非织造材料与工程专业“黏合剂与助剂”课程教学内容的调整与优化

谢艳霞,凤 权,阎 琳,魏安方,杨 莉

(安徽工程大学 纺织服装学院,安徽 芜湖 241000)

非织造产业是近几十年发展起来的新兴产业，被喻为纺织工业的朝阳产业。非织造技术涉及化工、造纸、高分子材料等多个学科，非织造产品在各个行业具有广泛的应用。目前非织造产业发展迅速，技术进步成效显著，已成为国家战略性新兴产业的组成部分和横跨多领域的高新技术产业。非织造材料与工程专业是教育部于2005年新增的本科专业，“黏合剂与助剂”是非织造材料与工程专业的专业必修课。非织造产品的制造流程一般由成网、加固、涂层、复合、后整理等工序组成[1]。黏合剂与助剂在非织造产品的化学黏合加固和热黏合加固、表面涂层改性和浸渍改性、功能性后整理(柔性、硬化、抗菌、印花、阻燃、抗静电、拒水拒油等)以及材料复合等技术领域都有广泛的应用[1-2]。黏合剂与助剂就像工业味精，起着重要且不可替代的作用，可大幅提高非织造产品的品质。因此，学好“黏合剂与助剂”课程，对于提高学生在非织造材料与工程领域的应用和创新能力，具有重要的实践意义。

一、 “黏合剂与助剂”课程教学内容的调整与优化思路

1. 教学内容现状

非织造产业是一个新兴产业，在设备、产品、技术、材料等方面还处于创新发展阶段，现有技术的系统研究和积淀还不够充分，目前专门针对非织造材料与工程专业的“黏合剂与助剂”课程的教材不多，我校(安徽工程大学)选择了由程博闻主编、中国纺织出版社出版的《非织造布用黏合剂》一书。该书较全面地论述了非织造黏合剂的黏合理论和在产业中的应用，重点介绍了天然及改性黏合剂、橡胶类黏合剂、聚合物黏合剂和热熔黏合剂等四类黏合剂[2]。教材内容通用性强，针对非织造产业黏合剂的专业性和分类不太鲜明，从分子结构和黏合原理方面对黏合剂的阐述不够深入，黏合剂配方的实用性和指导性也不太强。这些问题对“黏合剂与助剂”课程教学效果产生一定的影响。因此，我们对该课程的教学内容进行调整，精选出非织造产业领域的专用黏合剂并补充新型黏合剂，将黏合剂进行科学分类，充分论述黏合剂主体材料的分子结构、性能特点及黏合机理。

2. 调整与优化思路

原教材《非织造布用黏合剂》中的黏合理论、黏合剂基本原料、黏合剂在非织造布中的应用、黏合剂的鉴别及性能测试等内容为黏合剂的基础知识；天然及改性黏合剂、橡胶类黏合剂、聚合物黏合剂和热熔黏合剂[2]等内容分别介绍各类黏合剂。其黏合剂的分类是以主体材料为主线，这种分类方法的特点是黏合剂通用性强，但是针对非织造产业的专业性不强。

目前，非织造产业用黏合剂的形态主要有水基黏合剂和固体热熔黏合剂，还有部分溶剂基黏合剂[2-5]。黏合剂的主体材料相同但存在形态不同时，其配方组成、制备工艺和施放方式也会有很大差别。比如，水基丁腈橡胶黏合剂的主体材料是丁腈胶乳(水分散液)，辅助材料有稳定剂、分散剂、乳化剂、交联剂和其他添加剂，采用乳液搅拌工艺制备，制备的关键点是提高组分的分散稳定性[4]，这种黏合剂施放的主要方式是浸渍整理。而溶剂基丁腈橡胶黏合剂的主体材料是丁腈橡胶(固体胶块)，辅助材料有硫化剂、防老剂、填充剂、增塑剂以及其他添加剂和溶剂，采用橡胶塑炼、混炼、切块和搅拌溶解工艺制备，制备的要点是调控橡胶混炼性能和溶剂溶解性能，这种黏合剂施放的主要方式是涂层整理[2]。因此，黏合剂形态不同时，课程教学内容应有较大的区别。

