竿的现象,在R值不变的条件下，降低温度至70℃，增长反应时间，降低催化剂用量。得到的样品很稀。

5月29日酸值已经达到实验要求的标准，为0.55mgKOH/g。但是羟值也降低了，胶黏剂还是很稀，粘度测量用的时间是5分58秒（购买的则为10分27秒）。从试验结果可以大致推断出，降低催化剂用量可降低酸值；继续降低R值，进行实验。将R值降低为0.54，这样OH和NCO的比例约等于2，时间为7h，但是合成过程中几乎不变粘，而且最后完成后，降至室温，也很稀，根据之前所做实验的R值和他们的结果状态对比发现，羟值越小，越稀。

接着就尝试了反应两小时后加催化剂和扩链剂的反应、在R值为0.7时，在没有加入催化剂的扩链剂的情况下，反应搅拌2个小时之后就有了变粘的趋势。在加入催化剂和扩链剂之后，很快变粘（五分钟内），先加入的1/2的乙酯，降低其粘度，反应20min后，再将其稀释至50%浓度。相比当天做完的主剂就测定的羟值，和一周之后再测，结果有所偏差，放置一周之后所测定的羟值要比刚做完就测定的羟值小。以后将合成的样品放置一周后再测定羟值、酸值和固含量。还是不怎么稳定。

B组份之前做过一次，爆聚了 配料： TDI 117.5G TMP 33.5G 乙酸乙酯50G

在四口瓶里变成了一块琥珀样的物质，之后做B组份，开始拿乙酸乙酯把TMP溶解了。但是状况非常不理想。滴加的时候，TMP全部析出了，后来就拿丙酮溶解TMP。温度低的时候还是有析出。但是比乙酸乙酯强多了。后来我就拿吹风机，一边滴加，一边用热风吹着滴加器皿，解决了析出的问题（但是滴加的时间过长，吹风机也不是很方便固定。建议安装空调。让实验室温度达到一个恒温），拿溶剂把TMP溶解了再进行慢慢的滴加。这样没有再出现过爆聚，我感觉工艺方面，出料前的降温挺重要的，要慢慢的降温，放在油浴锅里把开关关闭。等降到40摄氏度左右。才出料，这样出料之后不容易变化，如果拿出油浴锅继续搅拌降温或者拿出一半。都会有不好的现象，慢慢固化，或者变白，B组份一路做下来，变成白色固体的挺多的。TMP也除水了。不知道是什么原因。也许是因为有空气进入，本来实验设备密封性就不是很好，在过程中虽然都氮气保护了。我觉得应该有少量接触。但是不知道是不是。

篇2：胶粘剂实验总结

胶粘剂与涂料实习报告

教学院系：材料工程学院

专业：木材科学与工程（2）班

学生姓名： 刘绍雄

学号：2010105306

22012 年 7 月11 日

一、实习目的通过参观人造板有限公司的方式，了解和掌握各种人造板的制造工序。深刻了解到本专业将来的方向与自己以后所从事的工作。同时还可以增强感性认识，培养和锻炼我们综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识，通过实习巩固和理解课堂上所学的理论知识，初步达到学以致用，同时系统地了解胶接，制胶的过程，培养观察、分析问题和解决问题的实际能力，培养动手能力，掌握制胶原材料、成品的贮存和运输等方面情况，掌握胶粘剂配方及生产工艺过程，熟悉制胶设备的结构、技术特性及使用、维护方法。走进工厂，走进实际的生产车间，比较、思考实际的制胶与我们在实验室里相同点与差异，观察、思考、分析车间制胶过程与课本所学知识的融合。

二、实习时间

2012年6月25号----2012年6月29号

三、实习地点

昆明市昆沙路568号

四、实习单位和部门

昆明新飞林人造板有限公司

五、正文

2012年6月27号早上在几位老师的带领下，我们来到了昆明新飞林人造板有限公司，这家公司以生产人造板为主，同时也生产部分家具。

昆明新飞林人造板有限公司的前身是云南省昆明木材厂，始建于一九五二年，原为国家林业部、云南省林业厅、昆明市共同出资的联营企业。2004年国有资产退出，公司改制成有限责任公司。公司占地170.92亩，总资产1.3亿元，拥有各类专业技术人员百余人。是全国木材综合加工的重点骨干企业之一，被评为云南省林业产业龙头企业。

近年来，新飞林公司加快了技术改造步伐，大力开展木材综合利用，紧跟世界林产工业的发展潮流，先后从欧美各国引进人造板、家具制造技术和设备，开发出一系列特色产品：飞林牌防潮型刨花板、飞林牌环保型刨花板、飞林牌环保防潮型刨花板、飞林牌三聚氰胺抗菌饰面板和飞林牌板式家具等。其中，“飞林牌”刨花板获得“绿色之星”和云南省名牌产品称号，其产品质量、性能经检测已达到国内领先和国际先进水平。

新飞林公司一贯秉承“质量为本，顾客至上，争创一流，不懈追求”的宗旨，以构建环保、健康的绿色家居为目标，以“争当负责任的员工、生产负责任的产品、创建负责任的企业”的责任文化精心打造“飞林”品牌，使“欧洲标准、云南制造”在“飞林”得以实现。良好的信誉，卓越的品质，为新飞林公司赢得了市场的认同，获得了客户的青睐。

昆明新飞林人造板有限公司，有自己的制胶车间，所以我们很珍惜这一次进制胶车间的机会，认真听取带队师傅的讲解，详细记录相关的知识，积极地提问，了解了车间生产概况、胶粘剂的制造、胶粘剂的贮存、胶粘剂的质量分析、胶粘剂的应用的相关知识。

酚醛树脂胶粘剂的制备工艺路线:

酚醛树脂胶粘剂的生产原理

(1)人造板用酚醛树脂是由苯酚和过量甲醛在碱性催化剂作用下缩聚而成。苯酚与过量的甲醛发生加成反应，生成酚醇混合物，主要是苯酚的一经甲基和二轻甲基衍生物。

（2）在碱性条件下，随着温度的升高，酚醇混合物发生缩聚反应。缩聚反应的继续进行，生成其它更多种类的缩聚产物。

（3）一羟基和二羟甲基衍生物与酚醛缩聚产物继续进行缩聚，随着分子链的加长，分子量的增大，就生成了PF树脂。

（4）酚醛树脂在高温或高压以及其它特定的条件下，变成体型网状结构（即固化）。

1、热固性树脂制备工艺路线：

定量的苯酚、37%甲醛水溶液以及氢氧化钠水溶液置于反应釜中，开动搅拌装置并开始升温，达到92°C保温反应30分钟后，加入第二次甲醛水溶液，再保温反应50分钟后,控制树脂最终粘度在400左右，达到要求粘度后冷却放料。2.2 由热塑性树脂出发制备热固性树脂工艺路线：定量苯酚置于反应釜中，开动搅拌装置并开始升温，将一定量的草酸加入融化的苯酚中，继续升温到100°C，第一次甲醛水溶液开始滴加，滴加完成后继续反应30分钟后，降温至80℃，加入第二次甲醛水溶液和氢氧化钠水溶液，反应至最终粘度在400左右。

2.、热塑性树脂制备工艺路线：最终摩尔比F/P/=1.2/1.5，1.5摩尔苯酚置于反应釜中，反应釜配置电加热套、搅拌装置、回流冷凝装置和滴加装置，开动搅拌装置并开始升温，1.4 g草酸加入融化的苯酚中，继续升温到100℃，1.2摩尔甲醛水溶液开始滴加（每秒钟1滴），滴加完成后继续反应30 min后，冷却放料。

3、混合树脂制备工艺路线：份热塑性树脂与两份1.1工艺路线制备的热固性树脂混合4、合成了一种低毒高分子量中温固化的酚醛树脂的工艺路线：苯酚与甲醛一次加入,氢氧化钠则分3次加入,先在低温条件下反应一段时间,达到一定黏度后,再在高温下继续反应到较高分子量,然后再根据不同用途调整到最合适的黏度.这种树脂生产胶合板时,热压温度可以降至117~125℃。与通常的合成工艺不同,甲醛与苯酚先在2.5~3.0的高摩尔比下反应到一定程度,然后再添加苯酚或苯酚与甲醛,使甲醛与苯酚的摩尔比降至1.8~2.0,这样合成的酚醛树脂胶粘剂不但游离醛含量低,而且固化也迅速。

脲醛树脂粘剂的制备工艺路线：

主要分两步：第一步是亲核加成反应：即在中性或微碱性条件下，尿素与甲醛反应生成各种羟甲基脲的混合物：

H 2NCONH2 + H2COHOCH2NHCONH2+ HOCH2O

第二步是缩合反应：即在酸性条件下加热第一步的产物，使其分子间缩水成线型产物。即：

缩合反应(失水)既可以发生在亚氨基和羟甲基之间、羟甲基和羟甲基之间、又可以发生在甲醛和两个亚氨基之间。

尿素与甲醛的用量以1：1.6-2.0(摩尔比)为宜。尿素可以一次加入，但分两次加效果更佳。因为这样就可以使甲醛有更多的机会和尿素反应，可以大大减少树脂中游离的甲醛。尿素加入时，由于溶解吸热，可使反应温度降低5-10 0C，为了使反应液维持一定的温度，需要慢慢地加入尿素。

判断脲醛树脂反应的终点，可采用下列三种方法之一：（1)用玻璃棒沾取树脂，让其自然流下，最后两滴迟迟不掉，液滴滴下时，丝状物缩回棒上；(2)用吸管吸取少量树脂，滴入盛有清水的小烧杯中，树脂逐渐扩散为云雾状，并徐徐降至底部不生成沉淀，水也不浑；(3)取少量树脂滴在拇指或食指上，两指不断张合，在一分钟内觉得有一定粘度。2OHCH2O2OCH22OCH22OHO

制胶车间的工艺设计包括：树脂合成配方、合成工艺及产量的确定、设备的选用及数量的确定、工艺流程图、工艺布置图，提出水、电、汽的供应要求，冷却水回收系统、污水处理与排放、生产环境的安全等等制胶车间工艺设计应包括三个生产工段：

（1）原料准备工段： 各种化学物料的准备和计量。

（2）树脂合成阶段： 树脂合成的主要设备及操作设施。

（3）成品贮存、包装运输工段：包括树脂贮罐、装桶、泵送等。制胶车间的主要设备为反应釜、冷凝器及真空泵，各种原料的高位贮罐和重量计量罐（或槽），还需要一些辅助设备，如输液泵、贮水罐、真空罐、脱水罐、贮胶罐、气水分离器等。

一、反应釜（反应锅）

反应釜是制备合成树脂的主要设备之一，由釜体、搅拌器、减速器三部分组成（一）反应釜釜体 釜体是物料在其中搅拌和进行化学反应的场所。反应釜的实际容积即釜体的容积。但生产时由于物料可能产生泡沫或沸腾，造成物料体积增大，所以一般装料容积小于反应釜的实际容积。它们之间存在以下关系：V装= V实 ·η式中：V装—装料容积V实—实际容积、η—装料系数（或装载系数）装料系数η是根据实际生产或试验结果确定的。若生产脱水树脂，η为0.75～0.8，而生产不脱水树脂时，η可达0.9。轴封 搅拌器的轴上要装置滚动轴承或滑动轴

