聚甲基丙烯酸甲酯的粘接方法
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料粘接技术手册》第277页(2480字)
对于同种甲基丙烯酸甲酯的粘接用以下几种方法:摩擦、熔接、溶剂粘接和胶粘剂粘接。当其和其它材料粘接时,常使用溶剂胶粘剂和合成树脂胶粘剂。但应注意若其它材料中存在增塑剂时,增塑剂将向丙烯酸树脂中迁移,成为粘接后龟裂的原因。一般为了防止粘接后残留应力引起龟裂,粘接后必须加温退火。典型的退火温度约低于形变温度5~6℃,以下退火条件在某些应用中是合适的:
流动性好的聚丙烯酸酯类 60℃ 2h
流动性差的聚丙烯酸酯类 77℃ 2h
对于厚件需要更长的退火时间,退火处理的温度根据成型品的组成和性质而定。最适当的处理工艺条件必须根据实际情况,通过实验测定。
聚甲基丙烯酸甲酯的粘接方法有下述四种。
1.摩擦熔接
摩擦熔接较适用于棒状物。
2.热接触焊接
熔接是采用聚丙烯酸树脂的焊条,加热熔融粘接。加热空气的温度为250~290℃,压力为0.1~0.12MPa。
3.溶剂粘接
用溶剂粘接时,常使用单一溶剂、加入单体的溶剂和加入聚合物或预聚物的溶剂。下面介绍几个实例。
实例一:单一溶剂。
一般采用二氯甲烷、二氯乙烯,但易发生白化和龟裂,也可以使用三氯甲烷、丙酮、甲乙酮、甲苯、二甲苯、氯苯等,或在溶剂中加入少量的酚醛、甲基丙烯酸酯、醋酸乙酯和冰醋酸等。例如:
三氯甲烷 100(重量份)
有机玻璃 10
实例二:预聚物(低分子聚合物)。
在甲基丙烯酸甲酯单体中加入1%的BPO(过氧化苯甲酰),在80~90℃下聚合40~50min,即得到预聚物,用它涂在粘接面上,在30~40℃下,加压20h聚合,然后在70~100℃下退火24h。
实例三:单体和聚合物粉末并用。
在甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体中,溶解聚甲基丙烯酸甲酯粉末作为胶粘剂。在粘接时,单体聚合得到较大的强度。这种方法,常被用于牙科中。使用二型液时,一液是MMA单体,另一液是在PMMA粉末中混入催化剂,用过氧化苯甲酰(BPO)等过氧化物作催化剂时,须加热。而以氧化还原催化剂时,在室温下可聚合
实例四:涂料胶粘剂。
二氯甲烷 60(重量份)
甲基丙烯酸甲酯(MMA) 40
过氧化苯甲酰(BPO) 0.2
聚甲基丙烯酸甲酯粉末 3~7
为保证形成正确厚度的垫膜,二氯甲烷与MMA的配比应保持在适当的范围内,这很容易用测定胶粘剂的相对密度来校对。下面是在不同温度下相对密度的适宜范围:
温度(℃) 相对密度许可范围
20 1.17~1.21
25 1.16~1.20
30 1.15~1.19
35 1.14~1.18
40 1.13~1.17
如相对密度太低,应加三氯甲烷来调节。该配方中,也可加适量的过氧化苯甲酰(引发剂)的稳定剂——樟脑。
实例五:二氯乙烷 40(重量份)
丙酮 40
聚甲基丙烯酸甲酯粉末 20
实例六:冰醋酸 97(重量份)
聚甲基丙烯酸甲酯粉末 3
上述溶剂胶粘剂或预聚物,使用于同种丙烯酸树脂及其与金属、织物、橡胶、聚氯乙烯塑料、纤维素塑料等其它材料的粘接。
因为PMMA干燥后,由于应力易引起龟裂,粘接前应在二氯乙烷中浸渍15~30min,使其充分软化,若用冰醋酸,则需浸渍60min。使用上述配方的胶粘剂,粘接后在常温下停放数小时,才能获得好的胶接强度。24h后方可进行机械加工。
4.胶粘剂粘接
同种聚甲基丙烯酸甲酯的粘接,常使用的胶粘剂:丁腈橡胶、室温固化硅橡胶、聚醋酸乙烯酯、酚醛—丁腈、氰基丙烯酸酯、聚硫橡胶、间苯二酚、三聚氰氨—甲醛树脂、聚氨酯树脂等胶粘剂。