7-天然胶粘剂.ppt概述课件

1材料科学与艺术设计学院材料科学与艺术设计学院2第七章第七章 天然胶粘剂天然胶粘剂胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料7.17.1 木素胶粘剂木素胶粘剂7.2 单宁胶粘剂单宁胶粘剂7.6 7.6 纤纤维素胶粘剂维素胶粘剂7.5 7.5 淀粉胶粘剂淀粉胶粘剂7.4 7.4 蛋白质胶粘剂蛋白质胶粘剂7.3 7.3 木材原料胶粘剂木材原料胶粘剂7.7 7.7 无机胶粘剂无机胶粘剂 第第 七章七章 天然胶粘剂天然胶粘剂 主要内容主要内容3背景：背景：石油原料的日益减少、价格贵石油原料的日益减少、价格贵天然原料易得（天然原料易得（100亿吨亿吨/年年），价格便宜价格便宜特点：特点：价格低廉价格低廉 无毒无害无毒无害 初粘性好初粘性好 胶接强度低胶接强度低 变异性大变异性大第七章第七章 天然胶粘剂天然胶粘剂胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料4天然胶粘剂可分为天然胶粘剂可分为无机类无机类和和有机类有机类，有机类又可分为，有机类又可分为蛋白质类蛋白质类和和碳水化合物类碳水化合物类按其化学组成分为三大类：按其化学组成分为三大类：蛋白质胶蛋白质胶、碳水化合物胶碳水化合物胶（如淀粉胶、纤维素胶等）和（如淀粉胶、纤维素胶等）和其它天然树脂胶其它天然树脂胶（如木质素、单宁、虫胶、松香、生漆（如木质素、单宁、虫胶、松香、生漆等）。

本章只简要介绍木素胶、单宁胶、蛋白质胶、淀等）本章只简要介绍木素胶、单宁胶、蛋白质胶、淀粉胶、纤维素类胶、木材原料胶以及硅酸盐水泥、石膏粉胶、纤维素类胶、木材原料胶以及硅酸盐水泥、石膏等无机胶等无机胶第七章第七章 天然胶粘剂天然胶粘剂胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料5资源资源：木素含量仅次于纤维素，在木材中占：木素含量仅次于纤维素，在木材中占20-40%，在壳类物质中占在壳类物质中占40-70%背景背景：造纸废液的利用造纸废液的利用现状现状：研究较多，但产业化几乎没有研究较多，但产业化几乎没有未能得到推广应用的未能得到推广应用的原因原因 粗木素，纯度不够粗木素，纯度不够 反应活性低反应活性低 变异性大变异性大木素胶粘剂木素胶粘剂6一、木素的特征一、木素的特征 木素的三个基本结构单元类型木素的三个基本结构单元类型：愈创木基丙烷愈创木基丙烷 对羟基丙烷对羟基丙烷 紫丁香基丙烷紫丁香基丙烷 7二、未改性木素胶粘剂二、未改性木素胶粘剂 直接利用：直接利用：木素磺酸高温高压下固化木素磺酸高温高压下固化氧化聚合：过氧化氢等氧化剂、白腐菌氧化聚合：过氧化氢等氧化剂、白腐菌 与与PF等混合使用：等混合使用：可代替可代替40%的的PF树脂。

树脂木素分子量均一化处理，与木素分子量均一化处理，与PF混合后作为室外用胶粘混合后作为室外用胶粘 剂用8未改性的木素活性基团少，不能产生充分的交联反应，必未改性的木素活性基团少，不能产生充分的交联反应，必须对其进行羟丙基化的改性只进行羟丙基化改性的木素须对其进行羟丙基化的改性只进行羟丙基化改性的木素在使用时，会导致木素的反应活性过高，致使其玻璃化温在使用时，会导致木素的反应活性过高，致使其玻璃化温度升高，得不到具有柔韧性的聚氨酯树脂，可以通过加入度升高，得不到具有柔韧性的聚氨酯树脂，可以通过加入聚乙二醇来解决这一问题使硫酸盐木素的低分子量部分聚乙二醇来解决这一问题使硫酸盐木素的低分子量部分与异氰酸酯相对应进行平衡反应，可以得到具有适度柔韧与异氰酸酯相对应进行平衡反应，可以得到具有适度柔韧性的聚氨酯树脂另外，用甲酚蒸煮得到的木素与聚乙二性的聚氨酯树脂另外，用甲酚蒸煮得到的木素与聚乙二醇一起同醇一起同MDI反应而形成的聚氨酯树脂，其热稳定性优于反应而形成的聚氨酯树脂，其热稳定性优于不添加木素的聚氨酯树脂不添加木素的聚氨酯树脂胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料9资源：资源：广泛存在于植物的干、皮、根、叶和果广泛存在于植物的干、皮、根、叶和果实中，如金合欢、落叶松、漆树树皮等。

