環(huán)氧膠黏劑作為一種重要的結(jié)構(gòu)膠黏劑，只有實現(xiàn)牢固耐久的帖接，才是終極目標。為達此愿望，應(yīng)當知曉環(huán)氧膠為什么能粘，如何粘接才會事半功倍。這就需要了解粘接的基本原理，以指導(dǎo)環(huán)氧膠黏劑的正確選用和粘接工藝的合理實施，對于出現(xiàn)的粘接失效問題進行科學(xué)分析，確保獲得良好的粘接效果。雖然早已提出不少粘接理論，但都有一定的局限性，目前尚無普適理論，然而，對于認識粘接的本質(zhì)和發(fā)展的新理論，還是很有裨益的。
一、粘接過程描述
在正式粘接之前，需先對被粘物表面進行適當?shù)奶幚?，然后將準備好的環(huán)氧膠黏劑均勻涂覆在被粘接表面上，接著便是環(huán)氧膠的擴散、流變、滲透。疊合后，在一定的條件下進行固化。當環(huán)氧膠黏劑的大分子與被粘物表面的距離小于0.5nm時，則會彼此相互吸引，產(chǎn)生范德華力或形成氫鍵、共價鍵、配位鍵、離子鍵、金屬鍵等，加上滲入孔隙中的環(huán)氧膠固化后生成無數(shù)的小“膠勾子”，從而完成了粘接過程。簡單地說，粘接過程就是表面處理、施膠、疊合、固化、后處理等，是一個較為復(fù)雜的物理和化學(xué)過程。
二、粘接作用的形成
欲要進行粘接，首先是環(huán)氧膠黏劑對被粘物表面的充分濕潤，良好的濕潤只是必要條件，實現(xiàn)粘接還必須滿足充分條件，這就是膠黏劑與被粘物之間形成足夠的粘接力，并經(jīng)固化建立起一定的粘接強度。概括而言，粘接作用的形成，一是濕潤性，二是粘接力，三是能固化。
濕潤也稱潤濕，是液體在固體表面分子間力作用下的均勻鋪展現(xiàn)象，也就是固體對液體的親和性。兩者間的接觸角越小，固體表面越容易被液體濕潤。環(huán)氧膠對被粘物表面的濕潤與表面張力有關(guān)，當環(huán)氧膠的表面張力小于被粘物固體的臨界表面張力時便能濕潤。
粘接力是環(huán)氧膠黏劑與被粘物在界面上由黏附作用產(chǎn)生的結(jié)合力，包括機械嵌合力、分子間力和化學(xué)鍵力。機械嵌合力就是環(huán)氧膠滲入被粘物表面的凸凹處和毛細管內(nèi)的機械錨固作用。分子間力是環(huán)氧膠與被粘物分子之間相互吸引力，包括范德華力和氫鍵。化學(xué)鍵力是環(huán)氧膠與被粘物表面形成的化學(xué)鍵，有共價鍵、配位鍵、離子鍵、金屬鍵等。
固化是粘接形成的最后過程，建立起一定的粘接強度，才有實際應(yīng)用價值，從而達到粘接的目的。
三、幾種粘接理論簡介
人們對于粘接理論已進行了長期的研究，取得了一定的進展，但還遠落后于實際應(yīng)用的發(fā)展。雖然粘接應(yīng)用很古老，但畢竟還是年輕的學(xué)科，又因粘接現(xiàn)象非常普遍，粘接材料五花八門，粘接條件復(fù)雜多變，很難找到可能解釋所有粘接現(xiàn)象的普適理論。
現(xiàn)已提出的粘接理論主要有以下幾種。
（1）機械理論 這是對粘接解釋最早的理論，認為環(huán)氧膠黏劑滲入到被粘表面的凹坑和空穴內(nèi)，固化后產(chǎn)生嵌合、咬合、鉤合、楔合、錨固、互鎖等作用，使環(huán)氧膠黏劑與被粘物連接在一起。簡而言之，機械理論只將粘接看成是純粹的機械嵌定互鎖過程。
（2）吸附理論 這是較為普遍接受的理論，認為粘接是與吸附現(xiàn)象類似的表面過程，是膠黏劑與被粘物分子間吸引力（范德華力和氫鍵）作用的結(jié)果，由于環(huán)氧膠黏劑分子吸附到被粘物表面發(fā)生相互作用而形成粘接。
（3）靜電理論 該理論又稱雙電層理論，認為粘接力是膠黏劑和被粘物在接觸的界面上發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，以雙電層形式產(chǎn)生靜電力，由于相互吸引而產(chǎn)生粘接，粘接強度主要是靜電引力的貢獻，表面污染會大大減弱這種粘接作用。靜電理論無法解釋性能相同或相近的聚合物之間的粘接。
（4）擴散理論 這一理論認為粘接力是聚合物被粘物與環(huán)氧膠黏劑分子之間通過界面相互擴散和糾纏引起的，從而實現(xiàn)粘接。對于被粘物為聚合物如熱塑性塑料，因存在可以擴散的長鏈分子和鏈段，擴散理論基本適用。其他情況就難圓其說了。
（5）化學(xué)鍵理論 此理論認為粘接作用是環(huán)氧膠黏劑分子中的活性基團與被粘物表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，界面形成化學(xué)鍵結(jié)合，從而提高粘接強度。由于化學(xué)鍵能（100～1000kJ/m01）比分子間力（10～50kJ/m01）要高1～2個數(shù)量級，若能形成化學(xué)鍵，則會獲得高強度的粘接。
（6）酸堿理論 酸堿理論是以路易斯（Lewis）酸、堿基的化學(xué)吸附為理論依據(jù)。膠黏劑和被粘物按其接受質(zhì)子能力分為酸性（給出質(zhì)子）、堿性（接受質(zhì)子），在酸堿配對的情況下，接觸界面通過酸堿作用形成配位鍵而粘接。配位鍵形成的條件是一方提供電子對，另一方提供接受電子對的空軌道。配位鍵的本質(zhì)與共價鍵相似，但鍵能低于共價鍵。從廣義上講，酸堿理論屬于配位鍵理論的范疇。 環(huán)氧樹脂 - www.ytfilter.com -(責任編輯：admin) |