膠黏劑化學(xué)膠接基礎(chǔ)西南林業(yè)大學(xué)

第二章膠接基礎(chǔ)第二章膠接基礎(chǔ)第二章膠接基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容膠接的各種理論（機(jī)械、物理、化學(xué)、擴(kuò)散、靜電）膠接界面化學(xué)影響膠接強(qiáng)度的因素膠接流變學(xué)與膠接破壞膠黏劑的基本條件木材膠黏劑的選擇第二章膠接基礎(chǔ)2.1膠接的各種理論1）機(jī)械膠接理論(MechanicalEntanglement/InterlockingTheory)液狀膠黏劑滲到物體表面的凹凸不平處，或在毛細(xì)管張力的作用下，從表面敞開的管孔滲到細(xì)胞腔內(nèi)，隨著膠黏劑的固化或硬化，在其中形成許多小鉤子或膠釘，把被膠接的物體連接起來。這種通過機(jī)械的方式對(duì)產(chǎn)生膠接力的一種解釋理論稱之為~~適用于多孔性材料1膠黏劑必須是液體或加熱能變成液體；2膠黏劑要有足夠的固體含量局限性：不能解釋許多膠接現(xiàn)象第二章膠接基礎(chǔ)2）吸附膠接理論（Adsorption/SpecificAdhesionTheory）膠黏劑與被膠接材料間通過物理吸附而連接起來的理論物理吸附：分子間力的吸附，即范德華力場(chǎng)作用的結(jié)果膠黏劑與被膠接材料間牢固結(jié)合的普遍性原因膠黏劑分子與被膠接材料表面分子的相互作用有兩個(gè)階段：a.表面擴(kuò)散；b.吸附力的產(chǎn)生，分子間距<5×10-10m第二章膠接基礎(chǔ)偶極力：極性分子間的引力，即偶極矩間的相互作用力。式中：——偶極矩R——距離；T——絕對(duì)溫度K——波爾茲曼常數(shù)誘導(dǎo)偶極力：由于受到極性分子電場(chǎng)的作用而產(chǎn)生的。式中：——分子極化率；——偶極矩（永久，誘導(dǎo)）色散力：非極性分子間的作用力。式中：——分子電離能互相抵消在范氏力中起主要作用范德華力第二章膠接基礎(chǔ)結(jié)論膠黏劑與被膠接材料表面間的距離是產(chǎn)生膠接力的必要條件只要膠黏劑在固化或硬化前完全濕潤(rùn)被膠接材料的表面，分子間的作用力就足以產(chǎn)生很高的膠接強(qiáng)度。局限性膠黏劑充分濕潤(rùn)被膠接材料的表面是產(chǎn)生高膠接強(qiáng)度的必要不充分條件根據(jù)范德華力的大小計(jì)算出的理論膠接強(qiáng)度與實(shí)際相差很大第二章膠接基礎(chǔ)理論缺陷把膠接作用主要?dú)w功于分子間的作用力（弱力），不能圓滿解釋膠黏劑與被膠接物之間的膠接力大于膠黏劑本身的強(qiáng)度這一事實(shí)。無法解釋膠接力的大小與剝離速度有關(guān)的事實(shí)。不能解釋極性的α-氰基丙烯酸酯能膠接非極性的PS等現(xiàn)象；也不能解釋高分子化合物極性過大，膠接強(qiáng)度反應(yīng)降低的現(xiàn)象；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物當(dāng)分子量超過5000時(shí)，膠接力幾乎消失等現(xiàn)象也不能解釋。許多膠接體系無法用范氏力解釋，而與酸堿配位作用有關(guān)。第二章膠接基礎(chǔ)瀝青（酸性）+石灰（堿性）膠接好瀝青（酸性）+花崗巖（酸性）膠接差鈦酸鋇（堿性）+酸性聚合物性能好鈦酸鋇（堿性）+聚碳酸酯（堿性）性能差酸堿配位作用理論第二章膠接基礎(chǔ)酸堿配位作用理論理論要點(diǎn)：①被膠接材料與膠黏劑按其電子轉(zhuǎn)移方向劃分為酸性或堿性物質(zhì)；②電子給體或質(zhì)子受體為堿性物質(zhì)，反之則為酸性物質(zhì)；③膠接體系界面的電子轉(zhuǎn)移時(shí)，形成了酸堿配位作用而產(chǎn)生膠接力。酸堿配位作用實(shí)質(zhì)上是分子間相互作用的一種形式，可視為吸附理論的一種特殊形式；氫鍵可作為酸堿配位作用的一種特殊形式作用：膠黏劑配方設(shè)計(jì)第二章膠接基礎(chǔ)3）擴(kuò)散理論(DiffusionTheory)概念：鏈狀分子所組成的膠黏劑，涂刷到被膠接材料的表面，在膠液的作用下表面溶脹或溶解。由于膠黏劑的分子鏈或鏈段的布朗運(yùn)動(dòng)，使分子鏈或鏈段從一個(gè)相進(jìn)到另一個(gè)相中，二者互相交織在一起，使它們之間的界面消失，變成一個(gè)過渡區(qū)（層），最后在過渡區(qū)形成相互穿透的高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而得到很高的膠接強(qiáng)度。關(guān)鍵點(diǎn)：①膠黏劑的大分子與被膠接材料的表面要相容，即溶解度參數(shù)相近；②擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散的措施：降低分子量；延長(zhǎng)接觸時(shí)間；提高膠接溫度第二章膠接基礎(chǔ)貢獻(xiàn)：可解釋同種或結(jié)構(gòu)、性能相近的高分子化合物的膠接作用。局限性：

