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胶粘剂的根基现实

2015/3/22 11:38:58      点击:1048

聚合物之间,聚合物与非金属或金属之间,金属与金属和金属与非金属之间的胶接等都存在聚合物基料与差别资料之间界面胶接题目。粘接是差别资料界面直打仗后彼此感化的成果。是以,界面层的感化是胶粘迷信中研讨的根基题目。诸如被粘物与粘料的界面张力、外表自在能、官能基团性子、界面间反映等都影响胶接。胶接是综合性强,影响身分庞杂的一类手艺,而现有的胶接现实都是从某一方面动身来论述其道理,以是至今周全独一的现实是不的。

一、吸附现实

人们把固体对胶粘剂的吸附当作是胶接首要缘由的现实,称为胶接的吸附现实。现实以为:粘接力的首要来历是粘接系统的份子感化力,即范德化引力和氢键力。胶粘与被粘物外表的粘接力与吸附力具备某种不异的性子。胶粘剂份子与被粘物外表份子的感化进程有两个进程:第一阶段是液体胶粘剂份子借助于布朗活动向被粘物外表分散,使两界面的极性基团或链节彼此*近,在此进程中,升温、施加打仗压力和下降胶粘剂粘度等都有益于布朗活动的增强。第二阶段是吸附力的产生。当胶粘剂与被粘物份子间的间隔到达10-5Å时,界面份子之间便产生彼此吸收力,使份子间的间隔进一步延长处处于最大不变状况。

按照计较,由于范德华力的感化,当两个抱负的立体相距为10Å时,它们之间的引力强度可达10-1000MPa;当间隔为3-4Å时,可达100-1000MPa。这个数值远远跨越古代最好的布局胶粘剂所能到达的强度。是以,有人以为只需当两个物体打仗很好时,即胶粘剂对粘接界面充实润湿,到达抱负状况的环境下,仅色散力的感化,就足以产生很高的胶接强度。但是现实胶接强度与现实计较相差很大,这是由于固体的力学强度是一种力学性子,而不是份子性子,其巨细取决于资料的每个局部性子,而不即是份子感化力的总和。计较值是假设两个抱负立体慎密打仗,并保障界面层上各对份子间的感化同时受到粉碎时,也就不可以或许有保障各对份子之间的感化力同时产生。

胶粘剂的极性太高,偶然候会严峻故障潮湿进程的停止而下降粘接力。份子间感化力是供应粘接力的身分,但不是独一身分。在某些特别环境下,其余身分也能起主导感化。

二、化学键构成现实

化学键现实以为胶粘剂与被粘物份子之间除彼此感化力外,偶然另有化学键产生,比方硫化橡胶与镀铜金属的胶接界面、偶联剂对胶接的感化、异氰酸酯对金属与橡胶的胶接界面等的研讨,均证明有化学键的天生。化学键的强度比范德化感化力高很多;化学键构成不只可以或许进步粘附强度,还可以或许降服脱附使胶接讨论粉碎的弊病。但化学键的构成并不通俗,要构成化学键必须知足必然的量子化`件,以是不可以或许做到使胶粘剂与被粘物之间的打仗点都构成化学键。何况,单元粘附界面上化学键数要比份子间感化的数量少很多,是以粘附强度来自份子间的感化力是不可轻忽的。

三、弱界层现实

当液体胶粘剂不能很好浸润被粘体外表时,氛围泡留在空地中而构成弱区。又如,傍边含杂质能溶于熔融态胶粘剂,而不溶于固化后的胶粘剂时,会在固体化后的胶粘构成另外一相,在被粘体与胶粘剂全体间产生弱界面层(WBL)。产生WBL除工艺身分外,在聚合物成网或熔体彼此感化的成型进程中,胶粘剂与外表吸附等热力学景象中产生界层布局的不平均性。不平均性界面层就会有WBL呈现。这类WBL的应力败坏和裂纹的成长城市差别,是以极大地影响着资料和成品的全体机能。

四、分散现实

两种聚合物在具备相容性的条件下,当它们彼此慎密打仗时,由于份子的布朗活动或链段的摆产生彼此分散景象。这类分散感化是穿梭胶粘剂、被粘物的界面交叉停止的。分散的成果致使界面的消逝和过渡区的产生。粘接系统借助分散现实不能诠释聚合物资料与金属、玻璃或其余硬体胶粘,由于聚合物很难向这类资料分散。

五、静电现实

当胶粘剂和被粘物系统是一种电子的接管体-供应体的组合情势时,电子会从供应体(如金属)转移到接管体(如聚合物),在界面区两侧构成了双电层,从而产生了静电引力。

在枯燥环境中从金属外表疾速剥离粘接胶层时,可用仪器或肉眼察看到放电的光、声景象,证明了静电感化的存在。但静电感化仅存在于可以或许构成双电层的粘接系统,是以不具备遍及性。另外,有些学者指出:双电层中的电荷密度必须到达1021电子/厘米2时,静电吸收力能力对胶接强度产生较较着的影响。而双电层栖移电荷产生密度的最大值只要1019电子/厘米2(有的以为只要1010-1011电子/厘米2)。是以,静电力固然确切存在于某些特别的粘接系统,但决不是起主导感化的身分。

六、机器感化力现实

从物理化学概念看,机器感化并不是产生粘接力的身分,而是增添粘接结果的一种方式。胶粘剂渗入到被粘物外表的裂缝或高低的地方,固化后在界面区产生了啮协力,这些环境近似钉子与木料的接合或树根植入土壤的感化。机器毗连力的实质是磨擦力。在粘合多孔资料、纸张、织物等时,机构毗连力是很主要的,但对某些坚固而滑腻的外表,这类感化并不明显。

上述胶接现实斟酌的根基点都与粘料的份子布局和被粘物的外表布局和它们之间彼此感化有关。从胶接系统粉碎尝试标明,胶接粉碎时也现四种差别环境:1.界面粉碎:胶粘剂层全数与粘体外表分隔(胶粘界面完全离开);2.内聚力粉碎:粉碎产生在胶粘剂或被粘体自身,而不在胶粘界面间;3.夹杂粉碎:被粘物和胶粘剂层自身都有局部粉碎或这二者中只要其一。这些粉碎申明粘接强度不只与被粘剂与被粘物之间感化力有关,也与聚合物粘料的份子之间的感化力有关。高聚物份子的化学布局,和堆积态都激烈地影响胶接强度,研讨胶粘剂基料的份子布局,对设想、分解和选用胶粘剂都非常主要。

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