承，还要装配穿过封头的轴封装置，与联轴节和传动部分相联。轴封装置对于常压反应釜来说，主要是用于在釜内须减压抽真空时避免泄露以及挥发性物质的逸出。

二、真空泵

真空是指在给定的空间内气体分子的密度低于该地区大气压的气体分子密度状态。真空泵的型式有多种，按其结构不同可分为往复式、回旋式（旋片式和滑阀式）、水环式和喷射式等，这些型式的真空泵都已在制胶车间中应用过。目前我国木材工业的制胶车间用的较多的是水环式和往复式真空泵，少数厂使用旋片式真空泵。还有个别厂正在试用喷射式真空泵。

三、其它辅助设备

制胶车间除上述三种主要设备外，还需要一些辅助设备，以保证制胶工艺过程的实施。这些辅助设备主要是液体物料及固体物料的输送设备、原料计量设备、原料和产品贮罐以及其它气液分离设备等等。）输液泵制胶车间常用槽车运输甲醛溶液，故需用泵把甲醛溶液输送至甲醛贮罐，生产时将甲醛由贮罐输送至甲醛计量罐。一般用耐酸泵、玻璃钢离心泵，也有用齿轮泵，但普遍存在泄漏问题，使泵房的空气污染，甲醛浓度往往大大超过允许浓度。现在有的工厂采用不锈钢全封闭式屏蔽泵解决了这个问题，使用效果很好。输送水使用离心水泵固体物料输送设备 固体物料（如尿素、三聚氰胺）一般都是袋装的，需用电动葫芦输送到加料台上。固体物料加入反应釜，现大多数还是倒入加料台的加料孔中，让物料从加料管进入加料口的漏斗中，再进入反应釜，也有使用尿素机械加料装置（如螺旋推进器或皮带运输装置）加料的。

四、升温控制及温度记录调节系统

在制胶生产过程中，温度的变化是反映化学反应是否正常的重要操作参数。在采用间歇式工艺流程时，由于是单釜操作，几乎都有升温、保温、降温的过程，因而温度的测量和控制成为保证反应过程顺利进行和安全运行的重要环节。

1、升温控制系统

由于制胶车间常用的夹套式蒸汽加热反应釜的温度变化特点是滞后现象严重。而在反应釜容积、蒸汽压力、进汽管径、冷凝水出水管径以及环境温度一定的条件下，反应釜的升温速度与进蒸汽的时间和冷凝水的放出时间直接相关，因此只要控制好进蒸汽和放冷凝水的时间，就能达到所要求的升温速度。升温控制系统的执行机构可以用两位式电磁阀来供给蒸汽热源，采用时间控制，蒸汽阀通电打开蒸汽进入夹套加热。蒸汽阀关闭时停止供汽，进入夹套的蒸汽继续与反应釜壁进行热交换，并不断形成冷凝水。冷凝水由电磁阀定时放出，以保证反应釜加热的效率。蒸汽阀的通断时间，即反应釜的进蒸汽时间由升温速度决定。出水阀放冷凝水的通断时间以不放出蒸汽、节约能源为原则。

2、冷凝器（冷却器）的温度调节：可采用位式调节系统，由感温元件铂热电阻（动圈式）、温度指示调节仪和进水电磁阀组成。电磁阀安装在冷却水进水口上，检测点设在冷凝器的物料出口处，当冷却水流量不能满足冷却要求时，出 料口的温度升高，当达到给定值时，通过继电器使电磁阀得

电开通，进水量增加，保证了冷凝器的冷却效果

五、其它自动化控制

1、固体物料的加料自动化

2、粘度自动控制和报警

3、透明点报警

六、实习总结

篇3：胶粘剂实验总结

关键词：快速固化,酚醛树脂胶,催化剂

0前言

国内外科技人员在提高PF胶的固化速度方面进行了大量研究工作。在综合前人研究路线的基础上, 决定选用复合催化剂, 并改进聚合工艺, 制得低游离酚、低游离醛、固化较快的PF树脂, 再加入10%自制固化剂, 可使PF胶压制人造板的热压温度低、热压时间比UF树脂短。

1 快速固化型酚醛树脂胶粘剂

以碳水化合物尿素苯酚为基质的树脂由三个阶段反应合成:

第一阶段使碳水化合物 (普通淀粉或葡萄糖) 、苯酚、尿素在135~145℃酸性催化下进行反应;

第二阶段加入甲醛, 在85℃碱性介质中反应;

第三阶段在降温条件下加入间苯二酚进行缩合, 制成以碳水化合物尿素苯酚为基质的新型快速固化酚醛树脂。另外一种较有效的方法, 是向普通酚醛树脂胶粘剂中, 加入5%~10%活化处理后的落叶松栲胶, 可使采用酚醛树脂胶压制胶合板时, 在固化温度不变的前提下, 固化时间缩短为1min/mm。

2 钡酚醛树脂的合成

2.1 制备Ba (OH) 2催化的浸渍用酚醛树脂的配方

n (苯酚) :n (甲醛) =1.0:1.8, n (催化剂) :n (苯酚) =0.03。原料在40℃时投入三口瓶并开始搅拌, 先在低温下反应一段时间, 再均匀升温至85~90℃, 反应2h。然后树脂脱水至规定黏度, 用冷水浴冷却到35~40℃出料。氢氧化钠催化酚醛树脂原料的物质的量比、合成工艺同钡酚醛树脂的合成工艺相同。

胶合板热压:在酚醛胶中加入10%面粉做填料, 在不同温度和时间下胶压落叶松3层胶合板。单板含水率为8%~10%, 尺寸为1.8mm×300mm×300mm, 手工涂胶, 施胶量260~280g/m2 (双面) , 压力1.1MPa。

2.2 结果与分析

2.2.1 酚醛树脂的性能树脂的各项指标均能达到使用要求。

钠酚醛树脂聚合时间在90s以上, 而钡酚醛树脂聚合时间为60s左右。所合成的钡酚醛树脂的p H在8~9时, 固化速度较快。虽然树脂处在强酸或强碱的条件下, 固化速度会更快[7], 但这时会对木材产生不利影响, 通常不采用。因此, 酚醛树脂可以在p H=8~9下直接使用。

2.2.2 胶合板胶合强度结果分析

在120

3 结论

(1) 普通PF树脂NQF-1胶中加入5%~10%固化剂改性后, 采用同样热压温度, 热压时间可缩短为每毫米板厚热压1min, 压制成的胶合板胶合质量优良。

(2) 树脂测定结果表明, 钡酚醛树脂比钠酚醛树脂固化速度快30%左右, 各项指标符合国家标准。用红外光谱分析树脂的结构显示钡酚醛树脂酚环之间以亚甲基键形成连接, 且邻位取代远高于对位取代, 具有高邻位特征。热压实验表明, 相对于钠酚醛树脂, 要使热压得到的胶合板达到国家I类胶合板标准, 用钡酚醛树脂能使热压时间得到了大幅缩短, 说明制得的钡酚醛树脂达到了预期所要求的缩短固化时间的目的。

参考文献

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[5]赵临五, 火欣, 等.酚醛树脂快速固化的两种方法[C]//中国林学会木材工业分会论文集 (12) , 1996:34-36.

[6]BenderHL, FarnhamAG, GuyerJW, etal.Purifiedchemicalsandresinsfrom PhenolandFomralde hyde[J].IndEngngChem, 1952, 44 (6) :1619-1629.

[7]张云云, 张一帆, 何良佳, 等.pH值对酚醛甲阶树脂固化速率的影响[J].东北林业大学学报, 2006, 34 (6) :80-81.

篇4：改性淀粉胶粘剂的研究与应用

淀粉胶粘剂具有原料来源丰富、价格低廉、可降解等优点,可广泛应用于瓦楞纸板包装箱、纤维板、建筑等领域。但是,未改性的淀粉胶粘剂流动性差,施胶困难,且耐水性差,潮湿环境下容易吸潮开胶等缺陷,限制了淀粉胶粘剂的进一步应用。因此,对淀粉胶粘剂进行改性,可以扩大其应用领域。

淀粉是一种多糖类天然高分子化合物,分子链上有大量亲水性强的羟基基团。在淀粉分子链的亲水性及氢键作用下,淀粉胶粘剂的粘度大,耐水性差。近年来,用化学交联方法提高淀粉耐水性的研究已有报导,但是,交联改性在提高淀粉胶粘剂耐水性的同时,体系粘度也相应增大,难以在高速瓦楞纸板生产线上应用。笔者用过硫酸铵(APS)对玉米淀粉进行部分氧化降解,通过减小淀粉分子链长度,解决胶粘剂的粘度大、流动性差等问题。在氧化降解淀粉的基础上,用官能度大的三聚氰胺甲醛(MF)作为交联剂,与淀粉分子链的羟基反应,制得了耐水性和流动性均好,具有网状分子结构的氧化交联改性淀粉胶粘剂。此外,还通过SEM和X-ray测试,研究了改性对淀粉颗粒微观结构和结晶度的影响。1 实验

1.1 原料

原料:玉米淀粉,工业级,合肥雪公胶粘剂科技有限责任公司;过硫酸铵,分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司;三聚氰胺,化学纯,上海化学试剂公司;30%甲醛水溶液,分析纯,宜兴市辉煌化学试剂厂;氢氧化钠,分析纯,广东汕头西陇化工厂;氯化铵,分析纯,柳州化工股份公司。

1.2 仪器与设备

主要仪器与设备:NDJ-79型旋转粘度计,同济大学机电厂;Spectrum100傅里叶红外光谱仪,美国PE公司;D/max-RA型旋转阳极X射线衍射仪,日本Rigaku公司;JSM-6490LV型扫描电子显微镜,日本Jeol公司。

1.3 方法

采用简单的一锅法合成工艺,通过氧化和交联二步反应过程,制得氧化交联改性淀粉胶粘剂。在500mL配有搅拌器和温度计的三口烧瓶中加入玉米淀粉和水,开启搅拌,加入过硫酸铵,升温至65℃,保温反应0.5 h,得到相对分子质量较小的氧化淀粉。在氧化淀粉液中,加入30%甲醛水溶液和三聚氰胺(甲醛与三聚氰胺物质的量比为6∶1),实时测定体系pH值,用2%(质量分数)氢氧化钠水溶液保持反应物pH值为8.0~9.0,继续保温反应2 h。氧化交联反应结束后,将改性淀粉升温至90℃糊化0.5 h,降至室温,得到固含量约25%,外观呈半透明浅黄色的淀粉胶粘剂。1.4 测试与表征

1)淀粉胶粘剂耐水性能的测试。改性淀粉胶粘剂中加入1.0%氯化铵固化剂(以淀粉质量计,下同),手工涂胶粘合2片5 cm×5 cm瓦楞纸,40℃烘箱鼓风干燥10 min,室温放置1 d后待用。瓦楞纸片在25℃水中浸泡至自动脱落的时间为耐水时间。