①不能解釋金屬和陶瓷、玻璃等無機(jī)物的膠接現(xiàn)象；②無法解釋聚甲基丙烯酸甲酯（Mw=9萬，溶解度參數(shù)=9.24）和聚苯乙烯（Mw=3萬，溶解度參數(shù)=9.12）各自以7.5%的溶液共溶于甲苯中，而它們的固相卻互不擴(kuò)散的現(xiàn)象。第二章膠接基礎(chǔ)4)化學(xué)鍵膠接理論

(CovalentChemicalBondingTheory)膠接作用主要是化學(xué)鍵力作用的結(jié)果；膠黏劑與被粘物分子間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而獲得高強(qiáng)度的主價(jià)鍵結(jié)合，化學(xué)鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵，在膠接體系中主要是前二者?；瘜W(xué)鍵力比分子間力大得多。1948年C.H.HofricherJr.等研究了膠接強(qiáng)度f與界面化學(xué)活性基團(tuán)濃度C的關(guān)系（k=常數(shù)，n≈0.6）：f=kCn第二章膠接基礎(chǔ)電子衍射法證明：硫化橡膠與黃銅表面形成硫化亞銅，通過硫原子與橡膠分子的雙鍵反應(yīng)形成化學(xué)鍵。鋁、黃銅、不銹鋼、鉑等金屬表面從溶液中吸附酚醛樹脂時(shí)，均產(chǎn)生化學(xué)鍵連接。聚氨脂膠接木材、皮革等存在化學(xué)鍵膠接作用。第二章膠接基礎(chǔ)產(chǎn)生化學(xué)鍵的途徑：活性基團(tuán)偶聯(lián)劑表面處理第二章膠接基礎(chǔ)活潑氫與-NCO、-COOH及-COCl反應(yīng)第二章膠接基礎(chǔ)羥基與-NCO，，R-CH2-OH反應(yīng)第二章膠接基礎(chǔ)R—CH2OH+HO—木質(zhì)材料R—CH2—O—木質(zhì)材料+H2OR—CH2OH+HO—纖維素R—CH2—O—纖維素+H2OR—CH2OH+HO—木素R—CH2—O—木素+H2O第二章膠接基礎(chǔ)偶聯(lián)劑：一般含有兩類反應(yīng)基團(tuán)的物質(zhì)，其中一類可與膠黏劑分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；另一類基團(tuán)或其水解形成的基團(tuán)，可與被粘表面的氧化物或羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)膠黏劑與被膠接表面的化學(xué)鍵連接。種類X3Si(CH2)nY

X——可水解基團(tuán)，水解后生成羥基并與被膠接表面的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。Y——能與膠黏劑發(fā)生反應(yīng)的基團(tuán)。硅烷及其衍生物第二章膠接基礎(chǔ)機(jī)械（如砂光）木材表面電暈放電PE塑料表面等離子體塑料、木材表面氧化、陽極化、酸洗金屬表面第二章膠接基礎(chǔ)5）靜電膠接理論

