木材涂料與膠黏劑1-2章

1、( (二二) )木材膠接的意義木材膠接的意義1. 提高木材利用提高木材利用效率效率。(十一五期間由十一五期間由65%提高到提高到80%)2. 2. 低劣質(zhì)木材、小徑材、低劣質(zhì)木材、小徑材、殘廢材、加工剩余物、農(nóng)殘廢材、加工剩余物、農(nóng)副產(chǎn)品的有效利用；副產(chǎn)品的有效利用；3. 提高木質(zhì)材料性能。各種人造板及復(fù)合材料的制造提高木質(zhì)材料性能。各種人造板及復(fù)合材料的制造（工程材料、電屏蔽材料、強(qiáng)化木地板、人造板二次加工）。（工程材料、電屏蔽材料、強(qiáng)化木地板、人造板二次加工）。 原木 立體切削加工品 壓縮成型加工后 加熱處理后 加工后 電鍍門和地板l緒論緒論l本緒論要點(diǎn)：本緒論要點(diǎn)：l1，膠粘劑的定義；膠

2、粘劑的定義；2，膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)；膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)；3，在木材加工中的應(yīng)用；在木材加工中的應(yīng)用；4，發(fā)展方向，發(fā)展方向一、膠粘劑的定義：一、膠粘劑的定義： 膠粘劑膠粘劑就是在一定條件下通過就是在一定條件下通過粘附粘附作用能把被粘作用能把被粘物結(jié)合在一起的物質(zhì)，又叫粘合劑、膠黏劑，習(xí)慣上物結(jié)合在一起的物質(zhì)，又叫粘合劑、膠黏劑，習(xí)慣上稱為膠（但不宜稱作膠水）。稱為膠（但不宜稱作膠水）。幾個常用術(shù)語：幾個常用術(shù)語： 粘附粘附(adhesion)：兩個表面靠化學(xué)力、物理力或兩者：兩個表面靠化學(xué)力、物理力或兩者兼有的力使之結(jié)合在一起的狀態(tài)。兼有的力使之結(jié)合在一起的狀態(tài)。 膠合、膠合、 膠接、

3、粘接、粘結(jié)膠接、粘接、粘結(jié)(adhere, bond )：用膠粘劑：用膠粘劑將被粘物連接在一起的過程。將被粘物連接在一起的過程。 膠接技術(shù)膠接技術(shù)：選擇適宜的膠粘劑，選擇適當(dāng)?shù)慕宇^：選擇適宜的膠粘劑，選擇適當(dāng)?shù)慕宇^形式，采用合理的粘接工藝而達(dá)到粘接目的的方法。形式，采用合理的粘接工藝而達(dá)到粘接目的的方法。 粘度粘度(viscosity )：流體層間的剪切應(yīng)力與層間剪切：流體層間的剪切應(yīng)力與層間剪切速率之比。粘度是流體流動阻力的量度。速率之比。粘度是流體流動阻力的量度。1 Pas(NS/m2) = 1000 cP=1000mPas=10P（泊）（泊） 。 膠接強(qiáng)度膠接強(qiáng)度(bonding str

4、ength)：膠接面破壞時，單：膠接面破壞時，單位面積破壞所需的力。單位：位面積破壞所需的力。單位：MPa，kg/cm2。 1兆帕兆帕(MPa)= 10.2 kg/cm2=9.8大氣壓大氣壓(atm)二、膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)及在國民經(jīng)濟(jì)中二、膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)及在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的地位與作用1，膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn)，膠粘劑與膠接技術(shù)的特點(diǎn) 膠粘劑和膠接技術(shù)與傳統(tǒng)的膠粘劑和膠接技術(shù)與傳統(tǒng)的鉚接、鉚接、螺接、焊接螺接、焊接等連接技術(shù)相比有很多特等連接技術(shù)相比有很多特點(diǎn)。點(diǎn)。1）膠接適用范圍廣）膠接適用范圍廣 膠接不受被膠膠接不受被膠接材料的類型、幾何形狀的限制。厚、接材料的類型、幾何

5、形狀的限制。厚、薄，硬、軟，大、小，材質(zhì)不同。薄，硬、軟，大、小，材質(zhì)不同。2）膠接應(yīng)力分布均勻、很少產(chǎn)生傳統(tǒng)連接常出現(xiàn)的應(yīng)）膠接應(yīng)力分布均勻、很少產(chǎn)生傳統(tǒng)連接常出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，可以提高抗疲勞強(qiáng)度。力集中現(xiàn)象，可以提高抗疲勞強(qiáng)度。一般膠接的反復(fù)疲一般膠接的反復(fù)疲勞強(qiáng)度破壞為勞強(qiáng)度破壞為4106次，而鉚接只有次，而鉚接只有2105。薄板膠接耐振性比鉚接或。薄板膠接耐振性比鉚接或螺接高螺接高50左右。左右。3）膠接工藝簡單，設(shè)備投資少，）膠接工藝簡單，設(shè)備投資少， 易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率高。易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率高。4）膠接可以減輕結(jié)構(gòu)件重量、節(jié)約材料。）膠接可以減輕結(jié)構(gòu)件重量、節(jié)約材料。 采

