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膠粘技術是指利用適宜的膠粘劑作為修復工藝材料,採用適當的接頭形式和合理的粘接工藝而達到連接目的,將待修零部件進行修復的技術。將各種材質、形狀、大小、厚薄、軟硬相同或不同的材料(零件)連接成為一個連續牢固穩定整體的一種工藝方法。又稱粘接技術,粘合技術,膠接技術。

1 膠粘技術 -膠粘技術的原理

  膠粘劑何以有如此大的力量呢?首先是電,膠粘劑能夠與物體牢牢地粘接在一起,除機械力、靜電力、范德華力外,主要原因是在高分子複合材料的分子中,含有氧、碳、氫及其他一些「雜原子」和「π」鍵,它們總有一個或幾個未共有電子對,而被粘接的物體D軌道上總有空軌道。它們與膠粘劑中的電子能形成配位鍵,配位鍵也是一種特殊的化學鍵,具有強度高的特點,其粘接力特彆強。再者,許多高分子化合物的分子是鏈狀的,這些小鏈子互相擰在一起,難解難分。許多膠粘劑常常是上述幾種粘合因素同時起作用的。

2 膠粘技術 -膠粘技術的優越性

  膠粘技術除了具有簡便、快捷、高效、價廉等特點外,還可以粘接一些其它連接方式無法連接的材料或結構,如實現金屬與非金屬的粘接,克服鑄鐵、鋁焊接時易裂和鋁不能與鑄鐵、鋼焊接等問題。並能在有些場合有效地代替焊接、鉚接、螺紋連接和其它機械連接。目前,膠粘劑的應用已滲入到國民經濟中的各個部門,成為工業生產中不可缺少的技術,在高技術領域中的應用也十分廣泛,如據報導:國外在生產一輛汽車中要使用5~10kg膠粘劑;一架波音飛機的粘接面積達到2400m2;一架宇航飛機需要粘接30000塊陶瓷片。

3 膠粘技術 -膠粘技術發展史

  本世紀初,由於各類合成樹脂和合成橡膠的研製成功,特別是一些具有代表性的聚合物如酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和樹脂、環氧樹脂、氯丁橡膠等的投產和商品化,促使了近代膠粘劑和膠粘技術的迅速發展。八十年代以來,膠粘劑與膠接技術進展顯著,新的性能優異的膠粘劑不斷出現,且由於獨特的膠粘技術,使其具有非凡的多功能,能夠實現多重目的。因此,得到了更為廣泛的應用。

4 膠粘技術 -膠粘劑的分類

  1)按化學成分分類:這是一種比較科學的分類方法,它將膠粘劑分為有機膠粘劑和無機膠粘劑。有機膠粘劑又分為合成膠粘劑和天然膠粘劑。合成膠粘劑有樹脂型、橡膠型、複合型等;天然膠粘劑有動物、植物、礦物、天然橡膠等膠粘劑。無機膠粘劑按化學組份有磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽等多種。

  2)按形態分類:可分為液體膠粘劑和固體膠粘劑。有溶液型、乳液型、糊狀、膠膜、膠帶、粉末、膠粒、膠棒等。

  3)按用途分類:這可分為結構膠粘劑、非結構膠粘劑和特種膠粘劑(如耐高溫、超低溫、導電、導熱、導磁、密封、水中膠粘等)三大類。

  4)按應用方法分類:有室溫固化型、熱固型、熱熔型、壓敏型、再濕型等膠接劑。為適應工農業生產和社會生活對膠接技術的需要,各國在開發膠粘劑品種方面都化了很大的功夫,發展迅速,出現了一些快固化、單組份、高強度、耐高溫、無溶劑、低粘度、不污染、省能源、多功用等各具特點的膠粘劑。在合成膠粘劑方面,利用分子設計開發高性能膠粘劑;採用接技、共聚、摻混、互穿網路聚合物(IPM)等技術改善膠粘劑的性能。對於膠粘機理的研究有了新的進展;施膠設備和工具也有了新的發展。如膠粘與機械相結合的連接方式、膠粘與電刷鍍等技術結合,形成了新的複合修復技術等。八十年代以來,中國的膠粘劑和膠粘技術發展也很快,品種增多,產量增大,質量也有很大提高,不少膠粘劑的質量和性能,達到甚至超過了世界同類先進產品。這裡以天工「超金屬」修補劑為例,從一個側面反映中國膠粘劑和粘接技術的發展。天工「超金屬」修補劑是由高分子聚合物與金屬粉、陶瓷粉、纖維及固化劑組成的雙組份複合材料,也稱之為「高分子合金」。它具有優異的物理機械性能、耐磨性、耐腐蝕性,其綜合指標已可與國外同類產品相媲美;品種有通用型、耐磨型、減摩型、耐腐蝕型、快速固化型、濕面修補型、高強度型、導電型等九個系列26種修補劑,可適應不同條件和要求的粘接和修補。