(ElectronicTheory)概念：將被膠接材料和固化的膠黏劑層理想化為電容器，即在膠接接頭中存在雙電層，膠接力主要來自雙電層的靜電引力。靜電引力的產(chǎn)生是相1電荷場(chǎng)相2電荷場(chǎng)相互作用的結(jié)果。貢獻(xiàn)：成功解釋了粘附功與剝離速度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)缺陷：①靜電引力（<0.04MPa）對(duì)膠接強(qiáng)度的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)②無法解釋用炭黑作填料的膠黏劑及導(dǎo)電膠的膠接現(xiàn)象③無法解釋由兩種以上互溶高聚物構(gòu)成的膠接體系的膠接現(xiàn)象④不能解釋溫度、濕度及其它因素對(duì)剝離實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響第二章膠接基礎(chǔ)總結(jié)膠接過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，以上幾種膠接理論既有實(shí)驗(yàn)事實(shí)作依據(jù)，又都存在有局限性。膠接效果是主價(jià)力、次價(jià)力、靜電引力和機(jī)械作用力等綜合作用的結(jié)果。第二章膠接基礎(chǔ)2.2膠接界面化學(xué)2.2.1膠接的主要過程膠黏劑的液化流動(dòng)潤(rùn)濕擴(kuò)散、粘接、吸附固化粘接體系的變形和破壞第二章膠接基礎(chǔ)2.2.2固體表面上液體的平衡SLSV

LV液滴圖1-1液體在固體表面上的浸潤(rùn)狀態(tài)

SV=LV

cos+SL

S=SV+π式中：SV──固/氣界面張力；

LV──

液/氣界面張力；

SL──固/液界面張力；

S──

在真空狀態(tài)下固體的表面張力；

π——吸附于固體表面的氣體膜壓力，也稱吸附自由能。對(duì)于有機(jī)高分子等低表面能固體，可以忽略不計(jì)。Young公式第二章膠接基礎(chǔ)

因此，對(duì)于有機(jī)高分子等低表面能固體來講，S=SV，則

S

=SL+LV

cos

（1—18）當(dāng)

=180°，cos=－1，表示膠液完全不能浸潤(rùn)被膠接固體的狀態(tài)，不可能。當(dāng)

=0°，cos=1，代表完全浸潤(rùn)狀態(tài)。當(dāng)體系接近完全浸潤(rùn)狀態(tài)時(shí)，式（1—18）可表示為S

－（SL+LV

）≥0

設(shè)