2)淀粉胶流动性能的测定。25℃下,用NDJ-79型旋转粘度计测定粘度。

3)淀粉胶的FT-IR表征。胶粘剂烘干至恒重,研磨成细粉,KBr压片制样,用傅里叶红外光谱仪进行表征。

4)X射线衍射(X-ray)。在样品槽内将淀粉粉末压实、压平,用D/max-RA型旋转阳极X射线衍射仪扫描;测试条件,Cu2Kα射线,Ni滤波,狭缝系统为DS/RS/SS = 1°/0.16 mm/1°。管压36 kV,管流20mA。扫描速度4(°)/min ,采样步宽0.02°,扫描方式为连续,重复次数1。5)扫描电镜(SEM)。取少量淀粉样品在丙酮中分散,取1滴悬浮液在载玻片上,待丙酮挥发后,喷金。2 结果与讨论

2.1 改性剂质量分数对淀粉胶粘剂性能的影响

改性剂使用了过硫酸铵氧化剂和三聚氰胺甲醛(MF)树脂交联剂。先用过硫酸铵氧化剂与玉米淀粉反应,使淀粉分子部分断链,降低淀粉平均相对分子质量,制得粘度小的氧化淀粉,改善淀粉胶粘剂的流动性。在氧化淀粉的基础上,用官能度大的三聚氰胺甲醛(MF)树脂与淀粉分子链的羟基发生缩合交联反应,得到耐水性和流动性好,具有网状分子结构的氧化交联改性淀粉胶粘剂。当淀粉胶粘剂的固含量为25%时,过硫酸铵质量分数对淀粉耐水性和粘度的影响见表1。

由表1可知,过硫酸铵的质量分数对淀粉胶粘剂的耐水时间和粘度均有较大影响。随着过硫酸铵质量分数的增加,淀粉的耐水时间和粘度都减小。综合考虑耐水时间和粘度,过硫酸铵质量分数取试样3的2%较好,粘度为350 mPa·s,耐水为0.3 h。

在淀粉胶粘剂的固含量为25 %,过硫酸铵的质量分数为2%时,交联剂MF质量分数对淀粉耐水性及稳定性的影响见表2。

由表2知,由于MF对淀粉的交联作用,随着MF质量分数的增加,淀粉胶粘剂的耐水时间与粘度也相应增加。考虑到瓦楞纸板生产线对施胶流动性能的要求,以及包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱标准中对耐水24 h的要求,MF质量分数取试样8的2%比较好。

比较表1和表2中试样1(原淀粉)和试样8(氧化交联改性)的数据可知,经过2%过硫酸铵氧化和2%MF交联改性后,淀粉胶粘剂的耐水时间从0.5 h提高到96 h,粘度从凝胶状减小到500 mPa·s,可用于瓦楞纸板包装行业。2.2 红外光谱分析

淀粉是以葡萄糖为结构单元的天然高聚物,由葡萄糖单元(C6H10O5)通过糖苷键(C—O—C)结合而成,分子通式为(C6H10O5)n, n值在160~6 000之间。过硫酸铵(APS)以及三聚氰胺甲醛树脂(MF)与淀粉的化学反应如下所示。1)过硫酸铵的氧化反应。

2)三聚氰胺甲醛树脂的交联反应。

淀粉改性前后的红外光谱见图1,曲线a中,3300 cm-1宽峰为淀粉的—OH伸缩振动峰;2923cm-1为淀粉分子链的C—H伸缩振动峰;1454~1372cm-1为淀粉的环骨架振动峰;1160~1084 cm-1为C—OH的伸缩振动峰;998 cm-1为C—O—C的伸缩振动峰。淀粉的红外谱图表明,淀粉含有大量的—OH亲水基团。

比较曲线a与b可知,氧化淀粉的红外光谱与原淀粉基本相同,只是在3 300 cm-1的C—OH伸缩振动峰强度略有增加,说明氧化淀粉发生了断链反应,亲水性羟基数量有所增加。

在曲线c中,出现了1 572 cm-1的酰胺峰和814cm-1的三聚氰胺骨架峰。说明三聚氰胺甲醛树脂与氧化淀粉发生了交联反应,提高了试样8的耐水性和粘度。

2.3 X-ray衍射分析

X射线衍射法(XRD)是一种能直接“观察”到物质微观结构的实验手段,可以用于研究淀粉的聚集状态即结晶性。淀粉是典型的二相结构,可分为微晶区和无定形区,以及介于结晶和非晶之间的亚微晶区,见图2。玉米原淀粉具有4个比较明显的衍射角度，即图中特征峰对应的角度值,2θ分别是15.10°,17.05°,18.10°和22.95°,为典型的A型结晶结构类型。

从图2可以看出,改性前后淀粉的4个衍射峰的位置与强度基本没有变化,但在图2曲线b中出现了2θ为12°,18°,28°的三聚氰胺甲醛树脂衍射峰。相对结晶度可以定量反映被测物质结晶程度的大小。通过结晶度的计算可知,淀粉相对结晶度为40.12%,改性淀粉的相对结晶度为39.82%,说明氧化和交联改性主要发生在淀粉的无定形区,对微晶区的结构几乎没有影响。2.4 扫描电镜分析

通过扫描电镜分析,可以了解微观结构与宏观性能之间的联系。淀粉改性前后的扫描电镜照片见图3。

从图3可知,淀粉改性前呈规则的椭圆状颗粒,表面光滑,颗粒与颗粒之间相互独立;氧化交联改性后,淀粉颗粒的表面发生了扭曲变形,表面有“絮状”漂浮,但仍保持了整体形貌不变,颗粒与颗粒之间部分通过“絮状”的穿插相互连接。通过对图2的分析可知,MF的存在,可使淀粉的内部的微结晶区向表面渗透,形成“絮状”结构。MF交联改性的是淀粉的表面,通过改性微结晶区,形成网状结构,提高耐水性能。3 结论

1)MF改性淀粉胶粘剂、过硫酸铵氧化与酸解淀粉,可降低胶粘剂粘度,提高稳定性;三聚氰胺甲醛树脂交联淀粉,可形成交联网状结构,提高耐水性。

2)MF改性的淀粉胶粘剂,可作为瓦楞纸粘合剂使用,符合瓦楞纸粘合剂使用国家标准。3)MF改性淀粉,提高了淀粉的结晶度,使淀粉塑化,增加了淀粉的粘结强度。

参考文献: [1] 张玉龙,王化银.淀粉胶黏剂[M].第2版.北京:北京化学工业出版社,2008.[2] 骆光林,王茜.淀粉粘合剂性能改善研究[J].上海包装,2006(12):38.[3] 孙伟圣.氨基树脂改性淀粉胶粘剂合成,结构与性能的研究[D].广州:华南农业大学, 2006.[4] GB/T 6543-2008,运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱[S].[5]

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篇5：水性聚氨酯胶粘剂的改性研究

水性聚氨酯胶黏剂是指将聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶黏剂，与溶剂型相比具有无溶剂、无污染、成膜性好、粘接力强、和其他聚合物尤其是乳液型聚合物易掺混有利于改性等优点。水性聚氨酯胶粘剂的粘接原理为：溶剂型或无溶剂单组分、双组分聚氨酯胶粘剂可充分利用-NCO基团的反应，在粘接固化过程中增强粘接性能；而大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含-NCO基团，因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化；另外，水性PU含有羧基、羟基等基团，适宜条件下可参与反应，使胶粘剂产生交联，从而提高粘接力。

从90年代开始，水性聚氨酯胶黏剂已逐渐在汽车内饰物粘接、厨房用品制造、复合薄膜制造、鞋底鞋帮粘接以及服装加工等方面得到广泛应用。进入21世纪以来，PU的应用领域不断拓宽，特别是世界范围内日益高涨的环保要求，更加快了水性聚氨酯工业的发展步伐。经过几十年的发展，PU产品在汽车涂料、胶粘剂等领域已接近或达到溶剂型产品水平，原料生产实现了规模化。

近年来环境保护的压力迫使一些传统产品逐渐淡出市场，而水性高固含量和粉末产品等逐渐成为主流产品。水性聚氨酯胶粘剂以其独特的优异性能，正面临前所未有的发展机遇，需求量正以16%～30%的速度增长，是其他胶粘剂产品增长速度的两倍以上，并且向着高性能、功能化和进一步扩大应用领域的方向发展。国内水性聚氨酯胶粘剂的研究侧重于改性研究，改性后的水性聚氨酯胶粘剂在特定方面具备特定的性能在不同的应用环境中可发挥出不同的优势作用。那么，水性聚氨酯胶粘剂的改性研究可以从哪些方面入手呢？对此，洛阳天江化工新材料有限公司为我们提供了以下几种研究方向：

一、提高水性聚氨酯胶粘剂的固含量

普通合成工艺制得的水性聚氨酯产品的固含量多为20%～40%，这样会增加运输费用和干燥时间，同时影响粘接性，设法将固体分提高到50%以上是国内外研究的课题之一。洛阳天江化工新材料有限公司经反复实验得出了如下结论：采用分子中既含有端羟基又含有磺酸基的聚氧化烷撑和聚酯二醇作为合成水性聚氨酯的原料，使得聚合物中的亲水基团进行自乳化，能够显著提高乳液的稳定性。

二、提高水性聚氨酯胶粘剂的成膜性能

一方面，水的蒸发潜热高，干燥比较迟缓；另一方面，水的表面张力大，对粘附的基材特别是对低表面能或疏水性的基材润湿性差，难于赋予充分的粘接性。因此，加热干燥固化时，乳液粒子间不易得到连续的涂膜层。通常的办法是加入少量的溶剂如丙酮、甲苯等，但它们的沸点低，有毒且有着火的危险，对此，洛阳天江化工新材料有限公司给出的改进方法是：可以加入高沸点的氮甲基呲咯烷酮以降低着火的可能性。

三、水性聚氨酯胶粘剂的高性能化

随着人们对产品性能的要求提高，水性聚氨酯粘合剂的高性能化也是其今后发展的重要方向，洛阳天江化工新材料有限公司指出，水性聚氨酯粘合剂的高性能化可通过以下几方面得以实现：

1、调整原料

（1）调整原料的亲水成分

亲水成分(羧基、磺酸基团、季胺的氮原子等)在树脂固体成分中所占的质量分数越大，则预聚体即固体树脂的亲水性程度越大，越易得到颗粒极其细微的乳液。当原料中亲水成分的含量达到某一程度时，树脂完全溶于水，形成水溶液；亲水成分越多，乳液粒径越小，对贮存稳定越有利，但却不利于胶膜的耐水性。因此，洛阳天江化工新材料有限公司建议：在兼顾乳液稳定的前提下，控制亲水基团的含量尽可能低，或提高聚酯本身的耐水性，以长链二元酸及二元醇为原料（如己二酸等），将有支链的二元醇或新戊二醇作为原料也可提高聚酯的耐水性；除此之外，聚醚的耐水解性好，有时也可以与聚酯并用。另外，向聚氨酯分子链中引入表面能低的硅氧烷链段或功能性氟单体，可以增强水性聚氨酯的疏水性和耐玷污性。