6、用膠接可使飛機(jī)重量下降采用膠接可使飛機(jī)重量下降20以上，成本下降以上，成本下降30以上。以上。 膠粘劑的使用量是現(xiàn)代汽車水平的一個重要標(biāo)志。膠粘劑的使用量是現(xiàn)代汽車水平的一個重要標(biāo)志。5）膠接受力面大，機(jī)械強(qiáng)度高。）膠接受力面大，機(jī)械強(qiáng)度高。 6）膠接制件表面光滑、平整、美觀，能提高空氣動力）膠接制件表面光滑、平整、美觀，能提高空氣動力學(xué)特性和美觀性。學(xué)特性和美觀性。7）膠接的密封性能優(yōu)良，并且具有耐水、防腐和電絕）膠接的密封性能優(yōu)良，并且具有耐水、防腐和電絕緣等性能?？梢苑乐菇饘俚碾娀瘜W(xué)腐蝕。緣等性能?？梢苑乐菇饘俚碾娀瘜W(xué)腐蝕。8）膠接可以實(shí)現(xiàn)）膠接可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工和獨(dú)特組裝，也可功能性膠精

7、細(xì)加工和獨(dú)特組裝，也可功能性膠接。接。如集成電路、人體組織膠接。如集成電路、人體組織膠接。9 9）膠接工藝溫度低，對熱敏部件損害小。膠接工藝溫度低，對熱敏部件損害小。1010）粘接修補(bǔ)、密封堵漏快捷高效。）粘接修補(bǔ)、密封堵漏快捷高效。水下修補(bǔ)，帶電操作。水下修補(bǔ)，帶電操作。 總之，膠粘劑以其總之，膠粘劑以其膠接方便、快速、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能膠接方便、快速、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能而著稱，已從木材加工業(yè)逐步擴(kuò)展到航空、航天、航而著稱，已從木材加工業(yè)逐步擴(kuò)展到航空、航天、航海、原子能、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、建筑、紡織、電海、原子能、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、建筑、紡織、電子、化工、醫(yī)療、文化體育等各個領(lǐng)域和人民生活的子、化工、

8、醫(yī)療、文化體育等各個領(lǐng)域和人民生活的各個方面。各個方面。 當(dāng)然，膠粘劑和膠接技術(shù)還不是十全十美的，也當(dāng)然，膠粘劑和膠接技術(shù)還不是十全十美的，也存在著一些缺點(diǎn)。存在著一些缺點(diǎn)。1）膠接質(zhì)量容易受各種因素影響，產(chǎn)品性能的重現(xiàn)性）膠接質(zhì)量容易受各種因素影響，產(chǎn)品性能的重現(xiàn)性較差。較差。人造板制造：膠合板、纖維板人造板制造：膠合板、纖維板2）無損檢測還不成熟，膠接的可靠性還較差。）無損檢測還不成熟，膠接的可靠性還較差。常常需要常常需要進(jìn)行破壞性實(shí)驗進(jìn)行破壞性實(shí)驗 ，周期性長，浪費(fèi)試件、時間、資金。，周期性長，浪費(fèi)試件、時間、資金。3）膠接物常需要表面處理，膠接工藝要求嚴(yán)格。）膠接物常需要表面處理，膠接

9、工藝要求嚴(yán)格。PE等的等的膠合常常要進(jìn)行表面處理，普通白乳膠不能在膠合常常要進(jìn)行表面處理，普通白乳膠不能在0以下膠接；酚醛樹脂要在較以下膠接；酚醛樹脂要在較高溫度下膠合。高溫度下膠合。 松木膠接、染色單板膠接，堿性木材膠接松木膠接、染色單板膠接，堿性木材膠接4）膠接的力學(xué)性能和耐老化性等的研究與金屬等材料）膠接的力學(xué)性能和耐老化性等的研究與金屬等材料相比還十分不成熟。相比還十分不成熟。規(guī)律性性差，重現(xiàn)性差。規(guī)律性性差，重現(xiàn)性差。5）高分子膠粘劑的膠接的溫度使用范圍限制大。）高分子膠粘劑的膠接的溫度使用范圍限制大。 熱熔膠熱熔膠6）貯存期短。）貯存期短。 總之，膠接一般強(qiáng)度不夠高、耐熱性低、耐久

