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膠粘劑在光學(xué)加工研磨拋光材料中的應(yīng)用分析！
2019-10-23 瀏覽：(388)
本文主要介紹了復(fù)合樹(shù)脂膠粘劑的組成、性能和特點(diǎn)，并對(duì)其在光學(xué)加工、研磨拋光材料中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
用于光學(xué)加工高效生產(chǎn)的超精密磨盤(pán)和拋光盤(pán)是光學(xué)零件磨削和拋光的工藝材料。它的基本成分是金剛石粉或氮化硼、碳化硼粉和氧化鈰或氧化鐵拋光粉作磨料，加入無(wú)機(jī)填料和其它添加劑，經(jīng)粘合劑粘合，冷壓固化后制成具有一定形狀的拋光材料。膠粘劑在研磨拋光過(guò)程中起著粘合和支撐磨料的作用。
穩(wěn)定、持續(xù)的研磨拋光能力，除與光學(xué)加工銑磨以及超精磨工藝、拋光工藝的成熟和所達(dá)到的精度相關(guān)外，粘接研磨拋光材料使用的膠粘劑及用量最為重要。其用量又與膠粘劑的形態(tài)有關(guān)。借助溶劑配制成膠粘劑溶液，才有可能在研磨拋光材料中用較少量的膠粘劑，并做到使膠液均勻地分散、制作出表觀質(zhì)量和使用性能都好的超精磨片和拋光片。
膠黏劑及其形態(tài)的選擇
膠粘劑的選擇和用量的確定主要是根據(jù)加工工藝的要求來(lái)滿足成型的要求，磨料具有一定的強(qiáng)度、耐磨性、自銳性和硬度。粘合劑的用量與粘合劑的形式有關(guān)。例如，如果使用固體粉末或粘性粘合劑，則必須添加更多的粘合劑，以滿足成型材料的制備和成型工藝的要求，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的超精加工和拋光片。
通過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，研磨材料使用的膠粘劑，用單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠或熱塑性酚醛樹(shù)脂較好；拋光材料使用的膠粘劑以熱塑性酚醛樹(shù)脂或天然的紫膠樹(shù)脂，并借助適當(dāng)?shù)娜軇┡渲瞥赡z粘劑溶液使用比較合適。
環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑
磨料拋光物質(zhì)作為環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑，主要雙酚A縮水甘油醚型。為了提高超精磨和拋光板和填料的低粘度，良好的流動(dòng)性的液體環(huán)氧樹(shù)脂的填充量和研磨劑的分散性，通常，以及使用的反應(yīng)熱，合適的周期長(zhǎng)，毒性低固化代理商。環(huán)氧化合物加入鈦偶聯(lián)劑后，可以顯著降低磨料填料和引起高的粘度，并進(jìn)一步提高填料的分散性和模制化合物的量和研磨填料。然而，上述的環(huán)氧體系可以僅使用澆鑄成型工藝。但從工藝性能點(diǎn)研磨拋光材料，樹(shù)脂其含量仍高，溫度特性，高彈性，自銳性差大的變化，處理水的拋光的拋光材料不能做，僅作為高速層的拋光材料。
為了提高模塑產(chǎn)品的屬性，而不是潛在性固化環(huán)氧樹(shù)脂。即，配制與液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂，潛在性硬化劑，促進(jìn)劑，等制成的單組分粘合劑。使用用丙酮稀釋到重構(gòu)的研磨拋光材料的濃度，以較少的膠水之前可以取得良好的粘接效果。另外，使用冷成形加工的制品的片材或鑄塑成型的超細(xì)粉碎過(guò)程的拋光相對(duì)較少受溫度，尺寸穩(wěn)定性好，良好的自銳性能的影響，處理可以做到拋光水拋光。
潛在的固化劑在室溫下不溶于環(huán)氧樹(shù)脂和普通有機(jī)溶劑，使其在溫度升高時(shí)逐漸溶解在環(huán)氧樹(shù)脂中，然后開(kāi)始交聯(lián)固化。
酚醛樹(shù)脂膠黏劑
用于研磨拋光材料粘接的膠粘劑主要是熱塑性酚醛樹(shù)脂，即酚醛樹(shù)脂或聚苯醚樹(shù)脂（酚醛樹(shù)脂）。通過(guò)加入聚甲醛或六亞甲基四胺與之反應(yīng)生成具有本體結(jié)構(gòu)的聚合物，可以繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)。用于磨具和拋光材料粘接的材料一般采用六亞甲基四胺熱塑性樹(shù)脂固化，因?yàn)樵摌?shù)脂容易冷壓成型，固化時(shí)不放水，產(chǎn)品剛性好。
縮醛樹(shù)脂膠黏劑
縮醛樹(shù)脂是聚乙烯醇縮醛，是一種熱塑性線型聚合物。它除含有不同含量的縮醛基外，還含有部分羥基和少量乙酰基。粘合劑中的極性基團(tuán)具有良好的化學(xué)活性和附著力。因此，pva的性能與這些基團(tuán)的含量有關(guān)。
聚乙烯醇縮醛在不添加其他化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行改性時(shí)，它仍保持熱塑性樹(shù)脂的性能。所以，用聚乙烯醇縮醛（主要是聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮丁醛）粘接的拋光片，經(jīng)冷壓成型，固化處理后，其樹(shù)脂仍保留熱塑性的特點(diǎn)。
