胶接基础知识演示文稿
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胶接工艺基础.
气体介质中的 固体表面张力 固体介质上的 液体表面张力 固体与液 体相接面 表面张力
液固间界面接触角
材料的润湿示意图
(a)亲水性材料；（b）憎水性材料
2.表面张力： 什么是表面张力：使液体表面收缩到最小面积的力，就叫做 「表面张力」。 实验证明：表面张力小的物质能够很好地润湿张力大的物质，而 反之则不然。如，油能很好的铺展在水的表面上，反之却不行。 一般金属和其它无机物的表面张力远远大于胶粘剂的表面张力。 如果它们表面是干净的，则很容易被胶粘剂润湿。从而为形成良好 的粘合力创造了条件。正因为如此它们也易被张力小的物质如油等 所污染，因此这些材料在胶粘前应进行仔细的表面处理。 一般塑料表面张力与胶粘剂的表面张力大致相仿，因此胶粘剂对 这些材料的润湿程度就要差一些。所以必要时应对塑料表面进行粗 化或活化处理。 也可在胶粘剂中加入表面活化剂，降低胶粘剂的表面张力。(表 面活性剂：具有很强表面活性、能使液体<胶粘剂>的表面张力显著 下降的物质）
• 硅酸盐类：硅酸盐水泥、硅酸钠（水玻璃） 无 机 • 磷酸盐类：磷酸-氧化铜 • 硫酸盐类：石膏 • 陶瓷：氧化锆、氧化铝 • 淀粉类：淀粉、糊精 天然有机胶 粘剂 • 蛋白类：大豆蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶、酪素、 虫胶 • 热塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩 甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、 聚酰胺、饱和聚酯等 树脂型 • 热固性：脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、 三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异 氰酸酯、呋喃树脂等 氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、 聚硫橡胶、端羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑 性橡胶 酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-氯丁橡胶、酚醛丁腈橡胶、环氧-酚醛、环氧-聚酰胺、环氧丁腈橡胶、环氧-聚氨酯 胶粘剂 有 机
5、胶粘剂与被粘物的机械结合
液固间界面接触角
材料的润湿示意图
(a)亲水性材料；（b）憎水性材料
2.表面张力： 什么是表面张力：使液体表面收缩到最小面积的力，就叫做 「表面张力」。 实验证明：表面张力小的物质能够很好地润湿张力大的物质，而 反之则不然。如，油能很好的铺展在水的表面上，反之却不行。 一般金属和其它无机物的表面张力远远大于胶粘剂的表面张力。 如果它们表面是干净的，则很容易被胶粘剂润湿。从而为形成良好 的粘合力创造了条件。正因为如此它们也易被张力小的物质如油等 所污染，因此这些材料在胶粘前应进行仔细的表面处理。 一般塑料表面张力与胶粘剂的表面张力大致相仿，因此胶粘剂对 这些材料的润湿程度就要差一些。所以必要时应对塑料表面进行粗 化或活化处理。 也可在胶粘剂中加入表面活化剂，降低胶粘剂的表面张力。(表 面活性剂：具有很强表面活性、能使液体<胶粘剂>的表面张力显著 下降的物质）
• 硅酸盐类：硅酸盐水泥、硅酸钠（水玻璃） 无 机 • 磷酸盐类：磷酸-氧化铜 • 硫酸盐类：石膏 • 陶瓷：氧化锆、氧化铝 • 淀粉类：淀粉、糊精 天然有机胶 粘剂 • 蛋白类：大豆蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶、酪素、 虫胶 • 热塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩 甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、 聚酰胺、饱和聚酯等 树脂型 • 热固性：脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、 