（2）调整预聚体的分子量

乳化前预聚体的分子量小，粘度低，有利于其在水中的剪切分散。含羟基原料的羟基与二异氰酸酯的异氰酸酯基团的摩尔比-NCO/-OH影响预聚体的粘度及制品的性能。一般说来，-NCO/-OH越大，预聚体的粘度就越小，乳化时因水扩链或胺扩链而形成的脲键就越多，从而致使胶膜变硬，模量升高。

（3）调整多元醇的分子量

多元醇的分子量越大，所制成水性聚氨酯的胶膜越软；反之，分子量越小及官能团越多，所制成水性聚氨酯的胶膜越硬，耐水性越好。

2、热处理

虽然大多数水性聚氨酯产品可室温干燥固化，但通过适当的热处理，可提高胶膜的强度和耐水性。洛阳天江化工的专家为我们讲解了其中的原理：热处理一方面能使热塑性聚氨酯的分子链段排列紧密，羟基和脲基、胺基进行反应而产生一定程度的支化和交联，从而提高内聚力和粘接强度；另一方面可使可交联型聚氨酯基团之间发生化学反应，形成交联结构，从而提高材料的耐水性以及耐热性。

3、与其他聚合物共聚或共混

在经过pH值调节或经过相容稳定处理后，可将水性聚氨酯与其他水性树脂如丙烯酸乳液、氯丁胶乳等共混，组成新的水性胶。其中最重要的是水性聚氨酯改性丙烯酸酯，称为“第三代水性聚氨酯”，它结合了聚氨酯突出的力学性能与丙烯酸树脂较好的耐水性及耐化学品等性能，使材料的综合性能得到了很大程度的提高。洛阳天江化工新材料有限公司对目前所采用的主要途径做出了总结，即在适当条件下，实施PU、PA树脂共混、共聚或接枝。

此外，水性聚氨酯还可作为“种子聚合物”并作为高分子乳化剂，加入醋酸乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等不饱和单体，以过硫酸盐或烷基氢过氧化物为引发剂，进行乳液聚合，从而得到性能优良的水性树脂。

4、交联

交联是提高水性聚氨酯性能，尤其是提高湿粘接强度和耐溶剂性能的重要途径，通常分为内交联和外交联。

（1）内交联

内交联是通过采用三官能团的聚醚或聚酯多元醇或异氰酸酯作为原料以及选用二乙烯三胺、三乙烯四胺等作为扩链剂，从而制得部分支化和交联的聚氨酯乳液的一种途径。有的水性聚氨酯含可反应的官能团，如在聚氨酯分子结构中通过含环氧基多元醇组分引入环氧基团，经热处理形成交联的胶膜。

内交联的缺点是会产生高粘度的预聚体，从而导致乳化困难，有可能得不到粒径细微的稳定乳液。对此，天江化工的专家给出的建议是：严格控制支化和交联度，否则在乳化预聚体时可能产生凝胶。

（2）外交联

外交联相当于双组分体系，即在使用前添加交联剂组分于水性聚氨酯主剂中，在成膜的过程中或成膜后加热产生化学反应，从而形成交联的胶膜；不是采用-NCO基团的交联点，而是靠线型聚氨酯水分散体中的羟基、羧基、胺基、氨基甲酸酯基及酰胺脲上的活泼氢，分别与各种交联剂进行化学反应，实现交联固化的反应。与内交联相比，外交联所得乳液的性能好，并且可根据不同交联剂品种及用量来调节胶膜的性能，但其缺点是操作不方便。

四、提高水性聚氨酯胶粘剂的初粘性

篇6：胶粘剂实验总结

150040)

鲍春阳

(黑龙江省石油化学研究院，黑龙江 哈尔滨

摘要：聚苯乙烯泡沫塑料由于其质轻、坚固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、绝热性、价格低等特点，被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震等领域。PS大都是一次性使用，废弃在自然界中既不能腐烂转化，又不能自行降解而消失，这样既浪费了宝贵的不可再生资源，又造成了严重的环境污染。本论文就是以节约资源、保护环境，变废为宝为目的，研究了以废PS为主要原材料，经改性剂改性，制备两种低毒性、低成本、性能好的胶粘剂。其中一种是以环氧树脂及甲苯二异氰酸酯作为改性剂的溶剂型多功能胶粘剂，可用于金属、陶瓷、玻璃、木材等的粘接，拉伸剪切强度大于4．7MPa；另外一种是以丙烯酸丁脂和醋酸乙烯脂的混合单体作为改性剂的接枝共聚乳液型胶粘剂，其性能优于市售的乳白胶，压缩剪切强度高达10．4MPa，价格仅为乳白胶的70％。

关键词：废聚苯乙烯泡沫塑料；改性剂；胶粘剂 1 引 言

1．1 国内外现状

聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene，简称EPS)是现代塑料工业发展中的新型材料，它的生产自1951年西德巴斯夫公司发明可挥发性聚苯乙烯珠粒发泡成型法，到七十年代美国发明一步成型法以来得到了迅速的发展。1985年我国相继从美国、日本引进五套聚苯乙烯泡沫生产装置，促进了我国塑料工业的发展。聚苯乙烯泡沫塑料是当今世界上应用最广泛的塑料之一，由于它具有良好的耐水性、绝热性、绝缘性、低吸湿性以及较强的抗震强度，及其质轻、坚固、易成型、价格低等特点，被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震、装璜、餐饮业等领域，渗透入国民经济的各个部门。据统计，近十年

来，我国聚苯乙烯塑料年平均消费量增长10％。1990年已达21．7万吨，随着电子仪表、家用电器工业的迅速发展及西部大开发的推进，EPS的用量会越来越大，预计到2005年，我国将需要聚苯乙烯泡沫塑料120万吨。聚苯乙烯泡沫塑料大部份都是一次性使用，数以百万吨的白色垃

[1]圾散于自然界中，既不能腐烂转化，又不能自行降解而消失，这样，一方面造成严重的环境污染，另一方面也是宝贵的不可再生资源的浪费。如何合理地、有效地回收利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料已引起包括我国在内的世界各国科研工作者的普遍重视。从七十年代开始，日本、西欧和美国就相继对塑料废料进行工业化处理，到九十年代，综合利用废旧塑料的技术已趋于成熟，产业化高达80％，截止到1999年，美国塑料废弃物回收率达50％，英国达80％，日本达49％，意大利不仅回收本国的塑料垃圾，还从欧洲其它国家进口废旧塑料进行再生利用。我国从80年代末期开始起步研究废弃塑料的回收再利用技术，进入九十年代以后，研究开始活跃起来，技术产业化率还很低，每年大约仅有15％的废弃塑料得到回收,其余大都被掩埋。聚苯乙烯泡沫的密度很小，只有0．02－0．04g／cm，因此，体积非常庞大，会占用大面积土地，而且当泡沫塑料进入土壤以后，基本上不会被微生物降解，使土壤中的空气、水分、养分等不能正常的循环交换，而且它还会逐渐释放出一些有害物质，从而影响到生态系统的正常循环，使掩埋处及其周围方圆面积内的土地土质变差，造成悲剧。1．2 聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用

有关聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用已先后出现了不少专利和研究报道，其应用技术主要集中在以下几个方面[4-9]

[3]

3[2]：

1．用于制造轻质建筑材料。用可发性聚苯乙烯的预发泡颗粒或以破碎成小块的聚苯乙烯泡沫废弃物为主体补加不同的填料，使用不同的粘结剂制成各种轻质的建筑材料。比如，用碎木丝为填料，以水泥为粘结剂，加水混合，然后模塑成各种形状的轻质水泥隔板，或制成人造木材；内衬铁丝支架制成的轻质泡沫板可以做为墙板、台面，或装饰板；用膨胀珍珠岩做填料能制成屋顶隔热板；以泥土为粘接剂兼填料，与聚苯乙烯泡沫颗粒等量均匀混合并压制成型，干燥后煅烧，可制成供高层建筑用的轻质大砌块，或地下渗排废水的透水管；以废尼龙丝为填料可制成轻质抗弯浇铸材料等等。这种回收方法工艺简单，可回收量大，投资小，是一种较好的回收利用方式，唯一不足就是产品的技术附加值较小。

2．用于制造通用型苯聚乙烯。将聚苯乙烯泡沫废弃物经高温消泡冷却后，机械破碎，挤塑成条，再切粒制成通用型聚苯乙烯。这种方法的主要问题是再生料的外观可能是由于废弃泡沫破碎前未洗净以及在烘焙挤塑过程中局部温度过高等原因而呈棕色，失去了新聚苯乙烯无色透明的特点。其抗冲击性能也较差，只能用做一些低值塑料零件，很难与一般塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯制品媲美。

3．用于再制可发性聚苯乙烯。用废弃PS泡沫循环再制EPS或再模制泡沫制品，应该说是废PS泡沫最合理的利用方向。因为废聚苯乙烯泡沫材料除表面受环境污染略变质外，内部还保持着原有聚苯乙烯泡沫的性能，这就为多次利用创造了条件。只有这样，重新模塑或制造EPS才能最好地发挥聚苯乙烯泡沫的多方面优良特性。利用废聚苯乙烯泡沫制造EPS或再模塑有下列几种方法：第一，溶解聚合法。将废烙泡沫材料溶解于苯乙烯单体中，加入分散剂使PS的苯乙烯溶液成珠粒状悬浮在水中，加热使其聚合，然后加发泡剂，继续聚合制成珠粒发泡料。本方法的优点是利用废PS代替了部分苯乙烯，可使成本降低，缺点是要消耗苯乙烯单体，同时也受到PS表面清洁度不稳定对引发剂活性的影响，很难制得均匀一致的产品。第二，球化再发泡法。是将通用型的聚苯乙烯切成圆柱形粒料，悬浮在分散剂的水溶液中，加热使圆柱体熔融球化，再降温加压加发泡剂，冷却后经过滤、洗涤和低温干燥制成EPS珠粒

[10]，本方法的关键在于原料的质量，否则难以保证新制EPS的质量。第三，珠粒破碎再模塑法。是在液体介质中选用合适的软化剂，表面活性剂和消泡剂，将大块废PS泡沫选择性地破碎到直径4－8mm的球形珠粒，加发泡剂后再模塑成泡沫制品。本法工艺简单，消耗的附加材料少，模制成品的各项物理性能与原废料接近，而且投资小，效益大，值得推广。