据此，结合非织造产业黏合剂的特点，在教学内容中以黏合剂的形态来分类，将非织造产业黏合剂类型分为水基胶乳黏合剂、水基聚合物黏合剂、水基天然黏合剂、热熔黏合剂和其他黏合剂五类(将溶剂基黏合剂归入其他黏合剂)。这样的分类更好地体现了非织造产业黏合剂的专业性。

二、 水基胶乳黏合剂教学内容的调整与优化

本章教学内容是在原教材“橡胶类黏合剂”的基础上调整的。原教材将橡胶黏合剂分为氯丁、丁腈、天然、丁苯和其他橡胶黏合剂五节，每节内容按照胶乳/橡胶合成→橡胶黏合剂组成→制备→应用的主线阐述[2]。教材内容偏向于通用溶剂型橡胶黏合剂的介绍，对非织造产业常用的水基胶乳黏合剂的制备和应用略有提及，但没有给出系统的论述。

水基胶乳黏合剂一般与其他黏合剂并用，也可单独使用，需要采用交联剂交联固化[3]，主要用来提高材料的柔韧和耐曲挠性能。随着科技的发展和产业需求的变化，除常规的天然、氯丁、丁腈和丁苯胶乳外，胶乳黏合剂种类不断增加[4]，如丁吡和聚醋酸乙烯等胶乳黏合剂已在非织造产业中得到重要应用。胶乳黏合剂的成分包括橡胶添加剂和胶乳配合剂[2-3]，胶乳配合剂通常以水溶性/粉末状固体和油状液体状态存在，必须制备成溶液、悬浮液和乳浊液后才可加入到胶乳中以保持体系的分散稳定性[3-4]。上述新增的胶乳黏合剂及胶乳配合剂的制备等内容在原教材中没有提到，有必要增加到教学内容中。

因此，本章教学内容以水基胶乳黏合剂为主进行调整与优化，增加胶乳黏合剂的组成及黏合原理、配合剂制备、胶乳黏合剂的种类和应用等教学内容。教学中还要强化黏合剂组分的分子结构、基于结构的性能特点和作用原理。这种调整优化突出了非织造产业胶乳黏合剂的重要性、专业性和系统性，与产业发展紧密结合。

三、 水基聚合物黏合剂教学内容的优化与调整

本章教学内容是在原教材“聚合物黏合剂”的基础上调整的。原教材内容包括酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、水溶性聚合物黏合剂和其他聚合物黏合剂。每节内容按聚合物合成→结构与性能→组成与制备→应用的主线阐述[2]。教材中介绍的黏合剂种类较多，但黏合剂的特点阐述得不够突出，导致学生学得快也忘得快，较难牢固掌握黏合剂的核心知识。

水基聚合物黏合剂的黏合机理主要为化学键合和热熔冷却固化，这两种黏合机理分别对应于热固性树脂黏合剂和热塑性树脂黏合剂。原教材中介绍的热固性树脂黏合剂有酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯树脂，而热塑性树脂黏合剂仅在酚醛树脂和丙烯酸酯树脂中有所提及[2]。实际上，教材中介绍的聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛等水溶性聚合物，产业中大量应用的丙烯酸酯黏合剂和醋酸乙烯酯黏合剂等水基聚合物，都属于热塑性树脂黏合剂。

因此，本章教学内容以黏合机理为主线进行调整与优化，将水基聚合物黏合剂分为水基热固性聚合物黏合剂和水基热塑性聚合物黏合剂。教学内容将原有章节结构打乱重新组合，每节内容设计的主线是聚合物结构和黏合原理→聚合物合成→黏合剂组成与制备工艺→黏合剂应用。这种调整与优化使水基聚合物黏合剂的特点鲜明突出，有利于学生从黏合作用本质的角度去认识和掌握水基聚合物黏合剂，也有利于提高学生科学准确地选用黏合剂的能力。