10、性較總之，膠接一般強(qiáng)度不夠高、耐熱性低、耐久性較差，重復(fù)性差；無損檢測還不成熟；膠接在很多方面還差，重復(fù)性差；無損檢測還不成熟；膠接在很多方面還不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接方式，如焊接、鉚接等。不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接方式，如焊接、鉚接等。 但膠接是一門古老而年輕的技術(shù)，它的缺點(diǎn)通過技但膠接是一門古老而年輕的技術(shù)，它的缺點(diǎn)通過技術(shù)進(jìn)步是可以得到改進(jìn)的。術(shù)進(jìn)步是可以得到改進(jìn)的。2，膠粘劑在國民經(jīng)濟(jì)主要部門中的作用，膠粘劑在國民經(jīng)濟(jì)主要部門中的作用1）航空工業(yè)）航空工業(yè) 膠粘劑的使用使飛機(jī)的強(qiáng)度提高、結(jié)構(gòu)變輕、膠粘劑的使用使飛機(jī)的強(qiáng)度提高、結(jié)構(gòu)變輕、抗疲勞性提高、壽命延長、生產(chǎn)效率提高?？蛊谛蕴岣摺勖?/p>

11、延長、生產(chǎn)效率提高。2）航天工業(yè)）航天工業(yè) 在人造衛(wèi)星、宇宙飛船和運(yùn)載火箭等中膠粘劑也在人造衛(wèi)星、宇宙飛船和運(yùn)載火箭等中膠粘劑也是大顯身手。膠粘劑的使用使航天器的結(jié)構(gòu)輕量化是大顯身手。膠粘劑的使用使航天器的結(jié)構(gòu)輕量化、合理化，推力大為提高。、合理化，推力大為提高。3 3）汽車工業(yè)）汽車工業(yè) 汽車的發(fā)展趨勢應(yīng)該是汽車的發(fā)展趨勢應(yīng)該是輕量化輕量化，以便于節(jié)能、，以便于節(jié)能、提高車速。提高車速。4）電子工業(yè)）電子工業(yè) 國外，膠粘劑國外，膠粘劑1020用于電子工業(yè)。用于電子工業(yè)。5 5）建筑工業(yè)）建筑工業(yè) 建筑工業(yè)是膠粘劑和密封劑最大的應(yīng)用市場之一。建筑工業(yè)是膠粘劑和密封劑最大的應(yīng)用市場之一。 6 6

12、）制鞋工業(yè)）制鞋工業(yè) 世界鞋年產(chǎn)量世界鞋年產(chǎn)量100100億雙，中國最多，為億雙，中國最多，為3030億。億。70708080是膠粘鞋。是膠粘鞋。 7 7）包裝工業(yè)）包裝工業(yè)三、膠粘劑在林產(chǎn)品木材工業(yè)中的應(yīng)用三、膠粘劑在林產(chǎn)品木材工業(yè)中的應(yīng)用 70以上的木制品使用膠粘劑。木材加工業(yè)是膠粘劑用以上的木制品使用膠粘劑。木材加工業(yè)是膠粘劑用量最大的部門。量最大的部門。 據(jù)報道，我國大約據(jù)報道，我國大約50-60的膠粘劑用于木材加工。的膠粘劑用于木材加工。三、膠粘劑在木材工業(yè)中的應(yīng)用三、膠粘劑在木材工業(yè)中的應(yīng)用膠粘劑是提高木材利用效率的關(guān)鍵。膠粘劑是提高木材利用效率的關(guān)鍵。1. 提高木材利用率。提高木

13、材利用率。(十一五期間由十一五期間由65%提高到提高到80%)2. 低劣質(zhì)木材、小徑材、殘廢材、低劣質(zhì)木材、小徑材、殘廢材、加工剩余物、農(nóng)副產(chǎn)品的有效利用；加工剩余物、農(nóng)副產(chǎn)品的有效利用；3. 提高木質(zhì)材料性能。各種復(fù)合材提高木質(zhì)材料性能。各種復(fù)合材料的制造料的制造（木塑、電屏蔽材料、強(qiáng)化木（木塑、電屏蔽材料、強(qiáng)化木地板、人造板二次加工）。地板、人造板二次加工）。 四、膠粘劑的發(fā)展歷史與展望四、膠粘劑的發(fā)展歷史與展望一、一、 歷史歷史 幾千年前人類就開始使用膠粘劑，主要是一些天幾千年前人類就開始使用膠粘劑，主要是一些天然的無機(jī)膠粘劑和動植物膠粘劑。然的無機(jī)膠粘劑和動植物膠粘劑。 而只有合成膠粘