4．溴化改性制备阻燃剂。聚苯乙烯分子中含有苯环结构，苯环上的氢原子可被亲电试剂取代。有人将回收的聚苯乙烯泡沫塑料清洗干燥后溶于二氯甲烷溶液中，在三氯化铝催化下，与液溴发生亲电取代反应而制得阻燃剂溴化聚苯乙烯。含溴量可高达6％。可作为聚氯乙烯、ABS、聚丙烯等塑料制品的阻燃。与其它有机阻燃剂相比，溴化聚苯乙烯用量低，阻燃效果好，燃烧过程中不释放二(口恶）英等有毒致癌物质，特别是与三氧化二锑并用，其协同阻燃效果更好，是一种性能良好的阻燃剂。用该工艺制备的溴化聚苯乙烯，性能可以与商品溴化聚苯乙烯阻燃剂相媲美，而且成本低收工作。

5．热分解技术。一方面，可裂解制造苯乙烯单体，即把废聚苯乙烯泡沫塑料在加热条件下，选择合适的催化剂使其裂解生成苯乙烯单体。在苯乙烯供应比较紧张的情况下，利用聚苯乙烯泡沫废弃物解聚制造苯乙烯，以满足市场的需要，是一条合理的利用途径。美国、法国、和日本等也进行过大量实验，但未见有工业化的报导。解聚制造苯乙烯主要问题是苯乙烯的转化率比较低，在较好的情况下也不过70％左右，一般仅在40％左右，转化率低，不仅影响生产成本，而且留下的残渣还给裂解设备的清洗和连续运转造成困难

[12][11]。但因为阻燃剂本身的用量就不是很大，因此此法不能满足大量废PS的回

。另一方面，可裂解制油。将泡沫塑料隔绝空气加热或在水汽下加热分解可得到低分子量烃的混合物，再用催化剂分解重整，可得不含硫的汽油馏份和煤油馏份及部分气体。1kg塑料可得11油品，其余主要是残炭究较多，我国在这方面也取得一定成效，现在正在进行产业化。

6．燃烧回收能源。由于聚苯乙烯泡沫的主要成份是碳和氢，它可以燃烧且总热值(大约是

[13]

。日本在这方面研4600kJ／kg)，大于标准煤(大约2600kJ／kg)和燃料油(大约4400kJ／kg)。因此经焚烧处理利用其燃烧热也是一条有效途径。这种方法，被许多资金雄厚、设备先进的发达国家采用。比如日本刚管公司用废塑料代替焦炭做炼铁的燃料和还原剂；法国一空调公司开发一种用废塑料焚烧产生的热量生产蒸汽的新工艺，蒸汽可供给生产之用，这样可节约能源。但就我国情况看，焚烧法还较其它方法落后。塑料燃烧时发热量大，普通炉子易烧坏而且不易燃烧完全，要专门设计燃烧炉，设备维修费用较大，同时燃烧产生的气体易造成二次污染，还要进行处理。

7．接枝改性制备涂料。涂料的制备均由基料添加颜料经搅拌研磨而成。基料为成膜物，聚苯乙烯泡沫由有机高分子组成，经溶剂溶解以后可以作为涂料的基料，其耐水性和绝缘性良好。但用PS作基料制备的涂料附着力和成膜性很差，只要将其进行改性处理并添加适量的交联剂，增塑剂，以改善其成膜性能及膜层质量，这样就可以制成各类涂料。比如，李良波等将废聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后溶于二甲苯中，加入引发剂，在一定温度下滴入丙烯酸进行接枝改性反应，得组份甲；将石油沥青溶于二甲苯，得组份乙；将水、乳化剂以及助剂混合均匀得份丙；将上述三种成份在乳化釜中进行共乳化，制得防水涂料。丙烯酸分子在聚苯乙烯的分子链上的接枝，不仅增强了涂膜的附着力，而且提高了乳液的稳定性。制得的涂料具有良好的耐热性、低温柔韧性和粘接强度。另外，用柔性的丙稀酸丁酯接枝在刚性的聚苯乙烯分子链上，可提高聚苯乙烯的柔韧性和附着力，与适当助剂配合，可制成性能良好的防腐涂料1．3 聚苯乙烯泡沫改性胶粘剂的进展

胶粘剂在国民经济各部门中都有重大作用。无论是航天、航空还是建筑、装璜都离不开胶粘剂。全世界胶粘剂的总产量在七十年代中期已接近500万吨，近年来大约以每年增长30万吨的速渡继续增长。在全部胶粘剂产品中，建筑用胶粘剂约占25％－35％。随着我国国民经济的迅猛发展，建筑用胶存在很大缺口，用废PS制备胶粘剂满足市场对质优价廉胶粘剂的需求，是一举两得的事情。我国科研工作者从80年代末起步从事这方面的研究，到九十年代末取得了一些成绩。但研究空间仍很大。因此这是一个很好的研究方向，也是废PS再生利用的最佳方向。

聚苯乙烯是一种无定型的线性非极性物质，它的分子中含有苯环，刚性大而柔性小，它在极性物质表面上粘接力很弱，用它直接制得的胶粘剂强度不够而且胶层又硬又脆，因此需要在苯乙烯链节上引入极性和柔性基团，以增加柔顺性提高粘接强度，这样才能得到粘结力和附着力都很好的胶粘剂。利用废聚苯乙烯泡沫制备胶粘剂的关键技术是改性剂的选择。据文献报道以下几种改性剂：

1．邻苯二甲酸酯改性。胡光军利用增塑剂邻苯二甲酸二丁酯对聚苯乙烯泡沫塑料进行改性，溶剂为丙酮，用氧化镁做填料，制得的胶粘剂可用于粘接扬声器回路，粘接成本降低约百分之七

[15-35]

[14]

。，有十；王秀岩将废聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后加入创新一号溶剂中溶解后加入邻苯二甲酸二辛酯和香精，可制成不干胶，这种不干胶粘接效果好，可以重复使用，可用于各种标签，商标及纸制品的粘接。

2．异氰酸酯改性。雷阎盈等研究了异氰酸酯改性PS制胶粘剂：PS溶于甲苯、丙酮和乙酸乙酯混合溶剂中，溶解完全后加入异氰酸酯反应一段时间后，再加入填料氧化锌可制得固含量约30％的胶粘剂，该胶粘剂粘度为0．5－1 Pa．s，剪切强度为3．4MPa，不均匀剥离强度为1．2 KN／m，该胶可用于木材、纸制品、日用塑料、地毯背衬的粘接。

3．酚醛树脂改性。酚醛树脂分子结构中含有羟基，是聚苯乙烯泡沫塑料的优良改性剂。陆友玲等将聚苯乙烯泡沫塑料熔于甲苯、乙酸乙酯、丙酮和三氯甲烷混合溶剂中，充分搅拌后加入酚醛树脂进行反应，制得乳白色PS改性胶粘剂。该胶粘剂的剪切强度为3．47MPa，不均匀剥离强度为14．8KN／m，可用于木材和日用品的粘接。商金明等研究表明，当酚醛树脂与聚苯乙烯泡沫塑料用量相等时，它的粘接强度接近于酚醛树脂胶粘剂。为了增加胶粘剂固化以后的韧性和对被粘物的粘接强度，可添加少量高分子交联剂作为改性剂，这样胶粘剂固化后在被粘接物表面形成一网状分子层。李键等选择了异氰酸酯和酚醛树脂两种含强极性基团的改性剂对废聚苯乙烯泡沫塑料进行改性取得了良好的效果。将废聚苯乙烯泡沫塑料溶解在甲苯、丙酮、氯仿、乙酸乙酯的混合溶剂中，完全溶解以后分离机械杂质，加入适当比例的交联剂甲苯二异氰酸酯和酚醛树脂，然后加填料制得粘稠状红色粘合剂，这种粘合剂的剪切强度可达3．72 MPa，不均匀扯离强度17．10KN／m。该胶粘剂可代替乳白胶用于木材粘接，效果良好，同时对塑料以及多孔物质也有较好的粘接性能。

4．松香树脂改性。曲俊杰等研究了松香树脂改性废聚苯乙烯泡沫塑料制备胶粘剂。选用二甲苯为溶剂，所制得的胶粘剂可粘接瓷板、马赛克和塑料地板等。陈震等研究了松香用量对PS改性胶粘剂性能的影响，同时考察了各种溶剂对PS改性胶粘剂粘接强度的影响。研究结果表明添加少量松香时有利于提高粘接强度，但由于松香中菲环易于解离，随着松香用量增加，粘接强度反而降低；在所有溶剂中聚苯乙烯与乙酸乙酯混合改性后粘接强度最大。

5．苯乙烯－丁二烯－苯乙稀(SBS)嵌段共聚物改性。苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯嵌段与聚苯乙烯的结构相似，相容性好，因此用SBS嵌段共聚物作PS改性剂，可以提高胶粘剂的剥离强度，降低胶层的硬度和脆性。包其富选择乙酸乙酯、120号汽油、甲苯、松节油为混合溶剂，以SBS嵌段共聚物为改性剂，松香树脂为增粘剂，制得胶粘剂剪切强度达4．43 MPa，不均匀剥离强度为1．4KN／m。该胶粘剂可用木材、瓷砖等材料的粘接，既可代替聚醋酸乙烯酯乳白胶用于家具和玩具的粘接，也可替代氯丁胶用于木材的封边。

6．马来酸酐改性。孟跃中等将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于有机溶剂中，加入引发剂、顺丁烯二酸酐进行接枝反应，然后与聚乙烯醇的水溶液在乳化装置内乳化，制得PS改性白胶，剪切强度在3．92MPa以上，成本仅为聚醋酸乙烯酯乳液的三分之一，而且生产工艺简单，生产周期短。

7．聚乙烯醇缩醛改性。石生勋采用甲苯、70号汽油做混合溶剂，将废聚苯乙烯泡沫塑料溶解以后，加入聚乙烯醇缩醛进行改性，得到白色稠状的胶粘剂，这种粘剂最大特点是使用温度宽，-40－40℃均可使用，且剪切强度一直保持在8．7 MPa，而市售的白乳胶只能在0－40℃之间保持9．0MPa的强度。

8．聚乙烯醇改性。陈恩德用二甲苯将聚苯乙烯泡沫塑料完全溶解以后加入聚乙烯醇进行改性，可制得医用密封胶，这种医用密封胶不与福尔马林发生反应，且耐热、耐寒、不漏水。

9．活性单体接枝改性。废聚苯乙烯与活性单体接枝共聚，可在苯乙烯链节上接枝活性基团，从而利用废聚苯乙烯泡沫塑料制取性能良好的胶粘剂。有专利报道，100份PS溶于芳烃、氯代烃混合溶剂中成为胶液，加活化剂氯化亚铜，引发剂过氧化苯甲酸丁酯，升温到90－120℃，加入20－30份丙烯腈、丙烯醇单体，接枝反应2小时，使聚苯乙烯接枝上极性基团从而改变PS的性质，然后加入石棉粉或硅酸钙，形成一种耐水性好、粘接力强的白色稠状胶粘剂。其耐水性和剪切强度分别是聚醋酸乙烯酯乳白胶的10倍和3倍以上，该PS胶粘剂可作为木材、家具和日常生活用胶，也可用于粘接水泥制品、地板、壁纸及各种织物。在聚苯乙烯大分子上接枝丙烯腈、丙烯醇，能明显提高其粘接性，但加入的单体比例甚高，这样成本也就较高，而且丙烯腈单体的毒性也非常大，给生产带来一定的困难。因此很难推广应用。陈开来等研究了羧酸酯单体接技于苯乙烯链节上，成功地制得了建筑内装饰耐水胶粘剂。将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于甲乙两种有机溶剂中制成胶液，在引发剂的作用下，与不饱和单体发生接枝共聚反应，在聚苯乙烯大分子链上接枝上极性基团，加入增粘树脂，可制得棕色的胶液，剪切强度在4．4－4．7MPa，且其耐火性远远优于同类产品，浸水后强度能达到4．5 MPa，这样制取的耐水胶可用于墙纸、瓷砖、拼花、地板的粘接。以1：1入掺入水泥中，施工性能较佳，且不影响粘接地板、瓷砖的性能。在上述的这些改性剂中，还没有用环氧树脂做改性剂的报道，环氧树脂常被称作“万能胶”，对各种金属和大部分非金属材料都有良好的粘接性能，广泛用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器和木材加工等工业部门，而且环氧树脂胶具有工艺性能好、胶接强度高、收缩率小、耐介质性能优良、电绝缘性能良好等优点[43]

