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1、吴健伟等·96·,UV-固化胶黏剂收缩率的研究 Vol.27.No.2,2005UV-固化胶黏剂收缩率的研究吴健伟, 赵玉宇, 赵汉青, 何影翠, 匡 弘, 于 昕, 付春明(黑龙江省石油化学研究院,黑龙江哈尔滨 150040) 摘要:UV-固化胶黏剂固化过程中发生的体积收缩,是影响胶黏剂粘接性能的重要因素.本文分析讨论了UV-固化胶黏剂收缩率的产生原因、影响因素、研究方法,收缩率和收缩应力的关系,以期针对不同的使用需求,找到降低或消除收缩率的有效方法。关键词:UV-固化胶黏剂;收缩率;收缩应力中图分类号:TQ43619 文献标识码:A
2、 文章编号:1001-0017(2005)02-0096-05StudyonShrinkageofUV-curingAdhesivesWuJian-wei,ZhaoYu-yu,ZhaoHan-qing,HeYing-cui,KuanHong,YuXin,andFuChun-ming(HeilongjiangInstitituteofPetrochenmistry,Harbinn150040,China)Abstract:TheshrinkageofUV-curingadhesivesisaveryimportantfactoreffectingtheadhe
3、sionperformance.Thegeneratingmechanismandtheinfluencefactorofshrinkage,researchmethod,therelationshipofshrinkagewithshrinkagestressarereviewedinthispaperinordertogiveasuitablemethodtoinduceoreveneliminatetheshrinkageofcuredvolumeforUV-curingadhesives.Keywords:UV-curingadhesives;shrinka
4、ge;shrinkagestress素、研究方法以及收缩率和收缩应力的关系,以期针前 言对不同的使用需求,找到降低收缩率的有效方法。紫外光固化胶黏剂(UV-固化胶黏剂,简称UV1 收缩率产生机理-胶黏剂)由于固化速度快、无溶剂、生产效率高、节省能源等优点而日益受到重视,因而近10年来发展UV-胶黏剂固化过程中产生的体积收缩,原因十分迅速。近年来国际上UV-固化胶黏剂的用量在于固化过程原子间的排列的紧密程度的变化。其以每年20%的速度增长,国内由于电子工业和其他中主要原因是固化过程中聚合反应带来的原子间的制造业的快速发展,UV-固化胶黏剂的用量增长更距离的变化,其次是
5、从单体到聚合物过程中产生的[1]快。熵的变化,即自由体积的变化。由于UV胶黏剂热-4UV-胶黏剂按固化反应分为自由基型和阳离膨胀系数在10的数量级,所以由于热胀冷缩带来子型,目前的95%以上是丙烯酸酯自由基型,其特的体积变化很小,这里不作讨论。点是固化过程中体积收缩率一般比较大。由于胶黏UV胶黏剂的固化反应分为自由基型和阳离子剂使用时涉及到两个被粘界面,相比于涂料、油墨等型,这两种反应都伴随着原子间距离的变化。自由UV-材料,固化过程中由于收缩产生的应力和体积基型UV胶的收缩率比较大,一般在5%～10%,通上的缺陷更加难以消除,所以对降低收缩率的要求过阳离子型或其他
6、方法改进后的UV胶可达到接近更高。体积收缩的产生不但影响粘接的尺寸精度,2%,而通常环氧树脂胶黏剂的固化收缩率在2%～[2]而且会直接导致粘接力下降。对于刚性材料的粘3%(图1)接,容易产生纹状空隙甚至开裂,对于柔性材料容易自由基型UV胶黏剂,采用的主体树脂(低聚产生翘曲变形。所以降低甚至消除固化过程中的体物)和稀释单体都是丙烯酸酯类。在聚合过程中,本积收缩,对于提高粘接的尺寸精度和粘接强度,扩展来以范德华力作用的丙烯酸酯单体分子,变成了共UV-胶黏剂的适用范围,具有重要意义。本文分析价键连接,相应原子间的距离从013～015nm缩短讨论了UV-胶黏剂体积收缩的产生
7、原因、影响因到01154nm(图2(a)),缩短了约一半。这样,原子收稿日期:2004-10-25作者简介:吴健伟(1966-),男,黑龙江哈尔滨人,博士,副研究员,主要从事胶黏剂和高分子材料的研究开发工作。化学与黏合2005年第27卷第2期CHEMISTRYANDADHESION·97·ORCCH2CH2CHORH(a)环氧化合物 (b)乙烯基醚图3 阳离子型UV-胶黏剂的原料Fig.3MaterialsforcationicUV-adhesives 聚合过程的另一个体积变化因素是从单体到聚合物的熵的变化,也就是单体到相应的聚合物的自由体积的变化,即单体和