14、劑的出現(xiàn)才使得膠粘劑得以長足而只有合成膠粘劑的出現(xiàn)才使得膠粘劑得以長足發(fā)展，也才使得膠粘劑成為一門科學(xué)，一門發(fā)展，也才使得膠粘劑成為一門科學(xué)，一門發(fā)展最快發(fā)展最快的新興的邊緣學(xué)科的新興的邊緣學(xué)科。合成樹脂膠粘劑的發(fā)展可大致分。合成樹脂膠粘劑的發(fā)展可大致分為為3個階段，誕生期：個階段，誕生期：20世紀(jì)初至世紀(jì)初至30年代，成長期：年代，成長期： 20世紀(jì)世紀(jì)30年代至年代至60年代，成熟期：年代，成熟期：60年代以后。年代以后。 我國膠粘劑品種已從我國膠粘劑品種已從1983年的年的600種，猛增到種，猛增到3500種，種，2003年產(chǎn)量已達(dá)到年產(chǎn)量已達(dá)到430萬噸。萬噸。（ ？）？） 我國人造板

15、我國人造板2003年產(chǎn)量為年產(chǎn)量為4553萬萬M3，其用膠量，其用膠量約為約為450萬噸。如果換算成液體膠大概為萬噸。如果換算成液體膠大概為900萬噸！萬噸！ 2007年，中國膠黏劑和密封劑的產(chǎn)量為年，中國膠黏劑和密封劑的產(chǎn)量為312.5 萬噸（不含三醛膠）萬噸（不含三醛膠）. 二、膠粘劑的發(fā)展方向與前景二、膠粘劑的發(fā)展方向與前景1）遵循）遵循4E原則原則 21世紀(jì)的發(fā)展強(qiáng)調(diào)世紀(jì)的發(fā)展強(qiáng)調(diào)綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展，開發(fā)膠，開發(fā)膠粘劑和密封劑新品種不能只強(qiáng)調(diào)使用價值，還必須考粘劑和密封劑新品種不能只強(qiáng)調(diào)使用價值，還必須考慮環(huán)保價值。慮環(huán)保價值。國際產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求是國際產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求是

16、生態(tài)環(huán)境生態(tài)環(huán)境（ Environment ）、）、節(jié)約能源節(jié)約能源（Energy）、）、經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益（Economy）并舉，簡稱）并舉，簡稱3E要求要求；而對于膠粘劑則提；而對于膠粘劑則提出了出了4E要求：低成本要求：低成本（ Economics）、節(jié)約能源、節(jié)約能源（Energy）、高性能、高性能（Excellence）、無公害、無公害（Environment）。 出于對出于對環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)的要求，膠粘劑的發(fā)展方向出現(xiàn)的要求，膠粘劑的發(fā)展方向出現(xiàn)了新特征，主要是了新特征，主要是水性化、固體化、無溶劑化、低毒水性化、固體化、無溶劑化、低毒化、高固體含量化化、高固體含量化等。等。2） 采

17、用新技術(shù)采用新技術(shù) 共混與復(fù)合技術(shù)、納米技術(shù)、生共混與復(fù)合技術(shù)、納米技術(shù)、生物工程技術(shù)物工程技術(shù) 、輻射固化技術(shù)、可降、輻射固化技術(shù)、可降解技術(shù)解技術(shù) 國外已經(jīng)將納米級國外已經(jīng)將納米級SiO2用于膠粘用于膠粘劑；美國康涅狄格大學(xué)仿照貝殼膠粘劑；美國康涅狄格大學(xué)仿照貝殼膠粘劑，研制出一種可在幾分（秒）內(nèi)固劑，研制出一種可在幾分（秒）內(nèi)固化、形成高強(qiáng)度的膠粘劑，可用于治化、形成高強(qiáng)度的膠粘劑，可用于治療骨折或肌肉創(chuàng)傷。療骨折或肌肉創(chuàng)傷。3）重視開拓市場和重視基礎(chǔ)研究）重視開拓市場和重視基礎(chǔ)研究4）加強(qiáng)國內(nèi)、國際合作與交流）加強(qiáng)國內(nèi)、國際合作與交流第一章第一章 膠接理論基礎(chǔ)膠接理論基礎(chǔ)本章要點(diǎn)：本章

18、要點(diǎn)：1.膠接理論定義；膠接理論定義；2. 幾種膠接理論的要點(diǎn)、局限性；幾種膠接理論的要點(diǎn)、局限性；3.接觸角的概念與意義，膠粘劑對被粘物表面的濕潤接觸角的概念與意義，膠粘劑對被粘物表面的濕潤以及接觸角與膠接質(zhì)量的關(guān)系以及接觸角與膠接質(zhì)量的關(guān)系。 膠合板膠合板膠合強(qiáng)度膠合強(qiáng)度測定測定刨花板、纖維板刨花板、纖維板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度測定測定刨花板、纖維板刨花板、纖維板握釘力握釘力測定測定纖維板 750-1000N 甲醛釋放量測定（干燥器法：甲醛釋放量測定（干燥器法：膠合板、細(xì)木工板、地板）膠合板、細(xì)木工板、地板） 膠接是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程。膠接是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程。 它包括膠粘劑它包括膠

