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粘接机理
发布时间:2018/8/2 14:37:26 浏览次数:66次
中文内容

为了更好了解粘接知识,只对理论的学习远远不够,还需要了解粘接的工艺。常规的粘接工艺主要存在以下过程。

    1、表面处理。通过对表面的处理能形成良好粘接的条件,增加粘合力。 

2、清洗脱脂。对聚氨酯胶粘剂来讲,金属表面的油脂与聚氨酯相容性差,而存在的水分会与胶粘剂中的一NCO基团反应产生气泡,使胶与基材接触表面积降低,且使胶粘层内聚力降低,因而粘接前必须进行表面清洗。

 3、糙化处理。对光滑表面一般须进行糙化处理,以增加胶与基材的接触面积,胶粘剂渗入基材表面凹隙中,可牢固地把基材粘在一起,常用的方法有喷砂。  

4、上底涂剂。为了改善粘接性能,可在已处理好的基材表面涂一层很薄的底涂剂(底胶),底涂还可保护刚处理的被粘物表面免受腐蚀和污染,延长存放时间。 

 5、 涂胶。涂胶就是将胶粘剂以适当的方式涂布于被粘物表面的操作。对于不同胶粘剂有不同的涂胶工艺,其中以涂刷最普遍。刷胶法就是用刷子蘸取胶液涂到被粘物表面上,对于表面粗糙的骨架,需要往复涂刷,表面光滑的骨架可顺着一个方向涂敷,速度要慢,防止带入气泡,尽可能均匀一些,中间多一些。平均厚度为0.015-0.020mm(单涂层)。在保证不缺胶情况下,尽可能薄一些。

6、晾置。涂胶后,适当晾置,有利于排除空气、流匀胶层、增加粘性。溶剂型胶粘剂必须晾置以挥发溶剂,否则固化后的胶层结构松散,会有气孔,使粘结强度下降。每种胶粘剂晾置时间不同,晾置过度,则粘性大失,无法粘接。

    7、胶粘剂的固化。大多数聚氨酯胶粘剂在粘接时不立即具有较高的粘接强度,还需进行固化。固化的加热方式有烘箱。固化工艺三个重要参数为温度、压力、时间。其中温度影响最大。而影响粘接的主要因素为胶粘剂、被粘材料、粘接工艺技术。

影响产品粘接的因素很多,主要有化学因素和有物理因素。下面就对这两方面的影响进行说明。

    化学因素对于粘接强度的影响:影响粘接强度的化学因素主要指分子的极性、分子量、分子形状(侧基多少及大小)、分子量分布、分子的结晶性、分子对环境的稳定性以及胶粘剂和被粘体中其它组份性质、PH值等。
   1.极性 。一般说来胶粘剂和被粘体分子的极性影响着粘接强度,但并不意味着这些分子极性的增加就一定会提高粘接强度。
   2.分子量 。聚合物的分子量(或聚合度)直接影响聚合物分子间的作用力,一般说来,分子量和粘接强度的关系仅限于无支链线型聚合物的情况,包括两种类型。第一种类型在分子量全范围内均发生胶粘剂的内聚破坏,这时粘接强度随分子量的增加而增加,但当分子量达到某一数值后则保持不变。第二种类型由于分子量不同破坏部分亦不同。

3.侧链。长链分子上的侧基是决定聚合物性质的重要因素,从分子间作用力考虑,聚合物支链的影响是,当支链小时,增加支链长度,降低分子间作用力。当支链达到一定长度后,开始结晶,增加支链长度,提高分子间作用力,这应当是降低或提高粘接强度的原因。
  4.交联 。 聚合物的内聚强度随交联密度的增加面增大,而当交联密度过大时聚合物则变硬变脆,因而使聚合物耐冲击强度降低。交联聚合物的强度与交联点数目和交联分子的长度密切相关。

5.溶剂和增塑剂 。 溶剂型胶粘剂的粘接强度当然要受胶层内残留溶剂量的影响。溶剂量多时,虽浸润性好,但由于胶粘剂内聚力变小,而使内聚强度降低。增塑剂和溶剂的作用类似,有时即便在粘不上的情况下,加入适当的增塑剂也可粘上。  

物理因素对于粘接强度的影响主要表现在以下几个方面:

1.表面处理。其目的是能获得牢固耐久的胶粘层。

2.渗透。已粘接的骨架,受环境气氛的作用,常常被渗进一些其他低分子。使胶层强度降低,从而导致粘接的破坏。

     3.迁移。含有增塑剂被粘材料,由于这些小分子物与聚合物大分子的相容性较差,容易从聚合物表层或界面上迁移出来。迁移出的小分子若聚集在界面上就会妨碍胶粘剂与被粘材料的粘接,造成粘接失效。
   4.压力。在粘接时,向粘接面施以压力,使胶粘剂更容易充满被粘体表面上的坑洞,甚至流入深孔中,减少粘接缺陷。

    5.胶层厚度。较厚的胶层易产生气泡、缺陷和早期断裂,因此应使胶层尽可能薄一些,以获得较高的粘接强度。另外,厚胶层在受热后的热膨胀在界面区所造成的热应力也较大,更容易引起接头破坏。