。它的分子中也含有极性基团，如果能用它来改性PS胶液，应该会得到性能优良的改性PS胶。另一方面，环氧树脂胶粘剂一般比较脆，因此加一种既能改善PS脆性，又可改善环氧树脂脆性的增韧剂，就可解决这一问题。我最后选择异氰酸酯达到了满意的结果。既提高了粘接强度又缩短了固化时间，还能节省溶剂降低成本。此外，我还偿试了在乳白胶配方的基础上，大幅降低配方中单体的用量，用PS代替聚合单体，添加增塑剂，制得性能优于乳白胶的木材用胶粘剂。大大降低了市售乳白胶的成本，同时达到了废物利用的目的。2 PS改性胶粘剂的研制

2．1 溶剂型PS改性胶粘剂的研制

2．1．1 仪器及药品 仪器：恒温水浴；电动搅拌器；NDJ－1型旋转粘度计；Instron 4467、4505通用材料试验机；鼓风烘箱；SC－7型气相色谱仪(氢焰鉴定器)。药品：聚苯乙烯泡沫塑料；环氧树脂(E－51)；甲苯二异氰酸酯；偶氮二异丁氰；乙酸乙酯；甲苯；滑石粉；胺类固化剂。2．1．2 实验原理

聚苯乙烯是一种无定型线性非极性物质，其分子中含有苯环，刚性大而柔性小。在极性物质表面上粘接力很弱，用聚苯乙烯直接制得的胶粘剂强度不够而且胶层又脆又硬。因此，需要在PS胶液中加入改性剂进行改性处理，在苯乙烯链节上引入极性基团，以增加柔顺性，提高粘接强度。我选择了环氧树脂(E－51)及甲苯二异氰酸酯作为改性剂。在引发剂偶氮二异丁氰的作用下，甲苯二异氰酸酯先和聚苯乙烯发生反应。反应式如下：

(2)链自由基与甲苯2、4－二异氰酸酯进行交联反应

(R代表苯甲基）

然后加人环氧树脂，环氧树脂的结构中含有－OH，异氰酸酯可与环氧树脂中的－OH发生反应，反应通式如下：

2．1．3 胶粘剂的配制

这样，异氰酸酯就先后使PS、环氧树脂得到改性，并使二者产生部分交联。

将反应容器放在恒温水浴中，安装好搅拌棒，加入100份混合溶剂(乙酸乙酯：甲苯＝4：1)，分批加入50份洗净干燥的废聚苯乙烯泡沫碎料，边加边开

动搅拌，待全部溶解以后，逐渐升温至70℃，加入0.5份引发剂偶氮二异丁腈，3份甲苯2、4－二异氰酸酯，于中速搅拌下反应大约1－1．5小时，再加0．5 份甲苯2、4－二异氰酸酯，降温至50℃，加入10份环氧树脂(6101)，继续反应1小时，降温后加入10份填料，可制得微黄色粘稠胶液，此胶液用时需加入固化剂。2．1．4 胶粘剂各项指标的测试方法

不挥发物含量按GB／T2793－95方法进行测定，粘度按GB／T2794－95方法进行测定，拉伸剪切强度按GB7124方法进行测定，胶粘剂中有害物质限量按GB18583－2001方法进行测定。2．2 乳液型PS改性胶粘剂的研制 2．2.1 仪器及药品

仪器：电动搅拌机；电热套；四口烧瓶；球形回流冷凝管；温度计；滴液漏斗；Instron 4467、4505通用材料试验机；鼓风烘箱；SC－7型气相色谱仪；红外光谱仪。

药品：聚苯乙烯泡沫塑料；丙烯酸丁酯；醋酸乙烯酯；邻苯二甲酸二辛酯；乙酸乙酯；甲苯；引发剂过硫酸铵；混合乳化剂(十二烷基硫酸钠：OP－10＝ 1：2)2．2．2 水剂PS改性胶的制备

于四口烧瓶中加入50份混合溶剂(乙酸乙酯：甲苯：4：1)，分批于搅拌下加入40份洗净晾干粉碎的废聚苯乙烯泡沫，逐渐升温到40℃，待完全溶解成透明粘稠液体后，加入1份复合乳化剂，搅拌乳化30min,加入40份水(蒸馏水或去离子水)及4份混合单体(丙烯酸丁酯：酯酸乙烯酯＝1：1)，升温到60℃，加大搅拌速度，再乳化30－40min，滴加部分引发剂(过硫酸铵10％溶液)；反应时，有热量放出，温度开始自动升高，此时，加热使温度达到75℃，逐滴加入12份混合单体与80份水组成的溶液，在加入混合单体水溶液的过程中，每隔一段时间加入一部分引发剂(引发剂总量为1份)，反应温度应控制在75－85℃之间，全部加完以后(大约需1．5－2h)，把剩余引发剂全部加入，升温到90℃保温，待回收的溶剂达到加入量的80－85％时停止加热，然后，冷却到50℃，加入两份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，搅拌均匀后，调节PH值到7左右，冷却到室温，得到白色粘稠液体。

2．2．3 PS改性乳液胶粘剂各项性能指标的测试方法

胶粘剂不挥发物含量按GB／T2793－95方法进行测定，胶粘剂旋转粘度按GB／T2794－95方法进行测定，压缩剪切强度按HG／T2727附录B方法进行测定，灰份、PH值按GB11175方法进行测定，胶粘剂中有害物质限量按GB18583－2001方法进行测定。3 结果与讨论

3．1 溶剂型PS改性胶粘剂的结果与讨论

3．1．1 所制得PS改性胶粘剂的各项技术性能见表1

3．1．2溶剂的选择

聚苯乙烯泡沫塑料溶解于芳烃(如苯，甲苯，二甲苯等)，氯代烃(如三氯甲烷，三氯乙烯)，羧酸酯(如乙酸乙酯，乙酸丁酯)，酮(如丙酮，丁酮)等大部

分有机溶剂中。选择合适的溶剂溶解泡沫塑料，主要从以下几个方面考虑：首先，所选择的溶剂要对聚苯乙烯及新加入的改性剂有良好的溶解能力，对添料有良好的分散性能；其次，溶剂的性质最好对胶粘剂的性质有一定的改善作用；第三，所选用的溶剂要低毒，价廉，易得，安全。综合考虑以上各因素，用乙酸乙酯或甲苯作溶剂比较适合。但又考虑到混合溶剂的溶解性较单一溶剂要好，并且由于沸点、挥发度、极性不同，通过改变混合比例，可以调节胶粘剂 的干燥时间，满足不同场合的需要，因此，选择了乙酸乙酯和甲苯二者混合作为聚苯乙烯泡沫塑料的溶剂，这两种溶剂的物理化学参数见表2。

聚苯乙烯的溶解度参数为9.11 3．1．3 溶剂比的选择

采用乙酸乙酯与甲苯作为混合溶剂，乙酸乙酯含极性基团，对胶粘剂性能的改善有较大帮助，它沸点低，挥发快；甲苯是非极性物质，沸点高，挥发较

慢，两者比例不同定会影响着改性PS胶的干燥速度和粘附力，所以有必要选择一个较为合适的溶剂比。

从图中可以看出，随着溶剂比的增大，也就是乙酸乙酯的比例上升时，改性液的剪切强度增大，到溶剂比为4：1此后，又有所下降。其原因可能是由于

乙酸乙酯的极性较大，一方面对赐有改性作用，另一方面，能与被粘材料的表面形成分子间的相互作用力，因此，提高了剪切强度；而且它挥发的较快，正

好满足了环氧树脂固化以后残留溶剂少，而提高剪切强度的要求。因此，它比例增大而胶液强度上升。但乙酸乙酯比例太大时，由于它沸点低，挥发快，当

胶接边缘固化以后，内部的溶剂有可能长期处于液态或半固态，影响粘接效果而使剪切强度略有下降。

3．1．4 改性剂甲苯二异氰酸酯用量对胶粘剂剪切强度的影响

甲苯二异氰酸酯是一种强极性物质，其改性效果极为明显，只需极少量就可以明显改善胶粘剂的性能，其不仅对聚苯乙烯有较好的改性作用，而且对环氧树脂也有很好的改性作用。在废聚苯乙烯改性反应中，改性剂TDI作用有两个：一是在聚苯乙烯大分子中引入极性基团，使聚苯乙烯大分子链产生交联，二是与环氧树脂发生反应，改性环氧树脂，并使环氧树脂与聚苯乙烯两者产生部分交联。改性剂TDI的用量直接影响着改性PS胶的性质，如果改性剂用量少，则聚苯乙烯分子链上含极性基团少，交联度不够，韧性不足，且环氧树脂也不能很好的被改性，胶层较脆；如果用量太多，又使物质交联过度，甚至形成网状体型结构，降低了剪切强度，实验表明，改性剂用量为2．0％时，改性效果较好。如图2

3．1．5 环氧树脂的选择及其用量对PS改性胶粘剂性质的影响

环氧树脂常被称作“万能胶”，对各种金属和大部分非金属材料都有良好的粘接性能，广泛用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器和木材加工等工业部门，而且环氧树脂胶具有工艺性能好，胶接强度高，收缩率小，耐介质性能优良，电绝缘性能良好等优点。在PS胶改性剂中，有酚醛树脂，松香树脂，邻苯二甲酸酯等，还没有人偿试用环氧树脂来改性PS。因环氧树脂中也有极性基团，应该对PS有良好的改性作用。因此，我偿试了用环氧树脂来改性PS。但单独用环氧改性PS效果不好，胶层易脱膜，粘接强度不太大，且胶层较脆，这可能是由于两者刚性都较大的因素造成的。我又在两者中加入第三种改性剂，选用异氰酸酯获得成功。环氧树脂的用量对胶液性质也有影响，用量太小，强度不高，但用量稍大时，剪切强度反而下降，这可能是由于PS改性胶粘剂是溶剂型胶粘剂，而环氧树脂固化后，有一部分溶剂仍残留在胶层中，影响了胶粘剂的性能，这种影响随环氧树脂的加入量增大而更加明显。况且，加入量太大成本也很高。环氧树脂用量与胶粘剂性能的关系见表3

