2胶接理论(胶粘剂与涂料).ppt

* 胶 层 厚 度 关键：形成连续胶膜 一般认为获得最好的胶接强度和刚性，胶层的厚度在胶层不缺胶的情况下，应尽量地薄！ WHY？ * 薄胶层变形需要的力比厚胶层大； 随着胶层厚度的增加，流变或蠕变的几率变大； 胶层越厚，由膨胀差引起的界面内应力与热应力大； 坚硬的胶粘剂，胶接界面在弯曲应力作用下，薄胶层的断裂强度比厚胶层的高； 胶层越厚，气泡及其它缺陷的数量增加，早期破坏的几率增加。 * 木 材 比 重 UF胶接阔叶材：木材比重0.8时，胶接强度随木材比重的增加而提高；0.8时，胶接强度与比重几乎无关。 间苯二酚甲醛树脂胶接所有针、阔叶材：胶接强度随木材比重的增加而提高。 * 木材纤维方向 一般来说，纤维方向的角度越大，胶接强度越低，如用PF胶接时，木材纤维方向互相垂直的胶接强度仅是纤维互相平行的1/4。海田金松实验式： P-纤维方向互相平行的胶接强度 Q-纤维互相垂直的胶接强度 N-纤维互成θ角度的胶接强度 * 5 静电胶接理论 将被胶接材料和固化的胶粘剂层理想化为电容器，即在胶接 接头中存在双电层，胶接力主要来自双电层的静电引力。静 电引力的产生是相1电荷场相2电荷场相互作用的结果。 成功地解释了粘附功与剥离速度有关的实验事实 静电引力（0.04MPa）对胶接强度的贡献可忽略不计 无法解释用炭黑作填料的胶粘剂及导电胶的胶接现象 无法解释由两种以上互溶高聚物构成的胶接体系的胶接现象 不能解释温度、湿度及其它因素对剥离实验结果的影响 缺陷 贡献 * ☆当胶接接头以极慢的速度剥离时， 电荷可以从极板部分逸出， 降低了电荷间的引力， 减少了剥离时消耗的功 ☆当快速剥离时， 电荷没有足够的逸出， 粘附功偏高 解释了粘附功与剥离速度有关 克服了吸附理论的不足 * 6 其它胶接理论 从粘接接头被破坏的情况来分析 胶粘剂与被粘表面间形成的薄弱表面层 对粘接强度影响很大，必须尽可能除去 弱界面层理论 粘接作用与材料、胶粘剂的极性有关 极性材料要用极性胶粘剂粘接 非极性材料要用非极性胶粘剂粘接 极性理论 * 由成键的两个原子中的一个原子单独提供 一个电子对而形成的共价键，称为配价键。 广义地讲，凡是电子供给体与电子接受体 相互结合形成的化学键，都称配价键。 配位键理论 ★配位键理论要点 在粘接时，胶粘剂分子、链段以及基团会产生微布朗运动。在运动中，当胶粘剂分子带电荷部分（通常是带孤对电子或电子的基团，如—OH、—NH2、—CN、—COOH等）与被粘材料（如金属离子、金属原子、缺电子链节等)带相反电荷部分之间的距离小于5×10-10时，就会相互作用形成配价键。由氢离子形成的氢键是特殊的配价键。配价健有较大的结合能，很难破坏。 * 思考题？ 各种胶接理论的优点？局限性？ * 胶接强度 胶粘剂 被胶接材料 环境 分子结构 配方设计 性质 表面处理 操作工艺 环境介质 应力状况 * 胶接过程是一个复杂的过程，以上几种胶接理论即有实验事实作依据，又都存在有局限性 对于固体和胶粘剂产生胶接作用的原因，可概括为： （1）相1和相2机械结合作用。包括：①胶钉理论（anchoring）；②被胶接固体经表面处理后产生触须（whisker）状凸起，相1与相2纠缠咬合（interlocking）。 总结 * （2）相1和相2的化学吸附结合作用。包括：①通过相互扩散，在分子之间产生分子间的拉引作用力（内聚力）；②相1相2密切接触，产生分子间的拉引作用力；③相1和相2通过化学键结合在一起。 胶接效果是主价力、次价力、静电引力和机械作用力等综合作用的结果。 * 2.2.1 胶接的主要过程 2-2 胶接界面化学 胶粘剂的液化：因为胶粘剂要浸润到固本间的空隙中，故它必须是可自由改变形状的液体。因此，可用单体或预聚物、溶液或乳液、熔融聚合物。 流动：这是胶粘剂浸透到固体间并嵌入空隙中的过程。在此关系到胶粘剂粘性等流变学的性质。 润湿：为了使胶粘剂能够浸润固体空隙，并润湿固体表面，胶粘剂对固体的接触角必须要在90°以下。 * 扩散、粘接、吸附：这个过程是与润湿平行发生的，它按照在多成分系高分子中，链段是通过界面自由能变成最小来吸附和取向的规则形成胶接层结构的。 固化：由于聚合、溶剂的挥发、冷却等作用，胶粘剂固化后形成所需强度的过程。 粘接体系的变形和破坏：这是在实际使用直至破坏的过程。 * 2.1.2 固体表面上液体的平衡 ?SL ?SV ? ?LV 液滴 图1—1 液体在固体表面上的浸润状态 ?SV = ?LV cos? + ?SL ?S = ?SV +π 式中：?SV ── 固/气界面张力； ?LV ── 液/气界面张力； ?SL ── 固/液界