膠黏劑的作用機(jī)理

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1、膠黏劑的作用機(jī)理、種類(lèi)、應(yīng)用及發(fā)展前景浦輕化1103P2004110310佴仁剛通過(guò)界面的黏附和內(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(wú)機(jī)的一類(lèi)物質(zhì)，統(tǒng)稱(chēng)為膠黏劑（adhesive），又叫黏合劑，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱(chēng)為膠。簡(jiǎn)而言之，膠黏劑就是通過(guò)黏合作用，能使被黏物結(jié)合在一起的物質(zhì)。“膠黏劑”是通用的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)，亦包括其他一些膠水、膠泥、膠漿、膠膏等。1、膠黏劑的組成及作用[1](1)基料：基料是膠黏劑的主體材料，是起粘接作用的主要成分。主體材料一般是高分子材料，是決定膠黏劑性能的主要物質(zhì),膠黏劑一般由1

2、~3種主體材料組成。(2)固化劑與促進(jìn)劑：固化劑在粘接過(guò)程中視其所起的作用又是膠黏劑中的主要成分之一。(3)稀釋劑：稀釋劑也稱(chēng)溶劑,是用來(lái)降低膠黏劑黏度的液體物質(zhì)。稀釋劑分為活性和非活性兩種，活性稀釋劑含有活性基團(tuán)，能參與最后的固化反應(yīng);而非活性稀釋劑沒(méi)有活性基團(tuán),不參與反應(yīng)，僅起到降低黏度的作用。另外稀釋劑還有潤(rùn)濕填料的作用。(4)偶聯(lián)劑：偶聯(lián)劑是用于提高被粘物與膠黏劑膠接能力的類(lèi)物質(zhì)。其分子結(jié)構(gòu)上帶有不同性質(zhì)的活性基團(tuán)，一部分能與被物反應(yīng),另一部分能與膠黏劑反應(yīng)，從而使兩種不同的材料“聯(lián)”起來(lái)。(5)其他助劑：除以上幾種主要成分

3、外,膠黏劑中還含有穩(wěn)劑、增稠劑、增韌劑、分散劑、防老劑、阻燃劑、乳化劑、增塑等,其目的都是為了改善或提高膠黏劑的總體性能。(6)填料：為改善膠黏劑性能或降低成本而加入的一種非黏固體物質(zhì)。填料在膠黏劑組分中不與主體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2、粘接原理與工藝2、1粘接基本原理(1)機(jī)械理論。這種理論認(rèn)為,任何材料的表面實(shí)際上都不是很光滑的,由于膠黏劑滲人被粘接物體的表面或填滿其凹凸不平的表面，經(jīng)過(guò)固化，產(chǎn)生楔合、鉤合、錨合現(xiàn)象,從而把被粘接的材料連接起來(lái)。該理論對(duì)多孔性材料的粘接現(xiàn)象做出了很好的解釋,但對(duì)解釋其他粘接現(xiàn)象還有一定的局限性。(2

4、)吸附理論。當(dāng)膠黏劑分子充分潤(rùn)濕被粘接物體的表面，并且與之良好接觸,膠黏劑分子與被粘物表面之間的距離接近分子間力的作用半徑(0.5nm)時(shí)，兩種分子之間就要發(fā)生相互吸引作用,最終趨于平衡。其界面間的相互作用力主要為范德華力、氫鍵,即分子間作用力。這種由于吸附力而產(chǎn)生的膠接既有物理吸附也有化學(xué)吸附。(3)擴(kuò)散理論。該理論認(rèn)為粘接力是由于擴(kuò)散作用而產(chǎn)生的，即高聚物分子本身或鏈段相互擴(kuò)散穿過(guò)最初接觸面，從而導(dǎo)致界面的消失和過(guò)渡區(qū)的產(chǎn)生。這樣,膠黏劑與被粘物兩者的溶解度參數(shù)越接近，粘接溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，其擴(kuò)散作用也越強(qiáng),粘接力也就越高。該

5、理論可以圓滿地解釋聚合物之間的膠接。(4)靜電理論。靜電理論認(rèn)為膠黏劑與被粘接材料接觸時(shí)，在界面兩側(cè)會(huì)形成雙電層,如同電容器的兩個(gè)極,從而產(chǎn)生了靜電吸引力。該理論可以很好地解釋聚合物膜與金屬的膠接。對(duì)膠黏劑的粘接原理還有一些其他的解釋理論，如化學(xué)鍵理論,非界面層理論等?？傊糠N理論都能解釋某些現(xiàn)象，同時(shí)也存在著不同的缺陷，只有將這些理論進(jìn)一步發(fā)展和完善綜合，才能對(duì)粘接現(xiàn)象作出更好地解釋?zhuān)⒛芨玫刂笇?dǎo)實(shí)踐工作。2、2粘接基本工藝(1)膠黏劑的選擇原則。正確選擇膠黏劑是保證良好粘接的重要因素之一，在選擇膠黏劑時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。1、

6、被粘接材料的性質(zhì)；2、被粘接材料的應(yīng)用場(chǎng)合及受力情況；3、粘接過(guò)程有關(guān)的特殊要求；4、粘接效率及膠黏劑的成本。不同膠黏劑的應(yīng)用可參考有關(guān)專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。(2)膠接接頭設(shè)計(jì)。材料間能良好的膠接,除選擇合適的膠黏劑外，還需進(jìn)行正確的接頭設(shè)計(jì)，一般接頭設(shè)計(jì)遵循以下基本原則：1、避免應(yīng)力集中，受力方向最好在膠接強(qiáng)度最大的方向上；2、合理地增加膠接面積；3、接頭設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證膠層厚度一致；4、要防止層壓制品的層間剝離。(3)表面處理。在粘接時(shí)一般要對(duì)粘接面進(jìn)行表面處理，常用的方法有物理方法：如打磨、噴砂、機(jī)械加工等；化學(xué)方法：如溶劑清洗；酸、堿或無(wú)

7、機(jī)鹽溶液處理；陽(yáng)極化處理等。表面處理后可涂覆偶聯(lián)劑或進(jìn)行膠黏劑底涂以保護(hù)表面,利于進(jìn)一步的粘接。以上3個(gè)方面是主要因素，除此之外，還有調(diào)膠、施膠、固化成型、修整加工等步驟構(gòu)成膠接的全過(guò)程。具體操作中如何正確施工，應(yīng)根據(jù)特定品種的使用說(shuō)明來(lái)定。3、粘膠劑的分類(lèi)膠黏劑的種類(lèi)繁多，按不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)膠黏劑進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類(lèi)如下。(1)根據(jù)膠黏劑黏料的化學(xué)性質(zhì)，可以分為無(wú)機(jī)膠黏劑和有機(jī)膠黏劑，例如水玻璃、水泥、石膏等均可以作為無(wú)機(jī)膠黏劑使用，而以高分子材料為黏料的膠黏劑均屬于有機(jī)膠黏劑。(2)按照膠黏劑的物理狀態(tài)，可以分為液態(tài)、固態(tài)和糊狀膠黏劑，其

8、中固態(tài)膠黏劑又有粉末狀和薄膜狀的，而液態(tài)膠黏劑則可以分為水溶液型、有機(jī)溶液型、水乳液型和非水介質(zhì)分散型等。(3)按照膠黏劑的來(lái)源可以分為天然橡膠和合成橡膠，例如天然橡膠、瀝青、松香、明膠、纖維素、淀粉膠等都屬于天然膠黏劑，而采用聚合方