四、 水基天然黏合剂教学内容的调整与优化

本章教学内容是在原教材“天然及改性黏合剂”的基础上调整的。原教材内容包括动物黏合剂、植物黏合剂和矿物黏合剂，黏合剂的具体种类有动物胶、植物淀粉、植物纤维素、植物蛋白和矿物沥青等[2]。原教材对天然黏合剂的结构、特点及改性方面的阐述较为全面，对黏合剂组成、组分作用和制备工艺等偏于应用的内容阐述较少，学生在实际操作中会遇到一定困难。

因此，本章教学内容在原教材基础上增加了淀粉黏合剂的配方组成、组分作用、特点及用量以及制备工艺等教学内容。这种调整增强了天然黏合剂制备的实践性，提高了学生学习黏合剂的趣味性。

五、 热熔黏合剂教学内容的调整与优化

本章教学内容是在原教材“热熔黏合剂”的基础上调整的。本章所述热熔黏合剂主要以固体状态存在，液态热熔黏合剂归入水基聚合物一章。原教材“热熔黏合剂”的内容包括热熔胶的制备、应用、固化以及新型热熔胶，其中热熔胶制备主要介绍了挤出机造粒制备各种形状热熔胶的方法[2]。

相对于其他黏合剂，热熔胶在非织造产业领域应用广泛，是黏合剂产业最有发展潜力的品种。热熔胶的形态不仅有各种形状的颗粒，还有胶棒、胶块、粉末、负载在背衬层上的胶带[5]以及热熔胶膜和热熔网膜等。热熔网膜黏合剂具有黏接均匀、环保、结构强度高等特点，广泛应用于高端产品的黏接。热熔网膜黏合剂主要采用熔喷工艺制备，与常规热熔胶黏合剂的制备方法完全不同[6]。热熔胶黏合剂包括乙烯共聚物、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等常规品种和耐高温有机硅热熔胶。热熔胶形态的多样性和耐高温有机硅热熔胶等新型种类在原教材中没有介绍。

因此，本章教学内容在原教材基础上增加了热熔胶存在形态及其对应的制备方法等，并将熔喷法制备热熔网膜及热熔复合网膜技术作为重点教学内容；增加了有机硅热熔黏合剂的教学内容，重点讲述有机硅压敏黏合剂及其黏合机理、配方及组成、制备等，将高性能热熔黏合剂的概念引入到课堂教学中。这种调整与产业发展紧密结合，可提高学生在实际工作中快速适应的能力。

六、 其他黏合剂教学内容的调整与优化

本章教学内容是在原教材“橡胶类黏合剂”的基础上调整的。原教材中论述的固体橡胶黏合剂在非织造产品中的应用较少，但是在其他纺织产品和复合材料领域用途较广，因此仍作为教学内容的一部分。另外，增加了液体橡胶黏合剂，如液体丁腈橡胶、液体三元乙丙橡胶、液体硅橡胶等。液体橡胶黏合剂一般以溶剂基形态存在，但是其加工制备方法比固体橡胶更简便。液体橡胶黏合剂的应用范围正在迅速扩大，在非织造产业中的应用也越来越多。

七、 结语

针对非织造材料与工程专业“黏合剂与助剂”课程教学内容存在的黏合剂专业性不突出问题，结合非织造产业黏合剂的应用现状和发展趋势，对“黏合剂与助剂”课程的教学内容进行调整与优化，分为水基胶乳黏合剂、水基聚合物黏合剂、水基天然黏合剂、热熔黏合剂和其他黏合剂五部分；增加了新型黏合剂及其制备技术，以及聚合物结构、特点和黏合机理等教学内容。教学内容的调整与优化紧密结合非织造产业的技术发展，提高了课程教学的趣味性、实践性和科学性，也为教材的改版或非织造黏合剂新教材的出版提供了思路。