常見(jiàn)膠粘劑及其作用原理

1、膠粘劑膠接（粘合、粘接、膠結(jié)、膠粘）是指同質(zhì)或異質(zhì)物體表面用膠粘劑連接在一起的技術(shù)，具有應(yīng)力分布連續(xù)，重量輕，或密封，多數(shù)工藝溫度低等特點(diǎn)。膠接特別適用于不同材質(zhì)、不同厚度、超薄規(guī)格和復(fù)雜構(gòu)件的連接。膠接近代發(fā)展最快，應(yīng)用行業(yè)極廣，并對(duì)高新科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和人民日常生活改善有重大影響。因此，研究、開發(fā)和生產(chǎn)各類膠粘劑十分重要。膠粘劑的分類膠粘劑的分類方法很多，按應(yīng)用方法可分為熱固型、熱熔型、室溫固化型、壓敏型等；按應(yīng)用對(duì)象分為結(jié)構(gòu)型、非構(gòu)型

2、或特種膠；接形態(tài)可分為水溶型、水乳型、溶劑型以及各種固態(tài)型等。合成化學(xué)工作者常喜歡將膠粘劑按粘料的化學(xué)成分來(lái)分類熱塑性纖維素酯、烯類聚合物（聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、過(guò)氯乙烯、聚異丁烯等）、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚丙烯酸酯、a氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇縮醛、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等類熱固性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰甲醛樹脂、有機(jī)硅樹脂、呋喃樹脂、不飽和聚酯、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、酚醛聚乙烯醇縮醛、酚醛聚酰胺、酚醛環(huán)氧樹脂、環(huán)

3、氧聚酰胺等類合成橡膠型氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁鈉橡膠、異戊橡膠、聚硫橡膠、聚氨酯橡膠、氯磺化聚乙烯彈性體、硅橡膠等類橡膠樹脂劑酚醛丁腈膠、酚醛氯丁膠、酚醛聚氨酯膠、環(huán)氧丁腈膠、環(huán)氧聚硫膠等類膠粘理論聚合物之間，聚合物與非金屬或金屬之間，金屬與金屬和金屬與非金屬之間的膠接等都存在聚合物基料與不同材料之間界面膠接問(wèn)題。粘接是不同材料界面間接觸后相互作用的結(jié)果。因此，界面層的作用是膠粘科學(xué)中研究的基本問(wèn)題。諸如被粘物與粘料的界面張力、

4、表面自由能、官能基團(tuán)性質(zhì)、界面間反應(yīng)等都影響膠接。膠接是綜合性強(qiáng)，影響因素復(fù)雜的一類技術(shù)，而現(xiàn)有的膠接理論都是從某一方面出發(fā)來(lái)闡述其原理，所以至今全面唯一的理論是沒(méi)有的。吸附理論人們把固體對(duì)膠粘劑的吸附看成是膠接主要原因的理論，稱為膠接的吸附理論。理論認(rèn)為：粘接力的主要來(lái)源是粘接體系的分子作用力，即范德化引力和氫鍵力。膠粘與被粘物表面的粘接力與吸附力具有某種相同的性質(zhì)。膠粘劑分子與被粘物表面分子的作用過(guò)程有兩個(gè)過(guò)程：第一階段是液體膠粘劑

5、分子借助于布朗運(yùn)動(dòng)向被粘物表面擴(kuò)散，使兩界面的極性基團(tuán)或鏈節(jié)相互靠近，在此過(guò)程中，升溫、施加接觸壓力和降低膠粘劑粘度等都有利于布朗屬）轉(zhuǎn)移到接受體（如聚合物），在界面區(qū)兩側(cè)形成了雙電層，從而產(chǎn)生了靜電引力。在干燥環(huán)境中從金屬表面快速剝離粘接膠層時(shí)，可用儀器或肉眼觀察到放電的光、聲現(xiàn)象，證實(shí)了靜電作用的存在。但靜電作用僅存在于能夠形成雙電層的粘接體系，因此不具有普遍性。此外，有些學(xué)者指出：雙電層中的電荷密度必須達(dá)到1021電子厘米2時(shí)，靜

6、電吸引力才能對(duì)膠接強(qiáng)度產(chǎn)生較明顯的影響。而雙電層棲移電荷產(chǎn)生密度的最大值只有1019電子厘米2（有的認(rèn)為只有10101011電子厘米2）。因此，靜電力雖然確實(shí)存在于某些特殊的粘接體系，但決不是起主導(dǎo)作用的因素。機(jī)械作用力理論從物理化學(xué)觀點(diǎn)看，機(jī)械作用并不是產(chǎn)生粘接力的因素，而是增加粘接效果的一種方法。膠粘劑滲透到被粘物表面的縫隙或凹凸之處，固化后在界面區(qū)產(chǎn)生了嚙合力，這些情況類似釘子與木材的接合或樹根植入泥土的作用。機(jī)械連接力的本質(zhì)是摩

7、擦力。在粘合多孔材料、紙張、織物等時(shí)，機(jī)構(gòu)連接力是很重要的，但對(duì)某些堅(jiān)實(shí)而光滑的表面，這種作用并不顯著。影響膠粘及其強(qiáng)度的因素上述膠接理論考慮的基本點(diǎn)都與粘料的分子結(jié)構(gòu)和被粘物的表面結(jié)構(gòu)以及它們之間相互作用有關(guān)。從膠接體系破壞實(shí)驗(yàn)表明，膠接破壞時(shí)也現(xiàn)四種不同情況：1.界面破壞：膠粘劑層全部與粘體表面分開（膠粘界面完整脫離）；2.內(nèi)聚力破壞：破壞發(fā)生在膠粘劑或被粘體本身，而不在膠粘界面間；3.混合破壞：被粘物和膠粘劑層本身都有部分破壞或這