粘接機理

1、?黏接技術(shù)黏接技術(shù)一概念黏接技術(shù)：就是采用黏合劑將各種材料或部件連接起來的技術(shù)。黏接技術(shù)特點：（1）將同種或不同種材料很好地黏接在一起。（2）黏接比焊接、鉚接以及螺栓連接質(zhì)量輕。（3）黏接接頭的應(yīng)力分布均勻，克服了其他連接形式會產(chǎn)生應(yīng)力集中的不足。（4）黏接除了將材料連接起來外，還兼有密封、防腐、絕緣、緩沖等作用。（5）黏接通常工藝比較簡單，操作方便，節(jié)約能源，成本降低。（6）黏接存在以下缺點：黏接單位強度低；使用溫度低；耐各種老化性能

2、差等。黏接力：是由膠與被黏物之間的黏附力和膠層的內(nèi)聚力組成。黏接力就是這兩種力共同作用的結(jié)果，其中任何一種力的喪失都將導(dǎo)致黏接破壞。內(nèi)聚力：是指膠黏劑本身分子間的作用力，它是由膠黏劑的基本組分黏料、各種配合助劑以及配方、工藝、環(huán)境等因素決定。內(nèi)聚強度：在黏接試樣的剪切破壞試驗中，黏接破壞發(fā)生在膠黏劑層，即在被破壞的兩塊試片的表面都附有一層膠黏劑，并且膠的表面是粗糙的，此時測得的力是該膠的內(nèi)聚力，內(nèi)聚力除以其黏接面積就得到了該膠的內(nèi)聚強度

3、。黏附力：膠黏劑與被黏物之間的作用力。當(dāng)做黏接件拉伸或剪切試驗時，內(nèi)聚力大于黏附力，則發(fā)生黏附破壞。黏接試片沿著膠層界面破壞，被破壞的樣片表面光潔，即一個樣片上沒有膠層，裸露出材料的表面，而另一個樣片上附有膠層，此時測得的力為黏附力。黏附力的產(chǎn)生包括膠黏劑與被黏物之間的物理作用、化學(xué)作用和機械作用。物理作用指分子間力即范德華力、氫鍵力，它們廣泛存在于黏接中。化學(xué)作用指膠黏劑與被黏物之間的形成牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，即離子鍵力、共價鍵力、金屬鍵

4、力、配位鍵力。機械作用指由于被黏物表面存在大量細(xì)小的孔隙，膠黏劑分子由于擴散、滲透作用而進(jìn)入被黏物內(nèi)部，形成了機械的“鉤鍵”、“錨鍵”，即所謂機械力。潤濕：指液體在固體表面分子間力作用下的均勻鋪展現(xiàn)象，也就是液體對固體的親和性。常用接觸角表示。兩者間接觸角越小，固體表面越容易潤濕。內(nèi)應(yīng)力：在黏接過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力是影響?zhàn)そ訌姸群湍途眯缘闹匾蛩刂弧Ｒ虼?，在黏接過程中，必須采取有效措施來降低內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力包括收縮應(yīng)力和熱應(yīng)力。收縮應(yīng)力指

5、膠黏劑無論用什么方法固化，都會發(fā)生一定體積收縮。而在膠黏劑失去流動之后，體積還沒達(dá)到平衡值時，進(jìn)一步固化引起體積收縮就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。熱應(yīng)力是由于高分子材料與金屬材料、無機材料的熱膨脹系數(shù)相差很大，當(dāng)溫度發(fā)生變化時就會在黏接界面產(chǎn)生熱應(yīng)力。熱應(yīng)力大小與溫度變化、膠黏劑與被黏物膨脹系數(shù)的差別以及材料的物理狀態(tài)和彈性模量有關(guān)。二黏接理論主要有機械理論、吸附理論、擴散理論、靜電理論、弱邊界理論、化學(xué)鍵理論、配位鍵理論、酸堿理論等，每種理論都只能

6、解釋一部分黏接現(xiàn)象，簡要介紹如下：(1)機械理論機械理論是膠黏劑對兩個被黏物的接面機械附著作用的結(jié)果。以固體表面粗糙、多孔為基礎(chǔ)，膠黏劑流動、擴散、滲入被黏物表面，固化或膠凝后，與被黏物表面通過互相咬合連接起來，形成“鉤鍵”、“釘鍵”、“錨鍵”等，將兩個被黏物牢固結(jié)合在一起。(2)吸附理論吸附理論是把膠黏劑黏接歸于膠與被黏物之間分子間力的作用。這種相互作用包括化學(xué)鍵力、范德華力和氫鍵力。(3)擴散理論擴散理論認(rèn)為，高分子材料之間的黏接是