三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异 氰酸酯、呋喃树脂等 氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、 聚硫橡胶、端羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑 性橡胶 酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-氯丁橡胶、酚醛丁腈橡胶、环氧-酚醛、环氧-聚酰胺、环氧丁腈橡胶、环氧-聚氨酯 胶粘剂 有 机
5、胶粘剂与被粘物的机械结合
胶黏剂胶合原理与胶粘剂详解演示文稿
第24页，共101页。
第一章 木材胶接基础
第25页，共101页。
内容提要：
1.1 胶接的各种理论 1.2 胶接结构的耐久性与胶接破坏
1.3 影响胶接强度的因素
1.4 胶粘剂的组成与分类
1.5 木材胶粘剂的合理选择
第26页，共101页。
1.1 胶接的各种理论
1.1.1 吸附理论 1.1.2 机械胶合理论
常温下能快速（几十秒）固化的氰基丙烯酸酯胶粘剂实现工业化 生产。
第10页，共101页。
2 胶粘剂的发展简史 目前世界合成胶粘剂品种已达5000余种，总产量超过1000
万吨，销售额年均增长5%。产量水系胶占45%，热熔 胶占20%，溶剂胶占15%，反应型胶占10%，其它10%。 随着胶粘剂工业的发展，胶合理论的研究也逐渐得到人们 的重视。为了解释胶接现象，自20世纪40年代以来，人 们提出了多种关于胶接机理的理论：吸附理论、机械 胶接理论、静电理论、扩散理论、化学键理论等。
理论基础：
由Mcbain，Hopkis提出，是胶接领域中最早提出的胶接理论。 任何物体的表面即使肉眼看起来十分光滑，但放大看还是十分粗糙
，有些材料还是多孔性的。
理论内容：液态胶粘剂充满被胶接物表面的缝隙或凹陷处， 或者在毛细管张力的作用下，从表面敞开的管孔渗到细胞腔 内，固化或硬化后在界面产生啮合连接。
胶黏剂胶合原理与胶粘剂详解 演示文稿
第1页，共101页。
优选胶黏剂胶合原理与胶粘剂
第2页，共101页。
1 胶粘剂的概念和分类
概念:通过粘附作用，能使被胶接材料的表面紧密地胶合在一起的物质
叫胶粘剂。用胶粘剂把两个被胶接物牢固连接在一起称为胶接。 分类：根据起胶接作用的物质种类分：
第一章 木材胶接基础
第25页，共101页。
内容提要：
1.1 胶接的各种理论 1.2 胶接结构的耐久性与胶接破坏
1.3 影响胶接强度的因素
1.4 胶粘剂的组成与分类
1.5 木材胶粘剂的合理选择
第26页，共101页。
1.1 胶接的各种理论
1.1.1 吸附理论 1.1.2 机械胶合理论
常温下能快速（几十秒）固化的氰基丙烯酸酯胶粘剂实现工业化 生产。
第10页，共101页。
2 胶粘剂的发展简史 目前世界合成胶粘剂品种已达5000余种，总产量超过1000
万吨，销售额年均增长5%。产量水系胶占45%，热熔 胶占20%，溶剂胶占15%，反应型胶占10%，其它10%。 随着胶粘剂工业的发展，胶合理论的研究也逐渐得到人们 的重视。为了解释胶接现象，自20世纪40年代以来，人 们提出了多种关于胶接机理的理论：吸附理论、机械 胶接理论、静电理论、扩散理论、化学键理论等。
理论基础：
由Mcbain，Hopkis提出，是胶接领域中最早提出的胶接理论。 任何物体的表面即使肉眼看起来十分光滑，但放大看还是十分粗糙
，有些材料还是多孔性的。
理论内容：液态胶粘剂充满被胶接物表面的缝隙或凹陷处， 或者在毛细管张力的作用下，从表面敞开的管孔渗到细胞腔 内，固化或硬化后在界面产生啮合连接。
胶黏剂胶合原理与胶粘剂详解 演示文稿
第1页，共101页。
优选胶黏剂胶合原理与胶粘剂
第2页，共101页。
1 胶粘剂的概念和分类
概念:通过粘附作用，能使被胶接材料的表面紧密地胶合在一起的物质
叫胶粘剂。用胶粘剂把两个被胶接物牢固连接在一起称为胶接。 分类：根据起胶接作用的物质种类分：
铆接焊接和胶接 ppt课件
不对称侧面角焊缝及混合角焊缝的强度计算
1）当焊接结构中有角钢等构件时，因外力F的作用线应通过角
钢截面的形心c，作用线在焊接平面上的投影线与两侧面焊
缝间的距离不等（即a不等于b），故两侧焊缝受力亦不等，
因而对这种焊接结构应设计成不对称侧面角焊缝来承受外载
荷。设两侧面焊缝分别承担的载荷为F1及F2.