19、粘劑與被粘物的接觸、膠粘劑的液化流動、對被粘物的潤濕、與被粘物的接觸、膠粘劑的液化流動、對被粘物的潤濕、擴(kuò)散、滲透、固化等。膠接涉及到高分子化學(xué)、高分子擴(kuò)散、滲透、固化等。膠接涉及到高分子化學(xué)、高分子物理學(xué)、界面化學(xué)、材料力學(xué)、熱力學(xué)、流變學(xué)等多門物理學(xué)、界面化學(xué)、材料力學(xué)、熱力學(xué)、流變學(xué)等多門學(xué)科。因此，它是一門跨學(xué)科的科學(xué)技術(shù)。學(xué)科。因此，它是一門跨學(xué)科的科學(xué)技術(shù)。膠接理論在膠接理論在20世紀(jì)世紀(jì)40年代開始提出。膠接技術(shù)在航年代開始提出。膠接技術(shù)在航空航天飛行器等尖端科技領(lǐng)域的應(yīng)用，使得膠接理論的空航天飛行器等尖端科技領(lǐng)域的應(yīng)用，使得膠接理論的研究獲得了新動力。研究獲得了新動力。 膠接界

20、面的作用力與膠接強(qiáng)度直接相關(guān)。膠接界面的作用力與膠接強(qiáng)度直接相關(guān)。 一般認(rèn)為有一般認(rèn)為有3種主要的界面力：種主要的界面力：1.錨合、摩擦作用產(chǎn)錨合、摩擦作用產(chǎn)生的機(jī)械力，生的機(jī)械力，1.47MPa； 2.分子間力。分子間力。7102 7103 MPa；3.化學(xué)鍵力?；瘜W(xué)鍵力。 71037104MPa。不同情況下，。不同情況下，作用不同。作用不同。 事實(shí)上，膠接強(qiáng)度只有理論值的很少部分。事實(shí)上，膠接強(qiáng)度只有理論值的很少部分。第一章第一章 膠接理論基礎(chǔ)膠接理論基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 膠接理論膠接理論 膠接理論膠接理論就是解釋就是解釋膠接力膠接力形成機(jī)理，解形成機(jī)理，解釋膠接現(xiàn)象的理論。釋膠接現(xiàn)象的理論。

21、膠接理論對于指導(dǎo)膠接技膠接理論對于指導(dǎo)膠接技術(shù)、指導(dǎo)膠粘劑的研究開發(fā)具有十分重要的作術(shù)、指導(dǎo)膠粘劑的研究開發(fā)具有十分重要的作用。用。一、一、 吸附理論吸附理論 要點(diǎn)：要點(diǎn)：吸附理論認(rèn)為膠粘劑分子吸附理論認(rèn)為膠粘劑分子通過通過布朗運(yùn)動布朗運(yùn)動向被粘物表面移動，向被粘物表面移動，使二者的使二者的極性分子極性分子基團(tuán)和鏈段靠基團(tuán)和鏈段靠近，當(dāng)分子間距小于近，當(dāng)分子間距小于0.5 1nm時，時，便產(chǎn)生分子間力，即范德華力，便產(chǎn)生分子間力，即范德華力，而形成粘接。而形成粘接。 20世紀(jì)世紀(jì)40年代提出的。年代提出的。為大為大多數(shù)學(xué)者所認(rèn)可。多數(shù)學(xué)者所認(rèn)可。 第一節(jié)第一節(jié) 膠接理論膠接理論 一、一、 吸附

22、理論吸附理論 吸附理論吸附理論認(rèn)為膠接作用是膠粘劑分子與被粘物分子在界面認(rèn)為膠接作用是膠粘劑分子與被粘物分子在界面相互吸附而產(chǎn)生的。膠接作用是物理吸附與化學(xué)吸附共同作用相互吸附而產(chǎn)生的。膠接作用是物理吸附與化學(xué)吸附共同作用產(chǎn)生的。物理吸附才是膠接作用的普遍性原因。產(chǎn)生的。物理吸附才是膠接作用的普遍性原因。 膠接分為兩個階段，第一膠粘劑分子通過布朗運(yùn)動向被膠膠接分為兩個階段，第一膠粘劑分子通過布朗運(yùn)動向被膠接物運(yùn)動，二者的極性基團(tuán)或分子鏈相互靠近；第二，吸引力接物運(yùn)動，二者的極性基團(tuán)或分子鏈相互靠近；第二，吸引力產(chǎn)生。產(chǎn)生。 升溫、降低膠粘劑的粘度、和加壓有利于布朗運(yùn)動的進(jìn)行。升溫、降低膠粘劑的

