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合成聚合物乳液的应用:木材粘合剂
所属类别:行业新闻 浏览次数:634次 日期: 2014年01月14日 08时04分

木材是纤维素和木质素的混合物,在这种混合物的各个分子上都连有很多羟基和酚基,所以木材具有较大的亲水性,易吸收水而被水溶胀,因而只有那些具有亲水性的粘合剂才有可能粘结木材。和其他许多聚合物相比,聚醋酸乙烯酯及其共聚物的亲水性较大,故聚醋酸乙烯酯及其共聚物的乳液是木材良好的粘合剂。这样的聚合物乳液粘合剂既可以粘结木材本身,也可以将木材和其他材料粘结在一起,它们既可以用于木构件之间的榫槽连结,也可以用于制造各种类型的胶合板。

当用聚醋酸乙烯酯乳液粘结木材时,其粘结强度高于13.73 MN/cm2,高于木材木身的强度。这么大的粘结强度是由于木材和粘合剂分子间的范德华力引起的。研究发现,在粘结面上应力分布是不均匀的,靠边缘粘结强度大而在中心处则粘结强度小,如图1所示。

1在木材粘结面上的应力分布

由图可看出,-抗张强度在粘结面的中心处要比在其边缘处约低一倍;剪切强度由边缘处的最大值逐渐下降至中心处的零值;而剥离强度则表现出复杂的变化。

聚合物乳液的乳胶粒尺寸会影响粘结效果,试验表明,当乳胶粒平均直径为1μm左右时,可达到最大的粘结强度。因为和其他材料相比,木材比较松散,内部孔隙较大,当乳胶粒直径太小时,乳胶粒容易过多地渗入到木材的空隙中去,而影响粘结,故由在高乳化剂浓度下进行的乳液聚合所获得的小乳胶粒的乳液,不宜作木材粘合剂。面当用聚乙烯醇作稳定剂进行乳液聚合时,可以得到适用子木材粘结的颗粒度大的乳液。

当使用温度低于最低成膜温度时,达不到粘结的目的,此时应加入适量的增翅剂,用量大约为聚合物量的35%。增塑剂用量太大,会导致蠕变现象,也会降低粘结强度。

乳液的粘度会影响其施工性能及粘结强度,由乳液聚合直接得到的固雄含量为50%的乳液,其粘度大约为0.0050.02PaS,使用时常常需要冲稀,以降低其粘度。

大量的实践证明,将聚醋酸乙烯酯经过改性后,可以显著地改善聚合物乳液粘合剂的性能。醋酸乙烯酯和丙烯酰胺共聚物的乳液是优良的木材粘合剂。如果其共聚物组成为;醋酸乙烯酯:丙烯酰胺=1:0.0773,且含3%邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂,那么所得到的聚合物乳液对木材的粘结强度可增大至29.42MN/m2

若将乙烯基甲基醚与顺丁烯二酐进行共聚,所得共聚物可溶于水中,酐基在水中可以慢慢水解成羧基。若将15%的该共聚物加入到高分子量的聚醋酸乙烯酯乳液中,再加入3%的邻苯二甲酸二丁酯和氯化联苯的混合物(1:1)作增塑剂,这样构成的木材粘合裁可在不牺牲剪切强度的情况下大大地减轻蠕变。

在使用时,也可以向聚醋酸乙烯酯乳液粘合剂中加入交联剂,以改善其粘结性能。例如可用三羟甲基苯作交联剂。为了提高粘绪效果,首先将聚醋酸乙烯酯乳液进行部分水解,使其羟基含量为721%,然后向100份固体含量为50%的部分水解的聚醋酸乙烯酯乳液中加入7070%的三羟甲基苯和8.550%的硝酸铬,就得到了性能优良的木材粘合剂。用该粘合剂粘结木制件时,需先加压一定时间,再将其加热到120℃的高温,仅需1分钟时间,即可使之交联。发现这种粘合剂的抗张强度与抗撕裂强度均高,且不易发生蠕变。

由不饱和醋酸醣,不饱和酰胺及甲基丙烯酸不饱和缩水甘油醚酯聚合而成的三元共聚物与醋酸乙烯酯乳液所组成的混合物是耐水性极好的木材粘合剂。一个典型的配方为:醋酸乙烯酯93份,甲基丙烯酸缩水甘油醚酯5份,甲基丙烯酰胺2份,乳化剂(十二烷基磺酸盐)5份及9.5%的聚乙烯醇水溶液。把由以上乳液聚合系统所得到的兰元共聚物乳液加入到100份固体含量为52.4%的聚醋酸一乙烯酯乳液中,混合均匀后即得到一种性能优良的木材粘合剂。将这种粘合剂施用在木材上以后,在150℃下加热30分钟,即可很牢周地将木材粘结起来,且可经得起开水煮和高温的考验。

 

当前:合成聚合物乳液的应用:木材粘合剂

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