粘接的理論基礎(chǔ)知識(shí)

———粘接的理論基礎(chǔ)知識(shí)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(shí)，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?yàn)椋?）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(rùn)濕，要使膠粘劑潤(rùn)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(rùn)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(shí)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(rùn)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(shí)際上獲得良好潤(rùn)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(duì)金屬粘接極好的原因，而對(duì)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(rùn)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(jià)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(dòng)的長(zhǎng)鏈大分子聚合物時(shí)，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(shí)有明顯的電荷存在，則是對(duì)該理論有力的證實(shí)。

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(shí)，實(shí)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(shí)，盡管多數(shù)發(fā)生在膠粘劑和被粘物界面，但實(shí)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(shí)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(shí)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(duì)被粘表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，然后將?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(rùn)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(shí)，則會(huì)互相吸引，產(chǎn)生范德華力或形成氫鍵、配位鍵、共價(jià)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,