23、粘度、和加壓有利于布朗運(yùn)動的進(jìn)行。 吸附理論已被很多事實(shí)所證明。如，改性乳膠膠接玻璃、金屬時，隨著吸附理論已被很多事實(shí)所證明。如，改性乳膠膠接玻璃、金屬時，隨著共聚物中共聚物中COOH的量的增加膠接強(qiáng)度提高；環(huán)氧樹脂膠接鋁合金，膠接強(qiáng)的量的增加膠接強(qiáng)度提高；環(huán)氧樹脂膠接鋁合金，膠接強(qiáng)度跟度跟OH的量呈正向變化。的量呈正向變化。吸附理論的特點(diǎn)吸附理論的特點(diǎn)1、分子間力普遍存在。同一種膠粘劑可以膠接、分子間力普遍存在。同一種膠粘劑可以膠接不同材料，說明了吸附作用的普遍存在。不同材料，說明了吸附作用的普遍存在。 2、吸附理論建立在熱力學(xué)平衡基礎(chǔ)上，據(jù)此可、吸附理論建立在熱力學(xué)平衡基礎(chǔ)上，據(jù)此可以推斷

24、出膠接功。進(jìn)而可以比較理論強(qiáng)度。以推斷出膠接功。進(jìn)而可以比較理論強(qiáng)度。（實(shí)際上，實(shí)際強(qiáng)度比理論強(qiáng)度低（實(shí)際上，實(shí)際強(qiáng)度比理論強(qiáng)度低1到幾個數(shù)量到幾個數(shù)量級；級；3、潤濕是影響膠接強(qiáng)度的重要因素，是吸附理、潤濕是影響膠接強(qiáng)度的重要因素，是吸附理論的核心內(nèi)容。論的核心內(nèi)容。 膠接力的產(chǎn)生一般認(rèn)為可分成兩個階段：膠接力的產(chǎn)生一般認(rèn)為可分成兩個階段：1，膠粘，膠粘劑分子通過布朗運(yùn)動向物體表面運(yùn)動，使分子鏈段或劑分子通過布朗運(yùn)動向物體表面運(yùn)動，使分子鏈段或極性基團(tuán)相互靠近極性基團(tuán)相互靠近（通過提高溫度、降低粘度、加壓（通過提高溫度、降低粘度、加壓等有利于布朗運(yùn)動）等有利于布朗運(yùn)動）。2，吸附引力產(chǎn)生。，

25、吸附引力產(chǎn)生。與膠粘劑和與膠粘劑和被粘物的極性，分子間距，吸附點(diǎn)數(shù)等有關(guān)被粘物的極性，分子間距，吸附點(diǎn)數(shù)等有關(guān)。 等溫吸附等溫吸附Freundlich方程：方程： x/m=Kpn X:被吸附的溶質(zhì)；被吸附的溶質(zhì)；m：吸附劑量；：吸附劑量；p：溶質(zhì)濃度：溶質(zhì)濃度K，n與吸附體有關(guān)的特性常數(shù)與吸附體有關(guān)的特性常數(shù) 環(huán)氧樹脂膠接鋁合金：環(huán)氧樹脂膠接鋁合金：F=A+B-OH2/3吸附理論的局限性：吸附理論的局限性：l1、不能解釋膠接的內(nèi)聚破壞這一現(xiàn)象；、不能解釋膠接的內(nèi)聚破壞這一現(xiàn)象；l2、無法解釋測定的膠接強(qiáng)度的大小與剝離速度、無法解釋測定的膠接強(qiáng)度的大小與剝離速度有關(guān)的現(xiàn)象；有關(guān)的現(xiàn)象；l3、無法

26、解釋非極性材料的膠接。、無法解釋非極性材料的膠接。l4、被膠接物表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，對環(huán)氧、被膠接物表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，對環(huán)氧樹脂的潤濕性變差，但膠接強(qiáng)度卻上升。樹脂的潤濕性變差，但膠接強(qiáng)度卻上升。二、機(jī)械理論二、機(jī)械理論 由由Mcbain和和Hopkis提出。提出。要點(diǎn)：要點(diǎn)：機(jī)械理論認(rèn)為膠粘劑滲入被粘物機(jī)械理論認(rèn)為膠粘劑滲入被粘物的凹陷處、縫隙或的凹陷處、縫隙或/和孔隙內(nèi)，固化后和孔隙內(nèi)，固化后產(chǎn)生產(chǎn)生錨合、鉤合、楔合錨合、鉤合、楔合等作用，使被粘等作用，使被粘物膠接在一起。簡而言之，機(jī)械理論就物膠接在一起。簡而言之，機(jī)械理論就是只把膠接看成是純粹的是只把膠接看成是純粹的機(jī)械嵌定作