3．1．6 反应温度对PS改性胶粘剂剪切强度的影响

首先，引发剂的分解需要能量，其次，PS的交联反应也需要能量，因此，加温反应比常温反应既彻底又迅速，能提高胶液的强度，考虑到溶剂乙酸乙酯的沸点较低，超过70℃，需要回流装置，这势必增加其工艺上的难度，同时，在较高的温度下，反应激烈，相互间交联的机会增大，从而，削弱了与PS间的共聚反应，效果反而不好。所以，选用70℃作为反应温度。当甲苯二异氰酸酯与PS反应基本快完成时，剩余的环氧树脂的反应不需要太高的温度，同时，也为了防止温度高，交联度增大，因此，降到50℃继续反应。但也不能降得太低，否则，TDI与环氧树脂的反应进行的不顺利，也达不到环氧树脂改性PS的目 的。

3．1．7 分段反应及反应时间对PS改性胶液强度的影响

甲苯二异氰酸酯和环氧树脂作为改性剂来改善PS的粘接性质，而甲苯二异氰酸酯既对PS进行改性，又对环氧树脂进行改性，如果一次性加料反应，则对此胶粘剂的基料PS改性效果不好，达不到改性目的。因此，采用分段加料反应，首先，TDI对PS进行改性，然后，再加少量TDI，与未反应完的TDI一起，对加入的环氧树脂进行改性并使PS分子链与环氧树脂分子链产生交联。

定，这表明2．5h后，改性反应随着引发剂的耗尽基本完成。3．1．8 填料对PS改性胶液性能的影响

从图3看出，剪切强度随着反应时间的增加而上升，反应超过2．5h以后，剪切强度趋于稳

为了减小胶粘剂固化时体积收缩及对所粘基材不光滑的表面起到填充作用，降低胶液成本，在配方中可适当加些添料，可添加活性碳酸钙、滑石粉、二 氧化钛，效果良好，加入添料的数量对胶液性能的影响见表4

表4 填料(活性碳酸钙)对胶液强度的影响接强度，反而还会改善胶的粘接性能，本胶粘剂加入5％左右填料即可，填充太多，胶液粘度太大，实际应 用时，溶剂不易挥发，在粘接件表面浸润性差，影响粘接效果。3．1．9 PS改性溶剂型胶的应用

制得的这种胶粘剂在使用时可根据不同用途选择性地填加固化剂，固化剂的种类及用量可以改变胶粘剂的固化时间。但是尽量不要选择高温固化及常温固化太快的固化剂。在涂胶时，尽量涂的薄一些，待溶剂挥发一部份后再粘合。这种胶粘剂可作为非结构胶粘接金属，用于粘接玻璃，陶瓷制品强度很高，也可以用于木材及日用品如塑料等的粘接。3．2 乳液型PS改性胶粘剂的结果与讨论 3．2．1 乳液型改性胶粘剂的性能如表5

3．2．2接枝共聚物的表征

从聚苯乙烯和不饱和极性性单体的接枝反应机理推断，该反应物应是聚苯乙烯－丙烯酸酯－醋酸乙烯酯的接枝共聚物，同时有少量未反应的单体和未接枝的聚苯乙烯。我们可以从两方面来表征：一方面通过监测反应不同阶段的溴值，从溴值逐渐降低可看出单体发生共聚反应；另一方面反应完成以后抽提出生成物中未反应的单体，测剩余样品的红外吸收光谱，在1700cm附近有明显的C＝0特征吸收，在2200cm附近没有C＝C的吸收峰能明显地表明生成物中确实有聚苯乙烯与混合单体的接枝共聚物存在，接枝共聚反应是成功的。3．2．3 低毒混合溶剂的选用

混合溶剂的选用不仅决定了胶粘剂的成本，而且还决定了其毒性的高低及其性能。根椐聚苯乙烯的溶解度参数和氢键指数，进行混合溶剂优选，当混合溶剂的溶解度参数和氢键指数与聚苯乙烯的相近时，就能良好地溶解聚苯乙烯。在考虑溶解度参数，又考虑毒性的情况下，我选择了具有毒性低、成本低而又具有良好的溶解性能的混合溶剂乙酸乙酯－甲苯体系，二者比例为4：1，用量为聚苯乙烯的1．5倍，反应后剩余量为聚苯乙烯的25％左右。3．2．4 改性剂的选择

由于聚苯乙烯的分子结构中含有苯环基团，降低了链节的柔顺性，使得胶粘剂的粘接强度下降，胶层硬而脆，因此，需要加入改性剂。之所以选择丙烯

酸酯和醋酸乙烯酯为改性单体其原因如下：丙烯酸酯为软单体，它使共聚物有较低的玻璃化温度和优良的柔软性，降低了成膜温度及胶层的硬度和脆性，增加了胶粘剂的剥离强度及耐寒性能；醋酸乙烯酯为硬单体，可提高共聚物的强度，又可降低成本。加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯是用来增加粘合剂的柔韧性，提高粘合剂的使用性能，同时还可缩短胶层的固化时间。3．2．5 混合单体用量对粘接强度的影响

图4是改性剂也就是混和单体用量对剪切强度的影响，从图中看出，改性剂用量为PS的40％左右剪切度就已经超过乳白胶的剪切强度了，活性单体共聚并与PS接枝，在聚苯乙烯链节上引入极性基团，对PS起改性作用。所以随着混合单体增多，链节上极性基团增加，因此剪切强度逐渐增大。混合单体再增多时，剪切强度没有太大的变化。有时可能由于交联度增高而有所下降。况且单体越多成本越高，失去了废物利用的意义，因此单体占PS的40％就足够了。

3．2．6 反应温度对粘合剂性能的影响

聚合接枝的温度对反应的影响如表6所示

温度太低，引发剂不能引发，反应进行所需的能量也达不到要求，因此不能很好地共聚接枝，当温度太高时，反应过于剧烈，同时，反应产生的热可能导至聚苯乙烯降解，最适宜的反应温度为75－85℃。

3．2．7 保温对单体转化率的影响

乳液接枝聚合反应要采用连续加料，加料结束后进行升温保温，由表7可知转化率随保温时间延长而增加，但一般保温0．5h已能使单体基本转化完毕。

3．2．8 乳化剂种类及用量

乳液共聚一般都选用阴离子－非离子表面活性剂为乳化体系，阴离子表活性剂选用十二烷基硫酸钠，非离子表面活性剂选用OP－10，两者比例为1：2，表8为乳化剂用量对胶液质量的影响。

从表中数据可以看出，乳化剂用量在2％－3％之间效果较好，小于2％时，乳胶有结块，乳化效果不好，大于3％时，聚合反应速度快，乳液可能是由于颗粒大而不稳定。3．2．9 PS改性乳胶的成本核算

用本方法制得的乳胶成本如下表这样制得的胶粘剂每公斤价格为1．84元，每吨3680元，比市售的乳白胶便易很多，况且这是实验室试剂的价格，工业生产每吨大约得低800元。因此这种改性PS乳液还是很有产业化价值的。4 结 论

在溶剂型PS改性胶粘剂的研制中，首次提出了以环氧树脂作为改性剂对聚苯乙烯泡沫塑料进行改性，并取得成功，制得的胶粘剂拉伸剪切强度(铝片)可达6．2MPa，可作为非结构胶粘剂用于粘接金属。用于玻璃、陶瓷制品、塑料制品、木材等的粘接效果更好。

采用丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯的混合单体与聚苯乙烯泡沫塑料接枝共聚所制得的乳胶，压缩剪切强可达10．4Mpa，完全可代替市售的乳白胶用于木材的粘接。在这种改性乳液胶中，聚苯乙烯泡沫废料占21％，混合单体占8．5％，这既节约了成本，又回收了白色污染，是个一举两得的办法。目前国内乳白胶需求量很大，这种制胶方法工艺简单，设备投入小，二次污染不大，是个值得产业化的成果。

攻读硕士学位期间以发表的论文

[1]COD测试剂及其应用方法的研究．化学与粘合．2001(2)

[2]高吸油性树脂的合成．化学与粘合．2001(6)

[3]PAAS法测定生物菌肥中的钾．化学与粘合．2002(1)

[4]难粘塑料的表面处理．化学与粘合。2002(4)参考文献：

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篇7：胶粘剂实验总结

胶粘剂与涂料配套的实验课程即胶粘剂与涂料实验, 该课程通过具体的实验操作训练来强化和提高学生的实验技能, 增强对胶粘剂与涂料的了解。同时, 通过该课程的学习, 学生动手能力和研究素质得到提高, 为学生毕业、就业和深造打下基础。然而, 传统实验教学一直被认为只是用来验证理论教学的辅助部分, 胶粘剂与涂料实验教学一直还沿袭过去的传统模式, 出现了实验内容和教学方法过于陈旧、学生创新意识和探索求知欲望薄弱等现象。同时由于石化原料价格的不断攀升以及人们环保意识的增强, 胶粘剂行业逐渐向水性化、固体化、无溶剂化、无毒化及绿色可再生化等方向发展, 涌现了以生物质胶粘剂合成与应用为代表的研究热点[2]。因此, 如何对该课程进行改革, 满足现代胶粘剂行业的需求, 培养出既有扎实理论基础知识又有较强实践能力的高素质人才, 成为亟待探讨和解决的问题。为了适应新形势的要求, 结合近几年的教学实践, 对胶粘剂与涂料课程的实验教学内容、实验方式及考核方法等方面进行了改革探索。

1 优化实验教学内容

1.1 设立综合性实验, 提高学生应用能力

以往的胶粘剂与涂料实验偏重于单一的合成实验, 例如脲醛树脂、酚醛树脂及聚乙酸乙烯酯乳液的制备等。这些实验对学生基本操作技能的训练很有帮助, 然而由于影响胶接质量的因素除了与胶粘剂本身有关外, 通常还与胶接工艺如涂胶量、加压时间、胶接温度等有关[3]。作为一个完整的胶粘剂制备实验, 学生除了应掌握基本的化学实验操作技能外, 还必须对一些胶粘剂应用技术及测试方法有全面的了解, 而教学中往往缺少这一点。以前由于受设备条件限制, 许多中间环节学生没有亲自操作, 导致学生认识片面。