实中，如金合欢、落叶松、漆树树皮等种类：种类：水解类单宁、凝缩类单宁水解类单宁、凝缩类单宁现状：现状：有一些企业，但经营状况不好有一些企业，但经营状况不好单宁胶粘剂单宁胶粘剂水解类单宁水解类单宁：存在于栗木、诃木和云实等中存在于栗木、诃木和云实等中可代替苯酚用，但其亲核性低可代替苯酚用，但其亲核性低10无胶胶合技术无胶胶合技术：强氧化剂、酶：强氧化剂、酶木材液化木材液化 苯酚液化苯酚液化 多元醇液化多元醇液化 环碳酸盐液化环碳酸盐液化 超临界流体液化超临界流体液化 等离子体液化等离子体液化木材原胶胶粘剂木材原胶胶粘剂11蛋白质种类蛋白质种类 动物蛋白动物蛋白骨胶、明胶、酪蛋白胶、血清蛋白骨胶、明胶、酪蛋白胶、血清蛋白 植物蛋白植物蛋白豆胶等豆胶等特点特点 胶接强度可满足家具制造、木制品生产的要求胶接强度可满足家具制造、木制品生产的要求 耐热性、耐水性差、易受菌类腐蚀耐热性、耐水性差、易受菌类腐蚀 来源广泛、价格低廉来源广泛、价格低廉蛋白质胶粘剂蛋白质胶粘剂12蛋白质存在于一切生物体内，其基本组成单元是蛋白质存在于一切生物体内，其基本组成单元是-氨基酸，化学式为：氨基酸，化学式为：H2NCHRCONH CHRCONH CHRCOOHn胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料13皮骨胶与明胶皮骨胶与明胶 皮骨胶：皮骨胶：用牲畜的皮、骨、腱和其他结构组织为原料用牲畜的皮、骨、腱和其他结构组织为原料加工而成。

热塑性胶加工而成热塑性胶分类：分类：按原料分为骨胶和皮胶按原料分为骨胶和皮胶 明胶：明胶：高纯度的蛋白质经温和处理生成高分子量高纯高纯度的蛋白质经温和处理生成高分子量高纯度的蛋白质度的蛋白质皮骨胶与明胶的区别：皮骨胶与明胶的区别：纯度不同纯度不同应用：应用：木材、家具、乐器、体育用品木材、家具、乐器、体育用品 改性：改性：改进耐水性改进耐水性胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料14酪蛋白胶酪蛋白胶 酪蛋白酪蛋白：将牛奶中作为钙盐呈胶体状的高分子蛋白质：将牛奶中作为钙盐呈胶体状的高分子蛋白质(约约3%)用酸处理后，分离除去钙后的凝固物在用酸处理后，分离除去钙后的凝固物在pH4.6时凝固酪蛋白胶酪蛋白胶：酪蛋白在：酪蛋白在pH8-9的弱碱（磷酸钠等）溶液的弱碱（磷酸钠等）溶液中成为高粘度的液体，待其水分挥发后即可作为胶粘剂中成为高粘度的液体，待其水分挥发后即可作为胶粘剂使用热固性、耐水性胶：热固性、耐水性胶：酪蛋白与重金属（钙、铝、锌等）螯合酪蛋白与重金属（钙、铝、锌等）螯合 与甲醛反应与甲醛反应15其他蛋白质类胶粘剂其他蛋白质类胶粘剂 （一）血胶（一）血胶 来源来源：利用动物血液中的血清蛋白来制胶，如猪或牛：利用动物血液中的血清蛋白来制胶，如猪或牛的新鲜血。