紫膠樹(shù)脂膠黏劑
紫膠樹(shù)脂(也稱為蟲(chóng)膠樹(shù)脂)是一種寄生在某些樹(shù)種樹(shù)枝上的紫膠寄生蟲(chóng)。在吸入樹(shù)汁后，它分泌一種紫紅色粘性的天然樹(shù)脂。它的主要成分是由一些羥基酸內(nèi)酯組成的固溶體，它是許多不同羥基酸的聚酯混合物。通常認(rèn)為它是由羥基脂肪酸和半特戊酸鈉組成的柔性網(wǎng)格。在間隙中存在一些低分子脂肪酸酯如蠟質(zhì)酸和游離蠟質(zhì)酸的混合物，其中一些低分子脂肪酸在內(nèi)部塑性中起一定作用。
經(jīng)加工的紫膠樹(shù)脂具有熱塑性和熱固性兩種性質(zhì)，其熱性能優(yōu)異。常溫下為固體，軟化溫度為72～75℃，加熱至70℃以上開(kāi)始軟化。其熱塑性或熱固性主要取決于加熱溫度對(duì)其聚合的影響。低于110℃的溫度基本為熱塑性，當(dāng)溫度升至120℃時(shí)，聚合緩慢。當(dāng)溫度高于120℃-135℃時(shí)，它從熔融分離狀態(tài)迅速變稠，失去流動(dòng)性，最終聚合成硬化的不溶性熔體。在加熱聚合過(guò)程中，紫色樹(shù)脂伴隨脫水，可視為紫色樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)中羥基與羥基的相互反應(yīng)，縮聚反應(yīng)通常是不可逆的。
紫膠樹(shù)脂的物理化學(xué)性質(zhì)隨聚合反應(yīng)的進(jìn)行而變化。根據(jù)光學(xué)零件的性能和硬度，可以選擇適當(dāng)?shù)募訜釡囟龋棺夏z熱塑性或熱固性。一般情況下，縮聚反應(yīng)溫度低于110℃，因此用于粘合拋光磨料的紫膠樹(shù)脂仍具有熱塑性樹(shù)脂和酸性樹(shù)脂的特性，使拋光片質(zhì)量好，有利于加工光學(xué)穩(wěn)定性差的軟玻璃或光學(xué)玻璃零件。
環(huán)氧—酚醛樹(shù)脂膠黏劑
這是一種酚醛樹(shù)脂固化的環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑，兼有兩種樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)。為了克服液體環(huán)氧樹(shù)脂在研磨拋光材料加工中的缺點(diǎn)，常用固體環(huán)氧樹(shù)脂代替液體環(huán)氧樹(shù)脂。
作為環(huán)氧樹(shù)脂固化劑和改性熱塑性線性結(jié)構(gòu)的酚醛樹(shù)脂在分子結(jié)構(gòu)中不含有羥甲基，但酚醛樹(shù)脂中基于羥基的酚醛樹(shù)脂可與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)，可視為環(huán)氧樹(shù)脂與線型酚醛樹(shù)脂的嵌段共聚。它是通過(guò)在苯酚芯上的羥基和環(huán)氧基的作用具有良好耐熱性的嵌段共聚物。因此，線型結(jié)構(gòu)的酚醛樹(shù)脂可固化環(huán)氧樹(shù)脂。它們?cè)诩訜釛l件下彼此反應(yīng)，形成高度交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)聚合物，其既保持對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的良好粘附性，又為酚醛樹(shù)脂提供高的機(jī)械強(qiáng)度。
選用高分子量固體環(huán)氧樹(shù)脂和低分子量固體線型酚醛樹(shù)脂，采用氣流法將細(xì)樹(shù)脂粉分別粉碎成細(xì)樹(shù)脂粉，制備研磨拋光材料。所制備的研磨拋光材料具有結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，僅便于在制造過(guò)程中制造單組分環(huán)氧膠粘劑。
事實(shí)上，作為一個(gè)一般的光學(xué)研磨拋光材料，而不使用這樣的高的粘合強(qiáng)度，并且其是非常有必要的金屬拋光的材料。
酚醛—縮醛樹(shù)脂膠黏劑
酚 - 不使用可熔酚醛樹(shù)脂縮醛樹(shù)脂粘合劑，但線性結(jié)構(gòu)的熱塑性酚醛樹(shù)脂。少量聚乙烯醇縮丁醛改性的結(jié)合，并且可以改善吸水性酚醛樹(shù)脂的脆性，并降低壓縮成型時(shí)化合物的模制壓力。聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂的含有改性酚羥基在一定利于分子結(jié)構(gòu)溶解在乙醇中，將酚醛樹(shù)脂具有良好的相容性，交聯(lián)劑偏析期間加入不會(huì)出來(lái)設(shè)置。若添加集劑在固化過(guò)程中保持熱塑性塑料。因此，使用這種行為經(jīng)常使用其人為地控制該熱塑性或熱固性的物理特性，用于調(diào)整該磨料或研磨拋光材料的熱和機(jī)械性能的粘合性和硬度，得到固化的產(chǎn)品的不同的特性，為了，以適應(yīng)研磨和拋光光學(xué)元件需要軟玻璃零件加工或零個(gè)初級(jí)硬質(zhì)玻璃和玻璃部分的化學(xué)穩(wěn)定性差。
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