F
设计接头时应尽可能使接头承受剪切或拉伸载荷。
受力形式
胶接
１、结构胶粘剂 在常温下的抗剪强度一般不低于8MPa，经受一般高低温或
化学的作用不降低其性能。例如：酚醛－缩醛－有机硅胶粘剂、 环氧－酚醛胶粘剂和环氧－有机硅胶粘剂等。这些也是目前在机 械结构最为常用的胶粘剂。
２、非结构胶粘剂 正常使用时有一定的胶接强度，但在受到高温或重载时，性
构胶粘剂和其它胶粘剂。在机械制造中常用的是结构胶粘剂中的环氧树脂
胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂等。
根据胶接件的使用要求及环境条件等选择综合性能良好的胶粘剂。 三、胶接接头的结构形式及受力状况
与焊接相同，胶接接头分为对接、搭接和角接头三种。 详细说明
实践表明，胶接接头的抗剪切及抗拉伸能力强，抗剥离和扯离能力弱。
焊接
五、焊接件的工艺及设计注意要点
焊接3
1．焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口，或进行一般的侧棱、修边工艺。
在焊接前，应对坡口进行清洗整理；
坡口形式
2．在满足强度条件下，焊缝的长度应按实际结构的情况尽可能地取得短 些或分段进行焊接，并应避免焊缝交叉；
3．在焊接工艺上采取措施，使构件在冷却时能有微小自由移动的可能；
五、过盈连接的设计计算 过盈连接主要用以承受轴向力、传递转矩，或者同时承受以上两种载荷。
为了保证过盈连接的工作能力，须作以下两方面的分析计算： • 在已知载荷的条件下，计算配合面间所需产生的压力和产生这个压力所需的
铆接、焊接、胶接和过盈连接PPT教学课件
第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接 §7—1 铆 接
三、铆缝的受力及破坏形式、 设计计算要点
1、失效形式 （a）铆钉被剪断 （b）板边被剪坏 （c）钉孔接触面被压坏
（d）板沿钉孔被拉断
（e）板边被撕裂Βιβλιοθήκη 2020/12/091
§7—2 焊 接 一、电弧焊缝的基本形式、特性及应用示例
（a）正接角焊缝 （b）搭接角焊缝 （c）对接焊缝 （d）卷 边 焊 缝 （e）塞焊缝
应用 车轴与车轮、齿圈与轮芯、滚动轴承与轴等。
三、过盈连接的设计计算
1、确定配合面间所需的径向压力p
2、确定过盈连接的最小有效过盈量δmin
2020/12/09
5
PPT精品课件
谢谢观看
Thank You For Watching
6
2020/12/09
2
三、焊缝的受力及破坏形式
对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉 （压）力或弯矩，其正常的破坏形式是沿焊缝断裂。
2020/12/09
3
§7—3 胶 接 一、胶接及其应用
2020/12/09
4
§7—4 过盈连接 一、过盈连接的特点应用
结构简单、对中性好、承载能力大、承受冲击性能好、对 轴削弱小；但加工精度要求高、拆装不方便。
三、铆缝的受力及破坏形式、 设计计算要点
1、失效形式 （a）铆钉被剪断 （b）板边被剪坏 （c）钉孔接触面被压坏
（d）板沿钉孔被拉断
（e）板边被撕裂Βιβλιοθήκη 2020/12/091
§7—2 焊 接 一、电弧焊缝的基本形式、特性及应用示例
（a）正接角焊缝 （b）搭接角焊缝 （c）对接焊缝 （d）卷 边 焊 缝 （e）塞焊缝
应用 车轴与车轮、齿圈与轮芯、滚动轴承与轴等。
三、过盈连接的设计计算
1、确定配合面间所需的径向压力p
2、确定过盈连接的最小有效过盈量δmin
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三、焊缝的受力及破坏形式