5 膠粘技術 -膠粘技術的應用

  八十年代以來,膠粘劑與膠接技術進展顯著,新的性能優異的膠粘劑不斷出現,且由於獨特的膠接技術,使其具有非凡的多功能,能夠實現多重目的。因此,得到了更為廣泛的應用。

  在常用的水泥中,摻合10%~25%的合成橡膠,出現驚人的粘接力。它不僅能粘合鋼鐵,而且能將水泥製品與鋼鐵、木材、玻璃等牢固地粘合在一起。成為修建鋼筋水泥大廈和橋樑的一種理想「膠水」。德國就曾建造了世界上第一座全部用膠水粘接的、跨度56m的鋼結構鋪管、步行兩用橋。

  製造飛機,不用焊接而用粘接,這在過去似乎是不可思議的事,而今卻成為現實。用粘接代替鉚拉或焊接來聯接機翼結構、倉門、窗門、螺旋漿等已獲得成功。三叉戟飛機的粘接面積佔全部連接面積的67%;波音飛機的粘合面積達320m2。就連美國著名的「阿波羅」號宇宙飛船,也廣泛地使用了膠接技術。

  在現代工業生產中,膠接技術更是無處不在。在機械製造工業中,車工利用膠接技術可以把昂貴的高級硬金屬合金刀片粘接在刀把上,從而簡化安裝手續,料庫管理員把裁下來的零料用「膠水」一粘,「小材」便能「大用」了,在設備維護方面,膠接技術更可一顯身手。我們知道,機械設備的腐蝕和磨損是不可避免的,而應用常規的機修技術去維修設備而造成損傷時往往力不從心;若採用膠接技術卻十分方便。我們可以用一些高分子複合材料塗覆在設備表面以起到防護作用;也可以把膠粘劑與金屬粉或陶瓷粉等混合后,填補在磨損划傷部位,待固化后再進行機加工,使設備起死回生;機器上運轉不息傳遞動力的大軸和曲軸,一但斷裂,以往只能更換新件,現在用膠接技術就能把斷裂的軸牢固地粘接起來,使其繼續運轉。

  在救死扶傷戰線上,膠接技術也可大顯身手。一個人不幸折斷了腿,在做過接骨手術后,還得拖著沉重的石膏繃帶百無聊賴地躺幾個月等待癒合;現在醫師們已能用一種特殊的「膠水」來粘牢折斷的骨頭,從而大大加速了治療過程。還有一種叫氰基丙烯酸酯的醫用膠水,可在人體肌肉擴散並很快能在傷口表面迅速結成一層膜,因而能夠及時止血和使傷口粘合。用它粘接傷口、切口,既不需要注射麻藥,又可免除病人在縫、拆線時的痛苦。用它來堵塞輸卵管或輸精管,能使絕育手術方便易行,成功率可達98%。

  在日常生活中,膠接技術更為人們帶來了諸多方便。市場上有一種新型的「無縫衣」,就是用「膠水」粘成的,縫紉師根據每個人的體形將布裁好,然後用「膠水」一粘,一件新衣服就做成了。若將這種技術推廣開來,那麼,做衣服就會象粘信封一樣方便。

  目前,膠接技術的應用已遍及現代工業的各個技術部門中,在很多場合它已取代了傳統的鉚、焊、鑲、配等工藝而顯示出其優越的性能。可以預見,隨著科學技術的發展和進步,膠接技術必將發揮越來越大的作用。

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