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    粘接的理論基礎(chǔ)知識

    發(fā)布時間:2014-12-23 13:02:19   人瀏覽 來源: 橡膠技術(shù)網(wǎng)

    橡膠技術(shù)網(wǎng) - 粘合劑

      1、  機(jī)械理論

      機(jī)械理論認(rèn)為,膠粘劑必須滲入被粘物表面的空隙內(nèi),并排除其界面上吸附的空氣,才能產(chǎn)生粘接作用。在粘接如泡 沫塑料的多孔被粘物時,機(jī)械嵌定是重要因素。膠粘劑粘接經(jīng)表面打磨的致密材料效果要比表面光滑的致密材料好,這是因為(1)機(jī)械鑲嵌;(2)形成清潔表面;(3)生成反應(yīng)性表面;(4)表面積增加。由于打磨確使表面變得比較粗糙,可以認(rèn)為表面層物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變,從而提高了粘接強(qiáng)度。

      2、吸附理論

      吸附理論認(rèn)為,粘接是由兩材料間分子接觸和界面力產(chǎn)生所引起的。粘接力的主要來源是分子間作用力包括氫鍵力和范德華力。膠粘劑與被粘物連續(xù)接觸的過程叫潤濕,要使膠粘劑潤濕固體表面,膠粘劑的表面張力應(yīng)小于固體的臨界表面張力,膠粘劑浸入固體表面的凹陷與空隙就形成良好潤濕。如果膠粘劑在表面的凹處被架空,便減少了膠粘劑與被粘物的實際接觸面積,從而降低了接頭的粘接強(qiáng)度。

      許多合成膠粘劑都容易潤濕金屬被粘物,而多數(shù)固體被粘物的表面張力都小于膠粘劑的表面張力。實際上獲得良好潤濕的條件是膠粘劑比被粘物的表面張力低,這就是環(huán)氧樹脂膠粘劑對金屬粘接極好的原因,而對于未經(jīng)處理的聚合物,如聚乙烯、聚丙烯和氟塑料很難粘接。

      通過潤濕使膠粘劑與被粘物緊密接觸,主要是*分子間作用力產(chǎn)生永久的粘接。在粘附力和內(nèi)聚力中所包含的化學(xué)鍵有四種類型:

      (1) 離子鍵

      (2) 共價鍵

      (3) 金屬鍵

      (4) 范德華力

      3、擴(kuò)散理論

      擴(kuò)散理論認(rèn)為,粘接是通過膠粘劑與被粘物界面上分子擴(kuò)散產(chǎn)生的。當(dāng)膠粘劑和被粘物都是具有能夠運(yùn)動的長鏈大分子聚合物時,擴(kuò)散理論基本是適用的。熱塑性塑料的溶劑粘接和熱焊接可以認(rèn)為是分子擴(kuò)散的結(jié)果。

      4、靜電理論

      由于在膠粘劑與被粘物界面上形成雙電層而產(chǎn)生了靜電引力,即相互分離的阻力。當(dāng)膠粘劑從被粘物上剝離時有明顯的電荷存在,則是對該理論有力的證實。

      5、弱邊界層理論

      弱邊界層理論認(rèn)為,當(dāng)粘接破壞被認(rèn)為是界面破壞時,實際上往往是內(nèi)聚破壞或弱邊界層破壞。弱邊界層來自膠粘劑、被粘物、環(huán)境,或三者之間任意組合。如果雜質(zhì)集中在粘接界面附近,并與被粘物結(jié)合不牢,在膠粘劑和被粘物內(nèi)部都可出現(xiàn)弱邊界層。當(dāng)發(fā)生破壞時,盡管多數(shù)發(fā)生在膠粘劑和被粘物界面,但實際上是弱邊界層的破壞。

      聚乙烯與金屬氧化物的粘接便是弱邊界層效應(yīng)的實例,聚乙烯含有強(qiáng)度低的含氧雜質(zhì)或低分子物,使其界面存在弱邊界層所承受的破壞應(yīng)力很少。如果采用表面處理方法除去低分子物或含氧雜質(zhì),則粘接強(qiáng)度獲得很大的提高,事實業(yè)已證明,界面上確存在弱邊界層,致使粘接強(qiáng)度降低。

      6、粘接的一般過程

      在進(jìn)行粘接之前,首先要對被粘表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚缓髮?zhǔn)備好的膠粘劑均勻地涂覆在被粘物表面上,接著便是膠粘劑潤濕、流變、擴(kuò)散、滲透、疊合之后,使之緊密接觸。當(dāng)膠粘劑的大分子與被粘物表面的距離小于0.5nm時,則會互相吸引,產(chǎn)生范德華力或形成氫鍵、配位鍵、共價鍵、離子鍵、金屬鍵等,加上滲入孔隙中的膠粘劑,固化后生成無數(shù)的小"膠鉤子",從而完成了粘接過程,于是獲得了牢固的粘接。

      一般來說,粘接過程就是表面處理、涂膠、疊合、固化、后處理等,是一復(fù)雜的物理和化學(xué)過程。



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