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浅谈工业胶粘剂的粘接原理
- 2020-09-18-

浅谈工业胶粘剂的粘接原理

虽然针对粘接机理的研究由来已久,但是由于工业胶粘剂本身材料特性复杂,而且与粘接界面有关的理论还不完善、不成熟,加之影响粘接接头强度的因素众多,所以至今仍没有一个统一的理论可以完整地解释粘接现象。目前为止,大概有以下几种理论在不同程度上解释了粘接原理:

施敏打硬工业胶粘剂.png

1.机械结合理论。机械理论认为,工业胶粘剂必须渗入被粘物表面的空隙内,并排除其界面上吸附的空气,才能产生粘接作用。在粘接如泡沫塑料的多孔被粘物时,机械嵌定是重要因素。工业胶粘剂粘接经表面打磨的致密材料效果要比表面光滑的致密材料好,这是因为机械镶嵌;形成清洁表面;生成反应性表面;表面积增加。由于打磨确使表面变得比较粗糙,可以认为表面层物理和化学性质发生了改变,从而提高了粘接强度。

2.吸附理论。吸附理论认为,粘接是由两材料间分子接触和界面力产生所引起的。粘接力的主要来源是分子间作用力,包括氢键力和范德华力。工业胶粘剂与被粘物连续接触的过程叫润湿,要使胶粘剂润湿固体表面,胶粘剂的表面张力应小于固体的临界表面张力,胶粘剂浸入固体表面的凹陷与空隙就形成良好润湿。如果工业胶粘剂在表面的凹处被架空,便减少了胶粘剂与被粘物的实际接触面积,从而降低了接头的粘接强度。

3.扩散理论。扩散理论认为,粘接是通过工业胶粘剂与被粘物界面上分子扩散产生的。当胶粘剂和被粘物都是具有能够运动的长链大分子聚合物时,扩散理论基本是适用的。热塑性塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的结果。

4.化学键理论。粘接作用主要是由化学键的作用而形成的。工业胶粘剂与被粘物之间发生了化学反应,产生主价键结合。其中,所包含的化学键有离子键、共价键和金属键。

5.静电理论。由于在工业胶粘剂与被粘物界面上形成双电层而产生了静电引力,即相互分离的阻力。当胶粘剂从被粘物上剥离时有明显的电荷存在,则是对该理论有力的证实。

6.弱边界层理论。弱边界层理论认为,当粘接破坏被认为是界面破坏时,实际上往往是内聚破坏或弱边界层破坏。弱边界层来自胶粘剂、被粘物、环境,或三者之间任意组合。如果杂质集中在粘接界面附近,并与被粘物结合不牢,在工业胶粘剂和被粘物内部都可出现弱边界层。当发生破坏时,尽管多数发生在胶粘剂和被粘物界面,但实际上是弱边界层的破坏。

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