粘接的理論基礎知識

【橡膠技術網 - 粘合劑】

　　1、  機械理論

　　機械理論認為，膠粘劑必須滲入被粘物表面的空隙內，并排除其界面上吸附的空氣，才能產生粘接作用。在粘接如泡 沫塑料的多孔被粘物時，機械嵌定是重要因素。膠粘劑粘接經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）機械鑲嵌；（2）形成清潔表面；（3）生成反應性表面；（4）表面積增加。由于打磨確使表面變得比較粗糙，可以認為表面層物理和化學性質發生了改變，從而提高了粘接強度。

　　2、吸附理論

　　吸附理論認為，粘接是由兩材料間分子接觸和界面力產生所引起的。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度。

　　許多合成膠粘劑都容易潤濕金屬被粘物，而多數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，這就是環氧樹脂膠粘劑對金屬粘接極好的原因，而對于未經處理的聚合物，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*分子間作用力產生永久的粘接。在粘附力和內聚力中所包含的化學鍵有四種類型：

　�。�1） 離子鍵

　　（2） 共價鍵

　�。�3） 金屬鍵

　�。�4） 范德華力

　　3、擴散理論

　　擴散理論認為，粘接是通過膠粘劑與被粘物界面上分子擴散產生的。當膠粘劑和被粘物都是具有能夠運動的長鏈大分子聚合物時，擴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為是分子擴散的結果。

　　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生了靜電引力，即相互分離的阻力。當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

　　弱邊界層理論認為，當粘接破壞被認為是界面破壞時，實際上往往是內聚破壞或弱邊界層破壞。弱邊界層來自膠粘劑、被粘物、環境，或三者之間任意組合。如果雜質集中在粘接界面附近，并與被粘物結合不牢，在膠粘劑和被粘物內部都可出現弱邊界層。當發生破壞時，盡管多數發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的實例，聚乙烯含有強度低的含氧雜質或低分子物，使其界面存在弱邊界層所承受的破壞應力很少。如果采用表面處理方法除去低分子物或含氧雜質，則粘接強度獲得很大的提高，事實業已證明，界面上確存在弱邊界層，致使粘接強度降低。

　　6、粘接的一般過程

　　在進行粘接之前，首先要對被粘表面進行適當的處理，然后將準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、擴散、滲透、疊合之后，使之緊密接觸。當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，是一復雜的物理和化學過程。