对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉 （压）力或弯矩，其正常的破坏形式是沿焊缝断裂。
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§7—3 胶 接 一、胶接及其应用
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§7—4 过盈连接 一、过盈连接的特点应用
结构简单、对中性好、承载能力大、承受冲击性能好、对 轴削弱小；但加工精度要求高、拆装不方便。
铆接焊接和胶接-PPT文档资料
1．对接焊缝 对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉（压）力或弯矩， 破坏形式 对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂；
2．搭接角焊缝
通常正面角焊缝只用来承受拉力；侧面角焊缝和混合角焊缝可用来承 受拉力或弯矩。实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常从沿 着与垂直平分线重合的最小剖面上开始。 破坏形式
焊 接
当混合角焊缝受弯矩时，可按“力矩独立作用原理”来进行 计算，即作用在对称侧面角焊缝上的力矩（由两侧面焊缝产 生的力偶矩来平衡）为：
M 0 . 7 kl ( h k ) 1
A t d ) t d 0 ( 1 A t t
的大小由t与d的比值决定；排数增多 当铆钉排数一定时， 时，t可以取大些，即 可以提高，但是材料及工时增多， 结构的质量也增大。
铆 接
一、概述
焊 接
焊接1
焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被连接件接头处的材料熔融连接 成一体。 焊接可分为： 熔化焊：电弧焊、气焊、电渣焊。 压力焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。 钎 焊：锡焊、铜焊。 在机械制造中最常用的是电弧焊。电弧焊是 利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化 的焊接方法。
铆 接
钉杆直径 d≥12mm 的钢制铆钉，通常是将铆钉加热后进行铆接。 钉杆直径 d＜10mm 的钢制铆钉和塑性较好的有色金属、轻金属及其合金 制成的铆钉一般在常温下进行冷铆。 各类铆钉
三、铆缝的设计要点 设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。 破坏形式 强度计算时，一般假设： 连接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中各个铆钉受力均等。 铆缝不受弯矩作用。 被铆件结合面摩擦力略去不计。 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力，工作挤压应力都是均 匀分布的。
2．搭接角焊缝
通常正面角焊缝只用来承受拉力；侧面角焊缝和混合角焊缝可用来承 受拉力或弯矩。实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常从沿 着与垂直平分线重合的最小剖面上开始。 破坏形式
焊 接
当混合角焊缝受弯矩时，可按“力矩独立作用原理”来进行 计算，即作用在对称侧面角焊缝上的力矩（由两侧面焊缝产 生的力偶矩来平衡）为：
M 0 . 7 kl ( h k ) 1
A t d ) t d 0 ( 1 A t t
的大小由t与d的比值决定；排数增多 当铆钉排数一定时， 时，t可以取大些，即 可以提高，但是材料及工时增多， 结构的质量也增大。
铆 接
一、概述
焊 接
焊接1
