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谈谈胶粘剂的四种粘结机理

      胶粘剂的粘结机理比较复杂,业界通常有四种理论来阐述它。具体内容如下。

      一、机械理论。也叫做胶钉理论,就是指胶水通过渗入材料表面的空隙中固化,形成了一个个的小胶钉,产生了机械的粘接,这使得胶粘剂固化后与基材机械地固定在一起。因为固体的表面并不是完全光滑的,在显微镜下固体表面由无数不规则的峰谷构成。

      


      胶粘剂的机械咬合,是多空基材,如泡沫塑料等的主要粘接因素。对无孔材料的粘接,其表面经机械打磨后的粘结效果比未处理的要好得多。我们在皮革粘接和橡胶粘接时常常会使用这种机械打磨的方法。

      机械打磨粗糙化处理具有显著优点:形成机械锁固;形成了新鲜表面;形成了高反应性表面和增大接触表面积。

      机械理论很好地解释了粗糙表面的粘接机理,但是却很难解释光滑表面的粘接机理。


       二、扩散理论。扩散理论认为胶粘力的产生是因为胶和被粘结材料分子之间的相互扩散而产生的。当胶粘剂和被粘结物都是聚合物时,在都具有可运动的长分子链的情况下,这一理论存在合理性。如热塑性塑料的溶剂型粘合或热熔粘接,就是被认为是分子间相互扩散的结果。

       三、吸附理论。吸附理论认为粘合是两种材料之间的分子接触引起,并产生表面粘结力。胶粘剂和被粘物表面接触的过程叫做“润湿”,对胶粘剂言,其表面张力应低于固体临界表面张力,才能达到良好的润湿效果。良好的润湿性能要求胶粘剂应具备低于基材的表面张力,这一事实也说明有机胶粘剂,如环氧胶粘剂对金属具有良好的粘合性,但对未处理的高分子基材,如聚乙烯、聚丙烯和氟碳化合物等粘接力差。

      胶粘剂对被粘物润湿接触后,通过分子间的相互作用力可实现永久性粘合,在粘合内聚作用中可生成离子键、共价键、金属键,已经分子间的范德华力。一些附着力促进剂往往会添加到胶粘剂配方中起到增加粘结力的作用,附着力促进剂的理论解释也多是与粘结基材反应生成离子键或氢键等。

        四、静电理论。静电理论认为粘接力产生是因为胶和被粘物的界面中存在双电层,由此形成了静电力所导致的吸引力。这种静电力本身是具有抗分离性的。人们通过在基材上剥离已固化胶粘剂时产生的放电现象,证实了这一理论的合理性。

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