的新鲜血种类种类：血液胶、血粉胶血液胶、血粉胶血液胶血液胶：用经过脱纤处理的血液直接调制成胶液用经过脱纤处理的血液直接调制成胶液血粉胶血粉胶：将处理后的血液制成血粉后，再用来制胶将处理后的血液制成血粉后，再用来制胶特点特点：单板含水率范围可较宽松；颜色深；有异臭，：单板含水率范围可较宽松；颜色深；有异臭，易受菌类腐蚀；固化后胶层较硬易受菌类腐蚀；固化后胶层较硬应用应用：胶合板（热压、冷压）：胶合板（热压、冷压）16（二）豆胶（二）豆胶 来源来源：大豆种类种类：豆粉胶、豆蛋白胶（豆精胶）豆粉胶、豆蛋白胶（豆精胶）豆粉胶豆粉胶：利用冷榨法的豆饼加以粉碎而得豆粉作原料利用冷榨法的豆饼加以粉碎而得豆粉作原料豆蛋白胶豆蛋白胶：从含豆蛋白的植物中抽提出豆蛋白作为原：从含豆蛋白的植物中抽提出豆蛋白作为原料特点特点：不耐水；耐腐性差；干状剪切强度较高；使用：不耐水；耐腐性差；干状剪切强度较高；使用方便；无毒、无臭；操作条件好；适用期长；成本低廉方便；无毒、无臭；操作条件好；适用期长；成本低廉应用应用：包装用胶合板（热压、冷压）：包装用胶合板（热压、冷压）胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料17种类种类：淀粉、糊精、面粉、米糊等。

淀粉、糊精、面粉、米糊等特点特点：价格低廉；使用方便；无污染；不耐水价格低廉；使用方便；无污染；不耐水应用应用：纸张、一般办公用纸张、一般办公用一、淀粉一、淀粉 工业上多使用玉米淀粉工业上多使用玉米淀粉淀粉胶粘剂淀粉胶粘剂18淀粉分散于水中后，体积增加，能吸收同样重淀粉分散于水中后，体积增加，能吸收同样重量的水当升高温度时，存在一个快速吸水的量的水当升高温度时，存在一个快速吸水的温度点（糊化温度）大部分淀粉在温度点（糊化温度）大部分淀粉在6070开始急速膨胀，粘度增高到了开始急速膨胀，粘度增高到了90则达到比则达到比较安定的分散状态，成为表观上的水溶液通较安定的分散状态，成为表观上的水溶液通常将这种溶液作为胶粘剂（糊）使用淀粉是常将这种溶液作为胶粘剂（糊）使用淀粉是水性糊，使用容易，多用于信封与标签纸的胶水性糊，使用容易，多用于信封与标签纸的胶贴工业上多作为纸板制造用胶粘剂，此外还贴工业上多作为纸板制造用胶粘剂，此外还用于纸袋、书籍装订等用于纸袋、书籍装订等胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料19糊精是用酸与碱等使淀粉适当分解，调整粘度后的产糊精是用酸与碱等使淀粉适当分解，调整粘度后的产物其与合成高分子胶粘剂混合后，作为纸袋等再湿物。

其与合成高分子胶粘剂混合后，作为纸袋等再湿性型胶用性型胶用淀粉水溶液的粘度高，作为纸板的胶接、办公用糊比淀粉水溶液的粘度高，作为纸板的胶接、办公用糊比较适当，工业上使用辊筒等涂布时难以使用，要求使较适当，工业上使用辊筒等涂布时难以使用，要求使用粘度比较低的胶液糊精是用酸与碱等使淀粉适当用粘度比较低的胶液糊精是用酸与碱等使淀粉适当分解，调整了粘度的产物糊精可与乳白胶、脲醛树分解，调整了粘度的产物糊精可与乳白胶、脲醛树脂、聚乙烯醇等合成高分子胶粘剂良好地混合，因此脂、聚乙烯醇等合成高分子胶粘剂良好地混合，因此作为纸袋、胶纸带、墙壁纸、邮票胶接的再湿型胶粘作为纸袋、胶纸带、墙壁纸、邮票胶接的再湿型胶粘剂使用二、糊精二、糊精胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料20种类种类：纤维素酯、纤维素醚纤维素酯、纤维素醚特点特点：热塑性，可作为热熔胶使用热塑性，可作为热熔胶使用应用应用：玻璃、纸张、皮革、织物等：玻璃、纸张、皮革、织物等纤维素胶粘剂纤维素胶粘剂21使用无机酸和有机酸的酯无机酸酯如硝化纤维素使用无机酸和有机酸的酯无机酸酯如硝化纤维素它是比无烟火药的硝化度低，由半乳浊液到透明性它是比无烟火药的硝化度低，由半乳浊液到透明性的可燃性材料，耐生物劣化性能优良，胶接金属、的可燃性材料，耐生物劣化性能优良，胶接金属、木材、玻璃时可得到较高的剪切强度。