焊接是利用局部加热(或加压)的方法使被连接件接头处的材料熔融连接 成一体。 焊接可分为： 熔化焊：电弧焊、气焊、电渣焊。 压力焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊。 钎 焊：锡焊、铜焊。 在机械制造中最常用的是电弧焊。电弧焊是 利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化 的焊接方法。
铆 接
钉杆直径 d≥12mm 的钢制铆钉，通常是将铆钉加热后进行铆接。 钉杆直径 d＜10mm 的钢制铆钉和塑性较好的有色金属、轻金属及其合金 制成的铆钉一般在常温下进行冷铆。 各类铆钉
三、铆缝的设计要点 设计铆缝时，先根据铆缝的破坏形式进行强度计算。 破坏形式 强度计算时，一般假设： 连接的横向力F通过铆钉组形心，一组铆钉中各个铆钉受力均等。 铆缝不受弯矩作用。 被铆件结合面摩擦力略去不计。 被铆件危险剖面上的拉(压)应力，铆钉的剪应力，工作挤压应力都是均 匀分布的。
01胶接基础 PPT课件
为了分析方便，上述四种应力尚可简化为拉应力和剪 切力两类。拉应力包括均匀扯离（正拉）力，不均匀扯 离（劈裂）力和剥离力。
第一节 形成胶接的条件
1. 胶接的基本过程
1.1 理想的胶接 理想的胶接是当两个表面彼此紧密接触之后，分子间 产生相互作用，达到一定程度而形成胶接键，胶接键可能 是次价键或主价键，最后达到热力学平衡的状态。
这就要求要选择能起良好润湿效果的胶黏剂。同时，也 要求被粘物表面事先要进行必要的清洁和表面处理，达到最 宜润湿与胶接的表面状态。要尽量避免润湿不良的情况。
如果被粘物表面出现润湿不良的界面缺陷，则在缺陷的周 围就会发生应力集中的局部受力状态；此外，表面未润湿的 微细孔穴，粘接时未排尽或胶黏剂带入的空气泡，以及材料 局部的不均匀性，都可能引起润湿不良的界面缺陷，这些都 应尽量排除。
不过，由于所需要的压力大，时间长，又要消耗热能， 而且有许多降低胶接力的影响因素并未排除，使分子间 不易达到紧密接触，得到的胶接强度并不理想。
金属、无机材料不存在橡胶态，在固态的情况下，即 使加压、加热，也不可能达到分子接触，这就更需要依 靠胶黏剂来实现胶接。
在胶接过程中，由于胶黏剂的流动性和较小的表面 张力，对被粘物表面产生润湿作用，使界面分子紧密接 触，胶黏剂分子通过自身的运动，建立起最合适的构型， 达到吸附平衡。 随后，胶黏剂分子对被粘物表面进行跨 越界面的扩散作用，形成扩散界面区。
胶黏剂在涂胶阶段应当具有较好的流动性，而且其表面 张力应小于被粘物的表面张力。这意味着，胶黏剂应当在 被粘物表面产生润湿，能自动铺展到被粘物表面上。 当被粘物表面存在凹凸不平和峰谷的粗糙表面形貌时， 能因胶黏剂的润湿和铺展，起填平峰谷的作用，使两个被 粘物表面通过胶黏剂而大面积接触，并达到产生分子作用 力的0.5 nm以下的近程距离。
胶黏剂与粘接技术原理PPT课件
有
合 成
热塑性
烯类聚合物（聚乙烯类,PVC类, 聚乙烯醇,PVA,聚乙烯醇缩 醛,聚丙烯酸类）,饱和聚酯,聚酰胺,纤维素类（硝酸、醋酸）
机树 合脂
热固性
环氧树脂,酚醛树脂,不饱和聚酯,聚酰亚胺,脲醛树脂,间苯二 酚甲醛树脂,聚异氰酸酯
成
合成橡胶 氯丁橡胶,丁苯胶,丁腈胶,丁基胶,聚硫橡胶,有机硅橡胶
精选ppt
10
表面张力
固体表面分为 高能表面，γs>=100达因/cm，如金属和无机物； 低能表面，γs<=100达因/cm，如塑料。
达因，10-5N。水72mJ/m。聚合物随分子量增加表面张 力增加。聚乙烯35，聚丙烯30，聚苯乙烯40，聚氯乙烯43， 聚氯丁二烯46，聚四氟乙烯24（18），聚六氟丙烯17，聚 醋酸乙烯36，聚甲基丙烯酸甲酯-丁酯41-31，聚二甲基硅 氧烷20，二乙基硅氧烷25，
精选ppt
5
