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谁知道粘合剂基础理论是什么呢?

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w370724 发表于 2021-6-26 14:37:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
存在聚合物基材与不同材料之间、聚合物与非金属或金属之间、金属与金属之间、金属与非金属之间的界面结合问题。 键合是不同材料界面相互作用的结果。 因此,界面层的作用是粘合剂科学中研究的一个基本问题。 如被粘物与胶粘剂之间的界面张力硅酮胶、表面自由能、官能团的性质、界面间的反应等,都会影响粘合。 粘接是一种综合性强、影响因素复杂的技术。 现有的键合理论都从某个方面解释了它们的原理,目前还没有一个全面而独特的理论。  

1.吸附理论

人们把固体对粘合剂的吸附作为粘合的主要原因,称为粘合的吸附理论。 该理论认为粘附力的主要来源是粘附体系的分子力,即范德引力和氢键力。 胶水与被粘物表面之间的附着力和吸附力具有某些相同的性质。 胶粘剂分子与被粘物表面分子的过程有两个过程:第一阶段是液态胶粘剂分子通过布朗运动扩散到被粘物表面,使表面的极性基团或链 这两个接口彼此靠近。 在此过程中,加热、施加接触压力和降低粘合剂粘度都有利于布朗运动的加强。 第二阶段是吸附力的产生。 当粘合剂与被粘物分子之间的距离达到10-5?时,界面分子会产生相互吸引,使分子间的距离进一步缩短至最大稳定状态。  

根据计算,由于范德华力,当两个理想平面为10? 除此之外,它们之间的重力强度可达10-1000MPa; 当距离为3-4?时,可达100-1000MPa。 这个值远远超过了最好的现代结构粘合剂所能达到的强度。 因此,有人认为只要两个物体接触良好,即粘合剂充分润湿粘合界面,达到理想状态,只有分散力的作用就足以产生较高的粘合强度。  . 然而,实际结合强度与理论计算有很大不同。 这是因为固体的机械强度是一种机械特性,而不是分子特性。 它的大小取决于材料的每个局部特性,而不是分子力的总和。 计算值假设两个理想平面紧密接触,当界面层上每对分子之间的相互作用同时被破坏时,就无法保证每对分子之间的相互作用。力同时发生。  

胶水极性过高,有时会严重阻碍润湿过程,降低附着力。 分子间力是提供粘附力的一个因素,但它不是唯一的因素。 在一些特殊情况下,其他因素也可以起主导作用。  

2. 化学键形成理论

化学键理论认为,除了粘合剂与被粘物分子之间的相互作用力外,有时还存在化学键,如相互之间的结合界面。 硫化橡胶与镀铜金属偶联剂对结合作用的研究,异氰酸酯对金属与橡胶结合界面的研究等,都证明了化学键的形成。 化学键强度远高于范德华; 化学键的形成不仅可以提高粘合强度,而且可以克服解吸破坏胶合接头的缺点。 然而,化学键的形成并不常见。 要形成化学键,必须满足一定的量化分量,因此不可能在粘合剂和被粘物的所有接触点都形成化学键。 此外,单位粘附界面上的化学键数量远小于分子间相互作用的数量,因此不能忽略分子间作用力的粘附强度。  

三、弱边界层理论

当液态胶粘剂不能很好地渗透到被粘物表面时,气泡会留在间隙中形成弱区。 又如,当其中所含的杂质能溶解在熔融胶粘剂中而不能溶解在固化胶粘剂中时,固化后的胶粘剂中会形成另一相,在被粘物与胶粘剂之间形成弱界面层(WBL)。 作为一个整体。 除了工艺因素外,边界层结构的不均匀性是由聚合物网络或熔体相互作用形成过程中的黏附、表面吸附等热力学现象引起的。  WBL 会出现在不均匀的界面层中。 这种WBL的应力松弛和裂纹发展会有所不同,极大地影响材料和产品的整体性能。  

四、扩散理论

在相容的前提下,当两种聚合物紧密接触时,由于分子或钟摆的布朗运动而发生相互扩散的现象 链段的。  . 这种扩散效应交织在粘合剂和被粘物之间的界面上。 扩散的结果导致界面消失并产生过渡区。 借助扩散理论,粘合体系无法解释高分子材料对金属、玻璃或其他硬质物体的粘附,因为聚合物很难扩散到此类材料中。  

五、静电理论

当粘合剂和被粘物系统为电子受体-供体时在供体结合的形式下,电子会从供体(如金属)转移到受体(如聚合物),在界面区的两侧形成双电层,从而产生静电引力。  

在干燥环境下,当胶层从金属表面快速剥离时,可以用仪器或肉眼观察放电的光、声现象,证实静电的存在。 但静电效应只存在于能形成双电层的键合体系中,因此不具有普遍性。 此外,也有学者指出,双电层中的电荷密度必须达到1021个电子/cm2,静电引力才能对键合强度产生显着影响。 双电层迁移电荷产生的最大密度只有1019电子/平方厘米(有人认为只有1010-1011电子/平方厘米)。 因此,尽管静电力确实存在于一些特殊的粘合系统中,但它绝不是主导因素。  

六、机械力理论

从物理和化学的角度来看,机械作用不是产生粘附的因素,合平之家283水簇鱼缸专用胶而是增加粘附效果的一种方式。 粘合剂渗入被粘物表面的缝隙或凸起处,固化后在界面区域产生啮合力。 这些情况类似于钉子和木头关节或根部植入土壤中的效果。 机械连接的本质是摩擦。 在粘接多孔材料、纸张、织物等时,机械连接力很重要,但对于一些坚固、光滑的表面,这种影响并不显着。  

上述粘合理论的基本考虑都与粘合剂的分子结构和被粘物的表面结构以及它们之间的相互作用有关。 粘接系统破坏实验表明,粘接失败有四种不同的情况: 1.界面失效:胶层与粘体表面完全分离(胶界面完全脱离);  2、内聚力失效:失效发生在粘合剂或粘合剂。 粘体本身,不粘界面之间;  3.混合损坏:粘体和胶层本身部分损坏或仅两者之一。 这些失效说明粘接强度不仅与被粘物与被粘物之间的力有关,还与聚合物粘合剂分子间的力有关。 聚合物分子的化学结构和聚集状态强烈影响结合强度。 研究胶粘剂基材的分子结构对于胶粘剂的设计、合成和选择具有重要意义。
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