水、油、有木材、玻璃时可得到较高的剪切强度水、油、有机溶剂、弱酸、碱对其略有影响日光照射易变色机溶剂、弱酸、碱对其略有影响日光照射易变色作为一般家庭用胶粘剂用于胶接玻璃、纸、皮革、作为一般家庭用胶粘剂用于胶接玻璃、纸、皮革、织物等此外，作为特殊用途，有硝化甘油用的胶织物等此外，作为特殊用途，有硝化甘油用的胶粘剂有机酯有醋酸酯纤维素和醋酸纤维素丁酸酯，粘剂有机酯有醋酸酯纤维素和醋酸纤维素丁酸酯，用于纸、织物、木材、皮革等多孔性材料的胶接用于纸、织物、木材、皮革等多孔性材料的胶接一、纤维素酯一、纤维素酯胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料22 甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素是代性表的纤维素醚，作为胶粘剂成分或粘合剂成分使用是代性表的纤维素醚，作为胶粘剂成分或粘合剂成分使用其中羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素的其中羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素的Na盐是盐是水溶性的水溶性的甲基纤维素可形成强韧具有弹性的胶膜，适于作为多孔性甲基纤维素可形成强韧具有弹性的胶膜，适于作为多孔性材料的胶粘剂与粉末的粘合，用作为墙壁纸的胶粘剂等材料的胶粘剂与粉末的粘合，用作为墙壁纸的胶粘剂等。

二、纤维素醚二、纤维素醚胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料23羧甲基纤维素作为粘合剂具有与甲基纤维素相同的性质，羧甲基纤维素作为粘合剂具有与甲基纤维素相同的性质，很少单独使用特种用途，作为陶瓷上药的配方，铸造用很少单独使用特种用途，作为陶瓷上药的配方，铸造用粘合剂羟乙基纤维素以水溶液、乳液或热熔型使用，耐有机溶剂羟乙基纤维素以水溶液、乳液或热熔型使用，耐有机溶剂性优良作为纸、皮革、织物的粘合材料与化妆品的增粘性优良作为纸、皮革、织物的粘合材料与化妆品的增粘剂、稳定剂等使用剂、稳定剂等使用乙基纤维素难溶于水，使其溶于酯与酮类，作为热熔胶使乙基纤维素难溶于水，使其溶于酯与酮类，作为热熔胶使用耐碱性、耐酸性好，但耐有机溶剂性差用于要求在用耐碱性、耐酸性好，但耐有机溶剂性差用于要求在低温下具有较强韧性的场合，作为纸、橡胶、皮革、织物低温下具有较强韧性的场合，作为纸、橡胶、皮革、织物的胶粘剂的胶粘剂胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料24一、无机胶粘剂的性质与分类一、无机胶粘剂的性质与分类 性质性质：不燃烧、耐高温、无毒、强度高、耐久性好不燃烧、耐高温、无毒、强度高、耐久性好按化学结构分：单质、金属氧化物、无机盐类等。

按化学结构分：单质、金属氧化物、无机盐类等按化学成分分：硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐、按化学成分分：硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐、氧化物等氧化物等按固化方法和固化条件分按固化方法和固化条件分：热熔型、气干型、水固化：热熔型、气干型、水固化 型、化学反应型型、化学反应型无机胶粘剂无机胶粘剂25热熔型热熔型 低熔点合金、玻璃胶粘剂、玻璃陶瓷胶粘剂等低熔点合金、玻璃胶粘剂、玻璃陶瓷胶粘剂等气干型气干型 指在胶接中失去水分或其他溶剂而固化如硅酸钠指在胶接中失去水分或其他溶剂而固化如硅酸钠 （水玻璃）、醋酸钠、硼酸钠等水玻璃）、醋酸钠、硼酸钠等水固化型水固化型 石膏、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥等各种水泥石膏、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥等各种水泥化学反应型化学反应型 指胶料与除水以外的物质发生化学反应而固化如指胶料与除水以外的物质发生化学反应而固化如 胶体二氧化硅胶体二氧化硅胶粘剂与涂料胶粘剂与涂料。