27、用機(jī)械嵌定作用。 機(jī)械作用一般有：嵌裝，鉤合（可機(jī)械作用一般有：嵌裝，鉤合（可以是分子級的）、錨合、釘合、樹根固以是分子級的）、錨合、釘合、樹根固定等。定等。 機(jī)械理論是最早提出的機(jī)械理論是最早提出的膠接理論。膠接理論。 它對解釋木材它對解釋木材等等多孔性材料及表面粗糙的多孔性材料及表面粗糙的材料材料的膠接很有貢獻(xiàn)，已在的膠接很有貢獻(xiàn)，已在膠接實(shí)踐中得到驗證。如，膠接實(shí)踐中得到驗證。如，為了得到高的膠接強(qiáng)度，塑為了得到高的膠接強(qiáng)度，塑料、金屬、玻璃等通過砂光、料、金屬、玻璃等通過砂光、噴砂處理等使表面粗糙后再噴砂處理等使表面粗糙后再膠接。膠接。 適度膠接溫度與壓力，是產(chǎn)生足夠膠釘?shù)臈l件。適度膠

28、接溫度與壓力，是產(chǎn)生足夠膠釘?shù)臈l件。 有些材料按照潤濕、分子間力等的概念是難以得到有些材料按照潤濕、分子間力等的概念是難以得到良好膠接的，但機(jī)械理論卻可以解釋它們最終可以獲得良好膠接的，但機(jī)械理論卻可以解釋它們最終可以獲得良好膠接的原因。如聚乙烯塑料膠接木材單板制造膠合良好膠接的原因。如聚乙烯塑料膠接木材單板制造膠合板。板。 lF=WH/ lF：摩擦力；：摩擦力；W：法線壓力；：法線壓力；H固體表面的凹凸固體表面的凹凸高度：高度：1/ ：單位長度的凹凸高度：單位長度的凹凸高度l局限性局限性：機(jī)械理論無法解釋非多孔性材料，如：機(jī)械理論無法解釋非多孔性材料，如玻璃、金屬等物體的膠接現(xiàn)象，也無法解釋

29、材玻璃、金屬等物體的膠接現(xiàn)象，也無法解釋材料表面的化學(xué)變化對膠接作用的影響。料表面的化學(xué)變化對膠接作用的影響。 三、三、 擴(kuò)散理論擴(kuò)散理論 要點(diǎn)：要點(diǎn)：擴(kuò)散理論認(rèn)為膠粘劑和被粘物分子相擴(kuò)散理論認(rèn)為膠粘劑和被粘物分子相互擴(kuò)散，大分子相互纏結(jié)交織或在界面發(fā)生互溶，互擴(kuò)散，大分子相互纏結(jié)交織或在界面發(fā)生互溶，導(dǎo)致界面消失和過渡區(qū)的產(chǎn)生，從而固化后形成導(dǎo)致界面消失和過渡區(qū)的產(chǎn)生，從而固化后形成牢固的膠合。牢固的膠合。 擴(kuò)散理論又稱為分子滲透理論，擴(kuò)散理論又稱為分子滲透理論，適用于解釋適用于解釋同種或結(jié)構(gòu)、性能相近的高分子材料之間的膠接。同種或結(jié)構(gòu)、性能相近的高分子材料之間的膠接。如聚合物在溶劑或熱作用

30、下的自粘。溶解性相近如聚合物在溶劑或熱作用下的自粘。溶解性相近的聚合物的表面粘接。的聚合物的表面粘接。 幾條規(guī)律：幾條規(guī)律：1. 膠接強(qiáng)度隨時間增加、溫度升高、壓力增大和膠膠接強(qiáng)度隨時間增加、溫度升高、壓力增大和膠層厚度減小而升高；層厚度減小而升高；2. 分子量過高、纏結(jié)、卷曲等不利于潤濕、擴(kuò)散；分子量過高、纏結(jié)、卷曲等不利于潤濕、擴(kuò)散；3. 交聯(lián)或者結(jié)晶聚合物、結(jié)構(gòu)致密的聚合物自粘交聯(lián)或者結(jié)晶聚合物、結(jié)構(gòu)致密的聚合物自粘性較差；性較差；4. 分子鏈柔順、交聯(lián)度小，有利于擴(kuò)散，提高膠分子鏈柔順、交聯(lián)度小，有利于擴(kuò)散，提高膠接強(qiáng)度。接強(qiáng)度。 F=kDn D:擴(kuò)散系數(shù)；擴(kuò)散系數(shù)；5. 選擇溶解度參

