第6章胶粘剂要点解析.ppt

第六章 胶粘剂 (adhesive) 第六章 胶粘剂 第一节.概述 第二节.胶粘剂的粘接基础 第三节.影响粘接强度的因素 第四节.胶粘剂配方设计及 接头设计的基本原则 第五节.各种胶粘剂 第一节 概论 一、概念 凡具有良好的粘合性能、可把同种或不同种的固体材料表面连接在一起的媒介物质统称胶粘剂。也叫粘合剂。通过胶粘剂的粘接力使固体表面连接的方法叫粘接或胶接。被粘合的固体材料称被粘物。 粘接技术和工业上常用的焊接、铆接及螺接技术相 比，有下列优缺点： 1、粘接技术可以有效地应用于不同种类的金属或非金属之间的连接，这是焊接方法难以做到的。 2、粘接是通过胶粘剂均匀地分布于粘接面上，因 此，粘接件不会象点焊产生应力变形或螺接、铆接因打孔而产生应力集中问题，在承受振动或反复负荷作用时，胶接件的耐疲劳性能比铆接或螺接件好得多，其原因之一是疲劳裂纹在胶接件的扩展速度较小，故使用粘接结构有较高的耐疲劳寿命。 3、粘接结构能有效地减轻重量，这是由于省去了铆钉或螺钉，或是由于胶接件受力均匀，允许采用薄壁结构。 4、胶接件中的连接缝具有对水、空气或其他环境介质的优良密封性，这是铆接或螺接所不能做到的。此外胶接件具有平滑的外表面，这对需要流线型的各种现代化工具来说是很宝贵的性能。 5、粘接工艺可以节省金属材料和提高工作效率。胶接工艺简单，与焊接、铆接相比不需要复杂的专用设备，工艺操作通常是在室温或较低温度下进行，效率高、成本低。 6、选用功能性胶粘剂可赋予粘接缝以各种特殊性能，如快速固化特性、耐湿性、绝缘性、导电性、导磁性等。 缺点及局限性 绝大多数胶粘剂都是通过分子间力（范德华力）的作 用将被粘物连接在一起的，对于大多数靠主价键连接，具有高强度的被粘物（如金属）来说，胶接强度还不够高。 目前的胶粘剂大多数属于合成有机高分子物质，其耐高温、低温作用的性能是很有限的，如通常所说的耐高温胶粘剂，长期工作温度在250°C以下，短期工作温度可达350-400°C。但在受热情况下，粘接机械强度远低于常温下的机械强度。一般粘接剂只能在-50-100°C范围内正常工作，胶粘剂在承受高低温交变作用以后，其各项机械力学性能迅速下降。 在光、热、氧及其他因素作用下，胶粘剂会产生老化现象，影响使用寿命。 在粘接过程中，影响胶接件的因素很多，但胶接件的无损伤质量检验至今没有可靠的办法。 胶粘剂的分类 1、按胶粘剂的主体材料的来源，可分为天然胶粘剂和合成胶粘剂，而合成胶粘剂又分为热固性树脂胶粘剂，热塑性树脂胶粘剂，橡胶胶粘剂及无机胶粘剂等。 2、按照胶粘剂的形态和用途可分为普通胶粘剂和特种胶粘剂等。 3、按照粘接处受力的要求可分为结构胶粘剂和非结构胶粘剂。 4、按胶粘剂固化条件可分为室温固化胶粘剂、高温固化胶粘剂、挥发固化胶粘剂及光敏固化胶粘剂等。 5、按胶接工艺特点，合成胶粘剂可分为以下几种： （1）反应型胶粘剂：反应型胶粘剂涂敷于胶接件上，通过化 学反应变为固体胶层（隔绝氧气称厌氧胶、在一定能量的光照 下称光敏胶），反应型胶一般胶接强度较高、耐热、耐介质性 较好。 （2）热熔型胶粘剂：热熔型胶粘剂常为粉状、膜状或棒状固 体，通过加热熔融涂敷在胶接件上，再冷却成固体胶层。热熔 胶的固化过程为物理变化，胶接件可通过加热胶层熔化而拆 散，因而这种连接具有可拆性。 （3）溶液型胶粘剂：由某些热塑性树脂或橡胶与适当的溶剂 组成的，溶液胶通过溶剂挥发而干固成胶层，因而一般耐溶剂 性能较差。 （4）乳液型胶粘剂：由某些聚合物的胶体分散在水或其他介 质中形成的，乳液胶通过介质渗透和挥发，胶体颗粒凝聚成胶 层。 （5）压敏型胶粘剂：通过施加一定的压力，靠本身的粘着力 胶接工件，压敏胶胶层不发生固化作用，可反复使用。 第二节 胶粘剂的粘接基础 粘附机理 粘接过程是一个复杂的物理、化学过程。粘接力的产生不仅取决于胶粘剂与被粘物表面的结构和状态，而且和粘接过程的工艺条件密切相关。研究粘接机理的目的在于揭露粘接现象的本质，探索粘接过程的规律，进而指导胶粘剂及粘接技术方面实用科学的开发和深入研究。 第二节 胶粘剂的粘接基础 粘附机理 一、粘接力的产生 二、粘接过程的界面化学 三、粘接现象的理论解释 一、粘接力的产生 胶粘剂与被粘物表面之间可以通过界面相互吸引和连接作用的力称粘接力。 粘接力的来源是多方面的： 1、化学键力 2、分子间的作用力 3、界面静电引力 4、机械作用力 1、化学键力 又称主价键力，存在于原子或离子之间，化 学键包括离子键、共价键及金属键三种不同的形 式。 （1）离子键是带正电荷的正离子和带负电荷的 负离子之间的