7、由于膠黏劑與被黏物表面分子或鏈段彼此之間處于不停的熱運動引起的相互擴散作用，使膠與被黏物之間的界面逐漸消失，形成相互交織的牢固結(jié)合，黏接接頭的強度隨時間延長而達(dá)到最大值。(4)靜電理論又叫雙電層理論，在膠黏劑與被黏物接觸的界面上形成雙電層，由于靜電吸引而產(chǎn)生黏接。(5)弱邊界層理論妨礙黏接作用形成并使黏接強度降低的表面層稱為弱邊界層。發(fā)生膠黏劑和被黏物之間黏附力破壞，即弱邊界層破壞。(6)化學(xué)鍵理論由于膠黏劑分子與被黏物表面通過化學(xué)反應(yīng)

8、形成化學(xué)鍵而結(jié)合，因此使黏接層獲得高強度的黏接。表面處理—配膠—涂膠—晾置—合攏—清理—初固化—固化—后固化—檢查—加工3.3.1黏接接頭設(shè)計的基本原則黏接接頭就是通過膠黏劑將被黏物連接成為一個整體的過渡，受力或不受力的部位如圖被黏物膠黏劑膠黏劑被黏物黏接接頭在外力作用下主要受到四種力的作用：剪切、拉伸、剝離和不均勻扯離。見圖黏接接頭受力類型黏接接頭受外力作用，一般發(fā)生四種情況破壞，即內(nèi)聚破壞（膠層破壞）、被粘件破壞、界面破壞（黏附破壞

9、）、混合破壞。由接頭力學(xué)特性可知，抗拉、剪切、抗壓強度是比較高的，而抗剝、抗彎的能力就弱得多。因此從力學(xué)性能角度考慮，在黏接接頭設(shè)計時，接頭形式的設(shè)計與選擇的基本原則是：受力方向在黏接強度最大方向上。具有最大的黏接面積，提高接頭承載能力。盡可能減少或避免產(chǎn)生剝離、劈開和彎曲的可能。膠層薄而連續(xù)、盡可能均勻、避免欠膠。3.3.2黏接接頭基本形式接頭基本形式有四種：對接、角接、T接、平接。abcdd3.3.3配膠由于黏接材質(zhì)不同，黏合劑品種

10、不同，需要根據(jù)實際情況，配膠。如雙組分膠黏劑根據(jù)需要，調(diào)整比例和固化速度，保證最佳黏接效果。對于單組分膠黏劑，一般直接使用。有時候，通過填加稀料，調(diào)節(jié)黏度，降低膠水用量。3.3.4涂膠涂膠就是將膠黏劑以適當(dāng)?shù)姆绞酵坎加诒火の锉砻娴牟僮?。對于不同膠黏劑有不同的涂膠工藝。對于熱熔膠可用熱熔膠槍；對于粉狀膠可進(jìn)行噴撒；對于液體、糊狀或膏狀可刷膠、噴膠、注膠、浸膠、漏膠、刮膠、滾膠等。其中以涂刷最普遍。刷膠法就是用刷子或毛筆蘸取膠液涂布到被黏物

11、表面上，最好順著一個方向，不要往復(fù)，速度要慢，防止帶入氣泡，盡可能均勻一些，中間少多一些。平均厚度0.050.20mm。在保證不缺膠情況下，盡可能薄一些。溶劑型膠黏劑要涂23遍。3.3.5晾置涂膠后，適當(dāng)晾置，有利于排除空氣、流勻膠層、初步反應(yīng)、增加黏性。502膠晾置片刻，吸收空氣中微量水分，引發(fā)聚合，實現(xiàn)固化。溶劑型膠黏劑必須晾置以揮發(fā)溶劑，否則固化后的膠層結(jié)構(gòu)松散，會有氣孔，使黏結(jié)強度下降。每種膠水晾置時間不同，晾置過度，則黏性大失

12、，無法黏接。3.3.6合攏合攏有稱裝配、黏接等，就是將涂膠后經(jīng)過晾置的被黏物表面緊密貼在一起，對正位置。對于液態(tài)無溶劑膠黏劑，合攏后來回錯動幾次，以增加接觸，排除空氣，調(diào)勻膠層，如發(fā)現(xiàn)缺膠或有縫，應(yīng)及時補膠，合攏之后壓出微小膠圈為好。對于橡膠型膠黏劑合攏時應(yīng)一次對準(zhǔn)位置，不可錯動。3.3.7清理黏結(jié)后露出的膠水應(yīng)及時清理。3.3.8固化固化分三個階段，①初固化即初黏，指膠黏劑在凝膠時達(dá)到強度②固化，一般膠黏劑在24小時內(nèi)，通過物理作用和