=S

－（SL+LV

），并稱為鋪展系數(shù)。用于描述浸潤(rùn)特性。對(duì)于一般有機(jī)物的液/固體系，SL可忽略不計(jì)，則有

S

≥LV臨界表面張力c:cos=1時(shí)的LV獲得良好膠接接頭的必要條件表面自由能高于c的液體，則有一定的接觸角。表面自由能低于c的液體，能完全潤(rùn)濕表面第二章膠接基礎(chǔ)A.對(duì)膠接體完全浸潤(rùn)狀態(tài)B.對(duì)膠接體完全不能浸潤(rùn)狀態(tài)第二章膠接基礎(chǔ)2.3影響膠接強(qiáng)度的因素膠接強(qiáng)度膠黏劑：分子結(jié)構(gòu)，配方設(shè)計(jì)被膠接材料：性質(zhì)，表面處理，操作工藝環(huán)境：環(huán)境介質(zhì)，應(yīng)力狀況第二章膠接基礎(chǔ)膠接強(qiáng)度被膠接物的表面狀態(tài)弱界面層內(nèi)應(yīng)力交聯(lián)度極性分子量及分子量分布膠黏劑的固化膠層厚度木材比重纖維方向抽提成分第二章膠接基礎(chǔ)一、被膠接物的表面狀態(tài)表面粗糙度：是產(chǎn)生機(jī)械膠接力的源泉，機(jī)械膠接力是通過濕潤(rùn)和吸附作用而得到的。粗糙度系數(shù)R↑，有效膠接面積↑，膠接強(qiáng)度↑，但隨后R的↑，膠接強(qiáng)度反而↓。其它因素：加壓、表面潤(rùn)濕難易程度、材料比重木材表面纖維橫斷面的形狀：被膠接的纖維材料的截面積以多邊形為好。[注]粗糙度系數(shù)R=真表面積/外表面的幾何表面積第二章膠接基礎(chǔ)二、弱界面層概念：當(dāng)被膠接的材料、膠黏劑及環(huán)境中的低分子物或雜質(zhì)等，通過滲析、吸附及聚集等過程，在部分或全部界面內(nèi)產(chǎn)生這些低分子物的富集區(qū)，這就是弱界面層。第二章膠接基礎(chǔ)弱界面層的產(chǎn)生條件①膠黏劑與被膠接材料間的膠接力主要來源于物理吸附作用；②低分子物在膠黏劑與被膠接材料中有滲析行為，通過滲析作用低分子物遷移界面形成富集區(qū)；③低分子物對(duì)被膠接物的表面有比膠黏劑分子更強(qiáng)的吸附力，使被膠接物的表面產(chǎn)生新的吸附平衡，并形成低分子吸附層，對(duì)膠黏劑分子起了解吸作用。第二章膠接基礎(chǔ)三、內(nèi)應(yīng)力來源：（1）膠黏劑的固化或硬化過程中體積的收縮；（2）膠黏劑與被膠接材料的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；（3）被膠接材料的各向異性，在水分變化時(shí)，由于收縮膨脹的不同產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；（4）比重不同的被膠接材料，其體積的收縮膨脹有差異，在大面積膠接中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。第二章膠接基礎(chǔ)膠層含水率梯度鄰近木材層含水率梯度膠層酸或堿濃度梯度木材類型收縮應(yīng)力熱應(yīng)力降低官能團(tuán)濃度加入高聚物增韌劑加填充劑（填料）較低的固化溫度模量低、延伸率高的膠第二章膠接基礎(chǔ)交聯(lián)度（即交聯(lián)密度）膠黏劑的內(nèi)聚強(qiáng)度交聯(lián)點(diǎn)數(shù)目的增加，交聯(lián)間距變短以及交聯(lián)分子長(zhǎng)度變短膠黏劑硬、脆內(nèi)聚強(qiáng)度降低四、交聯(lián)度第二章膠接基礎(chǔ)一般來說，隨著膠黏劑極性的增強(qiáng)，膠接強(qiáng)度先增后降。DeBruyne認(rèn)為：極性材料膠接非極性膠黏劑非極性材料極性膠黏劑膠接可能得到很高的膠接強(qiáng)度五、極性第二章膠接基礎(chǔ)膠黏劑的分子量（聚合度）