31、數(shù)與被膠接物接近的膠粘劑，有選擇溶解度參數(shù)與被膠接物接近的膠粘劑，有利于鏈段擴(kuò)散，提高膠接強(qiáng)度。利于鏈段擴(kuò)散，提高膠接強(qiáng)度。 擴(kuò)散理論的局限性：擴(kuò)散理論的局限性：1、不能解釋聚合物膠粘劑與金屬、玻璃、陶瓷等、不能解釋聚合物膠粘劑與金屬、玻璃、陶瓷等無機(jī)物的膠接過程；無機(jī)物的膠接過程；2、無法解釋一些膠粘劑與被膠接物的溶解度參數(shù)、無法解釋一些膠粘劑與被膠接物的溶解度參數(shù)近似卻難以得到良好的膠接的現(xiàn)象。近似卻難以得到良好的膠接的現(xiàn)象。 四、靜電理論四、靜電理論又稱為雙電層理論。又稱為雙電層理論。靜電理論要點(diǎn)：靜電理論要點(diǎn)： 膠膜從被膠粘劑表面剝膠膜從被膠粘劑表面剝離時的放電現(xiàn)象提出的。離時的放電現(xiàn)

32、象提出的。它認(rèn)為膠粘劑與被粘物接觸的它認(rèn)為膠粘劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層，由于靜電界面上形成雙電層，由于靜電的相互吸引而產(chǎn)生膠接力。的相互吸引而產(chǎn)生膠接力。幾個事實(shí)：幾個事實(shí)：1、從一個表面剝離膠合膜，實(shí)際功為、從一個表面剝離膠合膜，實(shí)際功為10-310J/cm2，而理論值為，而理論值為10-5 10-4 J/cm2。2、剝離功（粘附力）與剝離速度有關(guān)、剝離功（粘附力）與剝離速度有關(guān)（快速剝離時電荷逸出少，剝離功大），（快速剝離時電荷逸出少，剝離功大），與吸附理論分析不符。與吸附理論分析不符。3、在干燥的暗室里剝離薄膜時，有撕裂、在干燥的暗室里剝離薄膜時，有撕裂聲并伴隨閃光。聲并伴隨閃光

33、。4、用吸附理論及其他理論不能滿意解釋、用吸附理論及其他理論不能滿意解釋非極性聚合物的膠接。非極性聚合物的膠接。l WA=2Q2h/ l WA：膠接功；：膠接功；Q：電荷密度；：電荷密度；h：放電：放電距離（相當(dāng)于電容器電板間距）；距離（相當(dāng)于電容器電板間距）； ：介電常：介電常數(shù)。數(shù)。 靜電理論的局限性：靜電理論的局限性： 不能解釋性能相同或相近的聚合物之間的不能解釋性能相同或相近的聚合物之間的膠接；無法解釋導(dǎo)電膠粘劑以及用碳黑作填料膠接；無法解釋導(dǎo)電膠粘劑以及用碳黑作填料的膠粘劑的膠接過程；靜電理論無法解釋溫度的膠粘劑的膠接過程；靜電理論無法解釋溫度等因素對剝離實(shí)驗結(jié)果的影響；實(shí)際上，一般

34、等因素對剝離實(shí)驗結(jié)果的影響；實(shí)際上，一般靜電力小于靜電力小于0.04MPa0.04MPa，靜電力對膠接強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，靜電力對膠接強(qiáng)度的貢獻(xiàn)是微不足道的。是微不足道的。五、化學(xué)鍵理論五、化學(xué)鍵理論化學(xué)鍵理論要點(diǎn)：化學(xué)鍵理論要點(diǎn)： 認(rèn)為膠接作用是由于膠粘劑分子與被粘物表面通過化認(rèn)為膠接作用是由于膠粘劑分子與被粘物表面通過化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵的結(jié)果。學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵的結(jié)果。 化學(xué)鍵能比分子間力要高化學(xué)鍵能比分子間力要高1212個數(shù)量級，如能形成化學(xué)鍵，則個數(shù)量級，如能形成化學(xué)鍵，則會獲得高強(qiáng)度、抗老化的膠接。對于木材等的膠接很有指導(dǎo)意義。會獲得高強(qiáng)度、抗老化的膠接。對于木材等的膠接很有指導(dǎo)意義。OHHH

35、OCH2OHHHOOHHCH2OHHOHHOHHOOHHCH2OHHOHHOHHOOHHHOHCH2OHHHOOOHHCH2OHHOHHOHHOOHHHCH2OHHHOOMOOSiOOOSiOOOSiOHOOSiOOOOOOOMOOPOOOPOOOPOOOO1 1、硫化橡膠與黃銅表面形成硫化亞銅，產(chǎn)生化學(xué)鍵；、硫化橡膠與黃銅表面形成硫化亞銅，產(chǎn)生化學(xué)鍵；2 2、聚烯烴材料難以膠合，但通過等離子處理產(chǎn)生、聚烯烴材料難以膠合，但通過等離子處理產(chǎn)生COOHCOOH、OHOH等基團(tuán)，能夠與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高膠接等基團(tuán)，能夠與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高膠接強(qiáng)度；強(qiáng)度；3 3、聚氨酯、異氰酸酯膠接木材能夠產(chǎn)生化學(xué)鍵。、聚氨酯、異氰酸酯膠接木材能夠產(chǎn)生化學(xué)鍵。 f=f=kckcn