作為六大高分子材料之一,膠粘劑是通過界面的粘附和物質(zhì)的內(nèi)聚等作用,能使兩種或兩種以上的制件或材料連接在一起的天然的或合成的、有機(jī)的或無機(jī)的一類物質(zhì)。本文將詳細(xì)介紹膠粘劑的粘合機(jī)理分析。
1.吸附理論
人們把固體對(duì)膠粘劑的吸附看成是膠接主要原因的理論,稱為膠接的吸附理論。該理論認(rèn)為,粘接力的主要來源是粘接體系的分子作用力,即范德化引力和氫鍵力。膠粘與被粘物表面的粘接力與吸附力具有某種相同的性質(zhì)。膠粘劑分子與被粘物表面分子的作用過程有兩個(gè)過程,第一階段是液體膠粘劑分子借助于布朗運(yùn)動(dòng)向被粘物表面擴(kuò)散,使兩界面的極性基團(tuán)或鏈節(jié)相互靠近。在此過程中,升溫、施加接觸壓力和降低膠粘劑粘度等都有利于布朗運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)。第二階段是吸附力的產(chǎn)生。當(dāng)膠粘劑與被粘物分子間的距離達(dá)到一定范圍內(nèi)時(shí),界面分子之間便產(chǎn)生相互吸引力,使分子間的距離進(jìn)一步縮短到處于穩(wěn)定狀態(tài)。膠粘劑的極性太高,有時(shí)候會(huì)嚴(yán)重妨礙濕潤(rùn)過程的進(jìn)行而降低粘接力。分子間作用力是提供粘接力的因素,但在某些特殊情況下,其他因素也能起主導(dǎo)作用。
2.化學(xué)鍵形成理論
化學(xué)鍵理論認(rèn)為膠粘劑與被粘物分子之間除相互作用力外,有時(shí)還有化學(xué)鍵產(chǎn)生,例如硫化橡膠與鍍銅金屬的膠接界面、偶聯(lián)劑對(duì)膠接的作用、異氰酸酯對(duì)金屬與橡膠的膠接界面等的研究,均證明有化學(xué)鍵的生成?;瘜W(xué)鍵的強(qiáng)度比范德化作用力高得多;化學(xué)鍵形成不僅可以提高粘附強(qiáng)度,還可以克服脫附使膠接接頭破壞的弊病。但化學(xué)鍵的形成并不普通,要形成化學(xué)鍵必須滿足一定的量子化件,所以不可能做到使膠粘劑與被粘物之間的接觸點(diǎn)都形成化學(xué)鍵。況且,單位粘附界面上化學(xué)鍵數(shù)要比分子間作用的數(shù)目少得多,因此粘附強(qiáng)度來自分子間的作用力是不可忽視的。
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