膠黏劑性質(zhì)（如固化速度）膠接強(qiáng)度向被膠接材料滲透的速度六、分子量及分子量分布分子量相同，而分子量分布不同，其膠接強(qiáng)度也是不同的第二章膠接基礎(chǔ)硬化：膠黏劑通過干燥、結(jié)晶等物理過程而變硬的現(xiàn)象固化：膠黏劑通過化學(xué)反應(yīng)（聚合、縮聚等）提高強(qiáng)度等性能的過程溶液膠黏劑：熱塑性高聚物，溶劑的揮發(fā)，硬化乳液膠黏劑：乳液中的水分滲透或揮發(fā)，膠體凝聚、硬化；環(huán)境溫度>成膜溫度，形成連續(xù)的膠膜熱熔膠黏劑：熱塑性高聚物，加熱熔融、流動(dòng)，濕潤(rùn)被膠接物表面，冷卻硬化熱固性膠黏劑：體型結(jié)構(gòu)的高聚物，固化七、膠黏劑的固化第二章膠接基礎(chǔ)凝膠化：多官能團(tuán)的原料或預(yù)聚體在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過程中，隨著分子量增大的同時(shí)還進(jìn)行著分子鏈的支化和交聯(lián)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到一定程度時(shí)，反應(yīng)體系開始出現(xiàn)不溶、不熔凝膠的現(xiàn)象。凝膠時(shí)間（固化時(shí)間）：膠黏劑發(fā)生凝膠（固化）所需的時(shí)間。[注意]：在使用熱固性膠黏劑時(shí)，在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，延長(zhǎng)固化時(shí)間和提高固化溫度并不等效，即降低固化溫度難以用延長(zhǎng)固化時(shí)間來補(bǔ)償，降低固化溫度往往要以犧牲樹脂的理化性能為代價(jià)。第二章膠接基礎(chǔ)關(guān)鍵：形成連續(xù)膠膜一般認(rèn)為獲得最好的膠接強(qiáng)度和剛性，膠層的厚度在膠層不缺膠的情況下，應(yīng)盡量地薄。八、膠層厚度薄膠層變形需要的力比厚膠層大；隨著膠層厚度的增加，流變或蠕變的幾率變大；膠層越厚，由膨脹差引起的界面內(nèi)應(yīng)力與熱應(yīng)力大；堅(jiān)硬的膠黏劑，膠接界面在彎曲應(yīng)力作用下，薄膠層的斷裂強(qiáng)度比厚膠層的高；膠層越厚，氣泡及其它缺陷的數(shù)量增加，早期破壞的幾率增加。第二章膠接基礎(chǔ)九、木材比重UF膠接闊葉材：木材比重<0.8時(shí)，膠接強(qiáng)度隨木材比重的增加而提高；>0.8時(shí)，膠接強(qiáng)度與比重幾乎無關(guān)。間苯二酚甲醛樹脂膠接所有針、闊葉材：膠接強(qiáng)度隨木材比重的增加而提高。木材分類：1、按植物學(xué)特點(diǎn)分類：針葉材和闊葉材；2、按材質(zhì)分類：軟材和硬材；3、按生長(zhǎng)速度分類：速生材和常規(guī)材；4、按比重分類：重材和輕材。第二章膠接基礎(chǔ)闊葉材:一般指雙子葉植物類的樹木，具有扁平、較寬闊葉片，葉脈成網(wǎng)狀，葉常綠或落葉，一般葉面寬闊，葉形隨樹種不同而有多種形狀的多年生木本植物。有的常綠，落葉類大多在秋冬季節(jié)葉從枝上脫落。由闊葉樹組成的森林，稱做闊葉林。闊葉樹的經(jīng)濟(jì)價(jià)值大，不少為重要用材樹種，其中有些為名貴木材，如樟樹、楠木等。各種水果都是闊葉樹。闊葉樹種類繁多，統(tǒng)稱硬雜木。