为提高学生的应用能力, 对实验设备进行了更新, 并对实验内容进行了优化重组, 设立综合性实验, 增加产品的检测与应用环节, 使学生从原料到胶粘剂合成、应用及检测得到系统化培训。例如, 在乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液胶 (VAE乳液) 合成实验中, 增设检测实验, 测试内容包括固含量、粘度和剥离强度等。学生将测试结果和市售的VAE乳液胶接强度进行比较, 或发现测试结果比较接近, 增加学习的兴趣, 或发现自制产品的性能远逊于工业产品, 通过分析实验数据, 查找失败的原因。与此同时, 通过总结经验教训, 努力提升自身的实验技术水平。在脲醛树脂的制造实验中, 将原有的脲醛树脂制备、树脂pH测定、固体含量测定和粘度测定等几个实验进行整合, 形成系列化综合实验。学生通过控制尿素和甲醛摩尔比、pH、温度和时间等关键参数制备脲醛树脂胶粘剂, 并立即对其进行测定。通过实验整合, 设立综合性实验, 一方面可以提高实验效率, 节省学时, 另一方面巩固和加深了学生已掌握的基本理论和基础知识。

1.2 增加设计性实验, 培养学生创新能力

胶粘剂与涂料课程在要求学生掌握基本实验技能和原理的同时, 培养学生的专业素质, 使其能够运用理论知识解决实际问题。传统实验内容中验证性实验比例过大, 不利于学生创新思维的培养, 而设计性实验要求学生综合运用所掌握的知识、技能和方法来设计实验方案, 同时积极去发现、分析和解决问题, 从而有助于培养学生的创新意识、创新精神和创新能力[4]。因此, 改革后增加了设计性实验内容。在实验课前教师先提出问题, 将实验室拥有的仪器和试剂等条件告诉学生, 然后督促学生通过网络电子资源、图书期刊等查阅文献资料, 分小组设计实验方案, 全天开放实验室, 学生独立完成整个实验, 并撰写实验报告。例如, 教师课前问题:脲醛树脂为什么只能作为室内用胶?脲醛树脂的耐水性差和结构有什么关系?如何对其改性提高耐水性?学生通过回顾课堂知识, 明确了其耐水性差主要是由于结构中含有大量亲水基团, 湿环境下碳酰胺键易水解, 导致胶接强度下降。学生在脲醛树脂缩聚过程中加入适量的间苯二酚或苯酚等使之共聚, 产生耐水的共聚体, 通过测试发现改性后胶的湿剪切强度明显提高, 耐水性得到改善。学生明确了胶粘剂改性的重要性和可行性, 掌握了改性的方法, 也体会到实验成功的喜悦。在整个实验过程中, 从信息搜集到资料查询, 从方案设计到实验实施, 均在教师指导下由学生独立完成的, 既锻炼了学生的思维能力, 也培养了其科研能力。

1.3 补充涂料类实验, 扩大学生知识面

胶粘剂与涂料课程选用我国著名木材胶粘剂专家、东北林业大学顾继友教授主编的《胶粘剂与涂料》为教材。该教材偏重于胶粘剂部分, 涂料内容介绍的较少。相应的, 改革前开设的实验内容都是胶粘剂方面, 涂料方面的实验没有涉及, 导致学生在涂料方面的知识比较薄弱。因此结合科研课题补充了涂料类实验, 主要内容包括天然生漆中漆酚的提取和以漆酚缩甲醛为中间体的漆酚钛金属螯合物涂料的合成等。学生检测了涂料的多项性能, 如固含量、粘度、耐腐蚀性、硬度、厚度和干燥时间等。

选择改性生漆涂料的制备为实验内容还有一个重要的原因是陕西省生漆资源丰富, 原料廉价易得。该实验的开设, 不仅能让学生对生漆涂料产品的制备原理、性能检测及应用有较全面的认识, 而且为林产化工专业的学生在涂料领域的就业拓宽了渠道, 同时对高效利用陕西特色林化资源起一定的推动作用。

1.4 跟踪学科热点, 突出实验内容的新颖性

在胶粘剂与涂料的实验教学中, 教师一般先按照教材讲解实验目的、原理、步骤和注意事项, 多数学生机械地按教材称量、安装、操作、完成实验报告, 缺乏独立思考和锻炼的机会, 导致学生学习的主动性和积极性较差。学生不愿意按部就班的完成固有的实验步骤, 而想要明确实验的意义, 实验对专业技能进步及生产实际有何作用。此外, 学生对所学知识在科研领域中的地位也表现出强烈的好奇心。因此, 实验内容应选择一些与教学密切相关的学术热点问题, 并注重以专业知识为基础, 与生产实际和科研项目相结合, 从而达到巩固加深理论教学知识、提高学生创造力的目的。例如, 传统实验内容包含了酚醛树脂的合成这一项目, 改革后以几种热解生物油替代部分苯酚作为原料来制备酚醛树脂, 利用生物油酚羟基含量高、反应活性高、毒性低及可降解等特点, 让学生将几种生物油酚醛树脂的胶接强度进行对比, 最终得出酚类物质含量增高并不一定会导致胶接强度增大, 胶接强度还与生物油中酸、醛和酮类等物质以及酚类物质种类有关的结论。这样不仅实现了农林废弃物的资源循环化利用, 又减少了酚醛树脂在制备及使用过程中对环境的污染, 同时也是当前科学研究的前沿课题, 容易得到学生的认可, 也能激发学生学习和科学探索的欲望。

2 改进实验教学方法, 加强实验管理

2.1 强化实验预习环节

由于胶粘剂与涂料实验所涉及的知识面广, 学生在实验过程中常存在照方抓药、不求甚解的现象。有的同学甚至连原料性质、基本原理和实验目的都不懂。针对这种现象, 教师应把学生准备做的每一个实验所涉及的基础知识、实验方法等问题在预习报告中列出来, 让学生思考回答。例如, 在脲醛树脂制造实验过程中, 提出问题: (1) 工业甲醛的浓度是多少?如何确定甲醛的用量? (2) 在缩聚反应中有时会出现粘度骤增和冻胶现象, 为什么? (3) 缩聚反应中, 为什么有时要滴加几滴蚁酸? (4) 使用脲醛树脂时为什么要加入固化剂?实验前, 学生通过对这些问题的预习和思考, 将非常有效地提高实验效率, 使相关知识得到巩固和加强, 同时对可能出现的实验现象进行预测。学生在进行实验前将完成的预习报告交给教师审阅, 同时教师进行抽查提问, 对学生回答中的不当之处及时进行纠正。两者综合反映了学生的预习情况, 这个环节也充分调动了学生的积极性。

2.2 利用现代化教学手段, 提高教师的讲解与示范能力

实验技术随着科学技术进步不断向前发展, 在讲授实验原理时尝试采用现代化的教学手段如录像、动画等对胶粘剂与涂料实验进行辅助教学, 可以克服以往学生在教学中感到抽象难懂、枯燥乏味的弊端, 不但节省了教学时间, 也使学生获得了直接的感性认识[5,6,7]。例如, 将滴定管的使用、试剂的称量、旋转粘度计的使用、胶接强度的测量以及涂料耐磨性的测定等制作成视频教程和三维动画图, 在实验前让学生观看, 使实验操作步骤的讲解生动化, 让学生对所开设的实验有新鲜感, 并能够充分发挥想象力和创造力, 提高学习兴趣。

2.3 加强教师在实验过程中的检查和指导

学生的实验态度和操作水平直接影响实验结果。因此, 在实验过程中, 教师不间断地巡视, 不仅帮助学生分析、解决实验中出现的疑难问题, 纠正违规操作, 还及时记录学生在课堂上的表现。教师在指导过程中就一些实验现象进行提问, 启发学生用所学理论分析问题, 增强学生对关键实验步骤所涉及的理论问题的理解, 从而避免机械操作、照方抓药完成实验任务的教学模式。

此外, 在实验过程中教师还引导学生认真观察实验现象, 如学生的实验数据记录表在实验完成后需同实验报告一同上交, 这样不仅可以检查学生所得实验结果的正确性, 还可以预防实验报告互相抄袭的现象, 培养科学诚信的研究态度。教师会在巡视过程中记录每位学生使用实验装置的正确性和熟练程度、实验操作的条理性、规范性及清洁卫生情况等, 使每个人的实验能力都能清晰地反映出来, 具有很好的区分度, 同时便于教师对学生进行考核。

3 完善实验考核方式

实验考核是反馈学生学习效果的有效途径。实验目的是引导学生学习如何去做实验, 怎样做好实验, 因此实验过程允许学生失败, 失败的实验往往能给学生带来更多的信息、理解和收获, 鼓励探索[8]。另外, 对实验进行分析总结非常重要, 学生对实验结果的分析能够集中体现学生独立思考能力、观察能力以及科研能力。因此, 完善后的实验考核方式包括预习报告成绩、平时成绩及实验报告成绩3个部分。预习报告成绩占20%, 主要考察学生实验预习情况, 目的在于提高学生预习的积极性及实验效率;平时成绩占40%, 包括考察学生的出勤率 (10%) 、现场提问表现 (15%) 及操作情况 (15%) , 目的在于引导学生端正实验态度, 提高实验技能。实验报告成绩占40%, 包括考察报告撰写的规范性情况 (20%) 和实验完成后的思考总结情况 (20%) , 目的在于培养学生写作能力、分析能力与创新能力。通过此方法对胶粘剂与涂料实验课程进行全方位考核, 能够激发学生学习的主观能动性, 提高学习效率。

4 结论

实验教学是教学过程中的重要环节。通过对胶粘剂与涂料实验课程的教学内容、教学方法、考核方式等方面进行改革与实践探索, 不但激发了学生对专业的学习兴趣, 提高了学生的观察、思考、实践与创新能力, 更使学生养成了既重视理论又重视实验的科研作风。然而, 也应该清醒地看到, 实验教学改革是一个持续的过程, 胶粘剂与涂料实验教学改革仍然任重而道远, 仍应持续探索, 不断完善, 培养出具有良好创新意识和实践能力的高质量林产化工专业人才。

摘要：胶粘剂与涂料课程是农林高校教学中的基础课程, 作为我国胶粘剂工业发展中较活跃的门类, 对林产化工等学科的发展具有重要作用, 针对林产化工专业胶粘剂与涂料课程应用性强的特点, 结合胶粘剂与涂料行业的发展趋势, 通过优化实验教学内容、设置设计性实验、改革教学方法及完善考核制度等措施对胶粘剂与涂料实验教学进行了改革与探索。实践证明, 相应措施激发了学生的学习兴趣, 调动了学生的积极性, 增强了学生的应用能力与创新能力, 取得了良好的教学效果。

关键词：林产化工,胶粘剂与涂料,实验教学,教学改革

参考文献

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[3]顾继友.胶粘剂与涂料[M].北京:中国林业出版社, 2012:32-40.

[4]王颖, 曾霞, 范芳, 等.“综合型-设计型-研究型”实验教学模式的探索[J].实验科学与技术, 2012, 10 (6) :44-46.

[5]郑志锋, 杜官本, 黄元波, 等.《胶粘剂与涂料》精品课程建设的探索与实践[J].西南林学院学报, 2006, 26 (S1) :22-26.

[6]张强, 庞晓玲.论发挥多媒体教学优越性的关键环节[J].黑龙江农业科学, 2012 (9) :110-112.

[7]朱丹, 姜述君, 戴凌燕, 等.多种教学方法有机结合, 提高植物学教学效果的探讨[J].现代农业科学, 2009, 16 (6) :288-289.