厌氧胶配方分析厌氧胶成分检测 [复制链接]

厌氧胶，又名绝氧胶、嫌气胶、螺纹胶、机械胶，国外亦称“厌氧锁固（紧）剂”，是一种新型密封胶粘剂。厌氧胶是一种单组分无溶剂的胶粘剂，当有氧气存在时，处于液态；所谓“厌氧”是指这种胶一旦隔绝氧气，在表面金属元素的催化下，能迅速固化，形成牢固的粘接界面。

厌氧胶具有以下特点

具有耐热、耐压、耐低温、耐药品、耐冲击、减震、防腐、防雾等良好性能。

胶缝外溢胶不固化，易于清除。

无溶剂、毒性低、危害小、无污染、用途广泛，密封，锁紧、固持、粘接、堵漏等均可储存稳定，胶液储存期一般为三。

厌氧胶因其具有独特的厌氧胶固化特性，已成为机械行业不可缺少的液体工具。可应用于锁紧、密封、固持、粘接、堵漏、密封、紧固、防松等工艺过程，同时，在航空航天、军工、汽车、机械、电子、电气等领域也有着广泛的应用。

典型的案列就是管道的平面密封、圆柱固持、螺纹锁固等配件的粘接。下面将重点介绍厌氧胶的成分组成。

厌氧胶配方成分分析检测

厌氧胶通常主要是由丙烯酸酯单体和引发剂、促进剂、稳定剂以及染料等组分所组成。根据特殊的要求，有些厌氧胶中还加入触变剂、增稠剂等。

丙烯酸酯单体

厌氧胶的主要成分是单体，从种类上看，几乎都是丙烯酸酯类，其中又以双酯类为主,也有少量单酯或三酯。典型的丙烯酸双酯的结构为：

化学式中：R为H、CH3；R′为多元醇、缩水二元醇及衍生物、不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯等。

单体是厌氧胶的主要成分，因此，单体的性能对厌氧胶的性能有很大的影响。

目前用得较多的单体主要有三种类型：

甲基丙烯酸和醇反应形成的单酯或多酯：常用的有聚乙二醇二甲基丙烯酸酯等；

甲基丙烯酸和带环氧基的化合物形成的环氧丙烯酸酯：使用这类单体制备的厌氧胶具有良好的耐介质、耐温性能，但耐冲击性稍差；

甲基丙烯酸和含羟酯类及异氰酸酯形成的聚氨酯丙烯酸酯等：用这种单体制备的厌氧胶具有良好的耐低温性和柔韧性；

在仪器谱图分析中，可通过红外光谱图（FTIR）判断丙烯酸单体结构体系，再通过核磁共振波谱图（NMR）、气相-质谱联用仪（GCMS）、热裂解-气相质谱联用仪（Py-GCMS）、质谱图（MS）等分析手段进行丙烯酸酯的结构解析，具体到其合成单体及其比例。

引发剂

引发剂通常为过氧化物，其特点是活性较小，温度超过℃时半衰期一般约为10h（半衰期是指在一定温度下，引发剂分解到初始浓度一半所需的时间，用来衡量引发剂的活性或反应速率。）

例如，在60℃时，半衰期为10小时的引发剂在某种溶剂（苯或甲苯）中的分解温度通常称为引发剂的分解温度）。常用的引发剂如表1所示（数据来自技术内部资料）。用量一般为总量的0.5%-5%，用量过少则引发速率过慢，用量过多会影响贮存期。

可通过气相-质谱联用仪（GCMS）、顶空-气相质谱联用仪（HS-GCMS）、核磁共振波谱仪（NMR）和质谱图（MS）等仪器分析手段帮助引发剂定性定量。在一般情况下，随着引发剂用量的增加，固化速度加快，储存稳定性下降。

促进剂

引发剂体系是一个可产生自由基的氧化还原体系，为使引发剂发生聚合时能加速固化，而又不能影响厌氧胶贮存周期和强度的促进剂。隔绝氧气后，是引发剂产生的初始自由基引发链的增长。促进剂大部分为具有还原性的含氮、含硫化合物和有机金属化合物，常见的促进剂如下图所示，常用添加质量比例约为0.1%-5%，这样既缩短了固化时间，又不影响其稳定性，还能拓宽厌氧胶的应用范围。

可通过气相-质谱联用仪（GCMS）、核磁共振波谱仪（NMR）和质谱图（MS）等仪器分析手段帮助促进剂定性定量。

助剂

阻聚剂：常见的阻聚剂为对苯二酚、对苯二醌、1,4-萘醌、对甲氧基苯酚、对羟基苯甲醚中的一种或几种的混合物，可通过气相-质谱联用仪（GCMS）进行定性，如需精确定量，可使用外标法，检出限达到mg/kg级别。

GCMS外标法原理：配置一系列不同浓度的标样，在特定的仪器条件及进样量下得到不同浓度相应不同的峰面积（峰高），由浓度及峰面积（峰高）的关系得到一条标准曲线，随后将样品在相同的仪器条件及进样量下进样，得到一个峰面积，再由此峰面积在标准曲线中得到相应的样品此种成分的浓度。最后根据稀释倍数及取样量进行换算得到最后的成分含量。

螯合剂：常见的金属离子螯合剂为乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸四钠盐、乙二胺四乙酸二钠盐、次氨基三乙酸二钠中的一种或几种的混合物，可通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）和质谱图（MS）进行定性定量。

触变剂：常见触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、蓖麻油、聚酰胺中的一种或几种的混合物，可通过红外光谱图（FTIR）、热裂解-气相质谱联用仪（Py-GCMS）等手段进行分析。

厌氧胶的发展趋势

厌氧胶发展至今，主要还是用于电器、电子行业的粘接、固持、锁紧等工艺。随着我国在航空、航天领域装备自主化程度的不断提高，在飞机和火箭发动机等部件的制造与维修中，用于螺纹件防松的胶黏剂逐渐受到人们的重视。但近年来新的品种不断开发出来，为了满足不同的需要，不断有新的固化体系开发成功的报道。厌氧胶产品也实现了更新换代，由最初的通用型厌氧胶陆续发展出了紫外光固化型厌氧胶、微胶囊型厌氧胶。

紫外光固化型厌氧胶

紫外光固化型厌氧胶是一种既可以用紫外线光固化，同时又可以用厌氧固化方式固化使用的双重固化型胶粘剂。它既包含了紫外光固化胶的光固化特性，又包含了厌氧胶的缺氧固化特性，避免单一性的使用操作，为实际使用提供多方的选择，满足了多种使用方式的新型特种胶粘剂。

微胶囊型厌氧胶

微胶囊型厌氧胶是一种将胶液包裹在胶囊中的厌氧胶产品，胶囊直径达微米级别，囊壁一般为明胶、聚乙烯醇或聚甲基丙烯酸酯等。使用时先将微胶囊分散在溶剂中，然后涂布在胶接表面上，除去溶剂、微胶囊呈固态覆盖在胶接表面，再将胶接件合拢，在外力下胶囊外膜被挤破，胶液流出，在隔绝空气情况下迅速固化，完成胶接过程。