第二章膠接基礎(chǔ)針葉材:針葉樹材的解剖分子比較簡(jiǎn)單，排列也比較規(guī)則，主要包括軸向管胞、木射線、木薄壁組織和樹脂道。軸向管胞(tracheid)是組成針葉樹材的主要細(xì)胞，約占整個(gè)木材體積的90％以上。管胞是一種銳端細(xì)胞，它的主要功能是輸導(dǎo)水分以及提供機(jī)械支持。如：杉樹、松樹等

第二章膠接基礎(chǔ)第二章膠接基礎(chǔ)十、木材纖維方向一般來說，纖維方向的角度越大，膠接強(qiáng)度越低，如用PF膠接時(shí)，木材纖維方向互相垂直的膠接強(qiáng)度僅是纖維互相平行的1/4。P-纖維方向互相平行的膠接強(qiáng)度Q-纖維互相垂直的膠接強(qiáng)度N-纖維互成θ角度的膠接強(qiáng)度第二章膠接基礎(chǔ)十一、木材抽提成分木材抽提物為木材中的非木材物質(zhì)，它是一些存在于木材細(xì)胞腔或細(xì)胞間隙中的可溶性物質(zhì)。抽物的種類和多少會(huì)影響木材的很多物理化學(xué)性質(zhì)。木材抽提成分對(duì)膠黏劑的濕潤(rùn)、滲透、固化等過程都會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的影響。一般來說，抽提成分多的木材，難以充分被膠黏劑所濕潤(rùn)，膠接強(qiáng)度就差。措施：可預(yù)先對(duì)木材進(jìn)行物理或化學(xué)的處理，除去抽提成分，從而改善濕潤(rùn)狀況，提高膠接強(qiáng)度。第二章膠接基礎(chǔ)2.4.1膠接過程中的流變學(xué)膠黏劑如何浸透到木材的內(nèi)腔是和膠黏劑的流動(dòng)特性、木材的表面狀態(tài)、木材和膠黏劑的浸潤(rùn)等相關(guān)。實(shí)例：環(huán)氧樹脂+固化劑后2.4膠接流變學(xué)與膠接破壞圖環(huán)氧樹脂加入固化劑后的時(shí)間與拉伸膠接強(qiáng)度的關(guān)系實(shí)質(zhì)：粘度與強(qiáng)度的關(guān)系第二章膠接基礎(chǔ)圖浸入圓筒的膠黏劑膠黏劑粘度浸透深度膠接強(qiáng)度？？膠黏劑浸透的深度？浸入深度粘度壓力第二章膠接基礎(chǔ)浸透深度與膠接強(qiáng)度幾乎呈正比例關(guān)系。即在此粘度范圍內(nèi)膠黏劑的粘度越低，可形成多而有效的膠釘，膠接強(qiáng)度也越高。若進(jìn)一步再降低膠黏劑的粘度，膠黏劑將向木材組織內(nèi)過度浸透，導(dǎo)致缺膠，造成膠接強(qiáng)度下降。浸透深度與膠接強(qiáng)度的關(guān)系：HDPE熱熔膠圖(1/)1/2與拉伸膠接強(qiáng)度的關(guān)系2.4.2膠接破壞膠接接頭結(jié)構(gòu)組成示意圖膠接破壞強(qiáng)度：?jiǎn)挝幻娣e或單位膠接長(zhǎng)度上所能承受的最大載荷。1234567891，9被膠接物；2，8被膠接物的表面層；3、7膠粘劑與被膠接物的界面層；4，6受界面影響的膠粘劑層；5-膠粘劑第二章膠接基礎(chǔ)固體內(nèi)應(yīng)力外應(yīng)力固體破壞！一、膠接破壞原理膠接破壞強(qiáng)度：?jiǎn)挝荒z接面積或單位長(zhǎng)度上所能承受的最大載荷。膠接破壞過程：在脆性固體內(nèi)存在著固有的缺陷，在外力作用下缺陷周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中并造成微小的裂縫，裂縫不斷擴(kuò)展,引起整個(gè)膠接結(jié)構(gòu)的破壞。膠接破壞的兩個(gè)階段：①緩慢；②快速第二章膠接基礎(chǔ)二、膠接破壞類型（1）（1）被膠接物破壞（2）內(nèi)聚破壞（膠黏劑）（3）膠接界面破壞（4）混合破壞第二章膠接基礎(chǔ)注意：破壞類型隨條件的變化而轉(zhuǎn)變！粘彈性高聚物：當(dāng)降低測(cè)試溫度或增加測(cè)試的加載速度時(shí)，接頭從內(nèi)聚破壞轉(zhuǎn)向界面破壞。這是由于膠黏劑的模量和內(nèi)聚強(qiáng)度增加的緣故。A.溫度升高時(shí)，分子鏈段熱運(yùn)動(dòng)增加，應(yīng)力松弛過程加快，受載時(shí)變形較大而強(qiáng)度較低。B.加載速度降低，外力作用時(shí)間增加了，應(yīng)力松弛更充分，受載時(shí)變形亦較大，強(qiáng)度較低。測(cè)試結(jié)果表明，膠膜變厚、慢速測(cè)試和升高測(cè)試溫度三者是等效的，往往導(dǎo)致內(nèi)聚破壞；膠膜變薄、快速測(cè)試和降低測(cè)試溫度也是等效的，結(jié)果導(dǎo)致界面破壞。高分子材料破壞的流變學(xué)特性：其破壞強(qiáng)度具有時(shí)間—溫度等效性

第二章膠接基礎(chǔ)三、膠接結(jié)構(gòu)的耐久性膠接結(jié)構(gòu)的耐久性：是標(biāo)志膠接強(qiáng)度在大氣環(huán)境作用下所能保持其實(shí)用強(qiáng)度的一種特性，也是決定膠接結(jié)構(gòu)使用壽命的使用特性。膠接界面粘附作用的耐久性膠層耐久性被膠接材料的耐久性第二章膠接基礎(chǔ)幾個(gè)重要力學(xué)概念蠕變破壞：將一小于靜態(tài)破壞力的負(fù)荷P加于膠接接頭，膠黏劑在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)力作用下發(fā)生塑性變形，膠接接頭失去尺寸穩(wěn)定性，膠接強(qiáng)度也不斷下降，到一定時(shí)間，接頭發(fā)生的破壞。持久強(qiáng)度：膠接接頭在它的工作時(shí)間內(nèi)，每單位面積所能承受的最大負(fù)荷。通常又把在1萬小時(shí)左右的工作時(shí)間的持久強(qiáng)度稱為持久強(qiáng)度極限。持久壽命：在給定應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)，膠接接頭發(fā)生破壞的時(shí)間。蠕變長(zhǎng)度：在應(yīng)力作用下沿力作用方向兩被膠接物發(fā)生的位移。疲勞破壞：膠接接頭受到長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)應(yīng)力作用，而使接頭強(qiáng)度不斷下降以致破壞。疲勞強(qiáng)度：在規(guī)定循環(huán)次數(shù)下，不引起破壞的最大循環(huán)應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。疲勞壽命：疲勞強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)。疲勞極限：一般為107次循環(huán)以上不發(fā)生破壞的疲勞強(qiáng)度。第二章膠接基礎(chǔ)2.4.3水分的作用

水的作用原理（對(duì)膠接界面的作用）

體積小、極性強(qiáng)的水分子很容易沿著親水物質(zhì)向膠接界面滲透，破壞界面的氫鍵，從而減弱膠黏劑分子與被膠接材料表面間的作用力，導(dǎo)致膠接強(qiáng)度下降。即界面解吸理論。水對(duì)膠層的作用對(duì)膠黏劑分子間的氫鍵和其它次價(jià)鍵的影響水解膠黏劑的化學(xué)鍵第二章膠接基礎(chǔ)2.4.4熱氧化作用膠黏劑受熱：軟化和熔融，熱分解熱氧化反應(yīng)通常，有機(jī)高聚物膠黏劑的熱分解溫度比熱氧化分解溫度高50-100度左右。膠黏劑的熱穩(wěn)定性與其所含化學(xué)鍵的鍵能的關(guān)系第二章膠接基礎(chǔ)2.4.3應(yīng)力作用收縮應(yīng)力（本質(zhì)是固化反應(yīng)中的體積收縮）熱應(yīng)力（材料間熱膨脹系數(shù)不等、溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力）應(yīng)力的存在也會(huì)加速濕熱老化和熱老化固化方法不同，產(chǎn)生的應(yīng)力原因也不同：熱熔膠溶液膠黏劑乳液膠黏劑熱固性膠黏劑降低收縮應(yīng)力的措施根據(jù)膠黏劑類型選擇適宜的固化方法添加增塑劑熱應(yīng)力大小正比于溫度變化、膠黏劑與被膠接物膨脹系數(shù)的差值、材料的彈性模量等。圖某些材料的熱膨脹系數(shù)

降低熱應(yīng)力的措施設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)材料的熱膨脹系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；添加填料等助劑；盡可能選用模量低、延伸率高的膠黏劑；適當(dāng)提高膠層厚度；選用室溫固化的膠黏劑。第二章膠接基礎(chǔ)一些膠黏劑的耐老化性能熱固性酚醛樹脂、苯酚-間苯二酚甲-醛樹脂胺基酚醛樹脂聚醋酸乙烯乳液三聚氰胺-甲醛樹脂、血粉膠、環(huán)氧樹脂三聚氰胺-尿素-甲醛樹脂脲醛樹脂、大豆蛋白膠、干酪素膠第二章膠接基礎(chǔ)2.5膠黏劑的基本條件2.5.1膠黏劑的濕潤(rùn)性濕潤(rùn)性：液體對(duì)固體的親和性，一般用液體對(duì)固體表面的接觸角（θ）來表示。膠黏劑的濕潤(rùn)性是吸附和擴(kuò)散的前提條件，也是達(dá)到良好膠接的必要條件。膠黏劑的濕潤(rùn)性是由熱力學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件所決定的。影響因素：膠黏劑的性質(zhì)、被膠接材料表面的結(jié)構(gòu)與狀態(tài)及膠接過程中的工作條件等因素。第二章膠接基礎(chǔ)2.5.2分子量與分子量分布高、低分子量物質(zhì)的特點(diǎn)分子量應(yīng)在適度范圍內(nèi)為宜分子量分布：即使分子量相同，而分子量的分布不同，其膠黏劑的性能也會(huì)有較大的差別。低聚物含量較高時(shí)，接頭破壞呈

高聚物含量較高時(shí)，接頭破壞呈內(nèi)聚破壞界面破壞第二章膠接基礎(chǔ)2.5.3膠黏劑的pH值膠黏劑的pH值與膠黏劑的固化時(shí)間、適用期以及膠層的pH值等密切相關(guān)，其最終也影響到膠接強(qiáng)度和耐久性。如強(qiáng)酸或強(qiáng)堿都會(huì)使被膠接材料發(fā)生降解。在生產(chǎn)實(shí)際中，必須注意膠黏劑的pH值與被膠接材料pH值之間的配合。酪