常见胶黏剂成分
胶水、固体胶——聚乙烯醇类 建筑用107、108胶——聚乙烯醇缩甲醛 万能胶——环氧胶粘剂，主要组分是环氧树脂 AB胶（哥俩好）——通常是双组分丙烯酸改性环氧胶或环氧胶 502胶，504胶（医用）——瞬间胶粘剂，α-氰基丙烯酸酯 厌氧胶（铁锚300系列，Y－150胶）——甲基丙烯酸双酯 胶带——丙烯酸脂共聚物、天然橡胶、二烯苯乙烯嵌段共聚物 补胎胶水、乒乓球拍——天然橡胶，溶剂 粘鞋——橡胶类胶黏剂、聚氨酯系列 703、704、FS－203等——有机硅胶粘剂, 主要组分是有机硅氧烷。 CH－505——酚醛-丁腈橡胶胶粘剂 铁锚801强力胶——酚醛-氯丁橡胶胶粘剂，混合溶剂。
4 同时起密封效果
4有些有毒
5 连接不同金属不形成电池 6 特殊场合（如粘接炸药）
胶带基础知识-PPT
胶系及特性
胶的类别
丙烯酸胶 (e.g. 4965) 俗称亚克力胶
天然橡胶 (e.g. 4964)
合成橡胶 (e.g. 64620)
优点
• 抗老化 • 耐候性 • 耐温性 • 在高温下具有更高的
抗剪切力 • 对极性表面具有良好
的粘接力
•在高温下具有更高的 抗剪切力
•与各种表面均可粘贴 •良好的初粘力
• 低成本 • 对各种材料均具有良
好的粘接力
缺点 • 起始剥离强度低 • 高成本 • 对非极性表面的粘接力
较低
• 较高成本 • 抗老化性差 • 抗溶剂性差
• 耐温性差 • 耐老化性差 • 耐候性差
基材及特性
基材的类别
特点
聚合物薄膜 • 尺寸稳定
(PET， PP， PVC)• 高抗撕裂度
• 适合于模切及自动加工
23 ± 1 °C 40 / 70 °C - 加强物:
260 mm² 2 kg / 2 次/ 0.3 m/分钟 1 kg
50 ± 5 % 相对湿度 实验室烘箱 铝箔
详细描述见 J0PME002
1 kg
胶带应用中的内聚力与粘接力
抗剪切力(内聚力)与剥离强度(粘接力) 呈现反向关系 在胶带应用中两者需要均衡以保证良好的粘 贴效果
• 反弹性 • 抗撕裂
• 不易翘边 • 透明
离型纸及特性
离型纸类别
薄膜 (PP) Film
硅油纸 Gassine
涂层纸 (PE)- coated Paper
成本 耐湿性 适于模切 断裂伸长率 自动加工 可撕裂 透明
将一条胶带从标准的测试板以指定速率及180度角度剥下所需要的力
加强物
F
双面胶带 表面
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范德华力
偶极力：极性分子间的引力，
即偶极距间的相互作用力。
Ek
2 3
u12 u22 R6 TK
式中：u1, u2 ——偶极矩
R——距离；T——绝对温度 K——波尔兹曼常数
诱导偶极力：由于受到
极性分子电场的作用而
产生的。
EDa1u12R6a2u22
式中： 化率；
ua11,,ua22
——分子极 ——偶极矩
（永久，诱导）
色散力：非极性分子 间的作用力。
EL23II11II22a1R6a2
式中：I1, I 2 ——分子 电离能
互相抵消
在范氏力中 起主要作用
结论
胶粘剂与被胶接材料 表面间的距离是产生 胶接力的必要条件
胶接体系内分子接触 区（界面）的稠密程 度是决定胶接强度的 主要因素
物质的极性有利于获得 高胶接强度，但过高会 妨碍湿润过程的进行
网络结构过 渡区的形成
• 溶解度参数相近 • 扩成功解释。
2.1.4 化学键胶接理论
胶接作用主要是化学键力作用的结果；胶粘剂与被粘物分子间 产生化学反应而获得高强度的主价键结合，化学键包括离子键、 共价键和金属键，在胶接体系中主要是前二者。化学键力比分子 间力大得多
• 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）。
化学吸附 发生条件
发生化学反应，形成化学键
• 机械砂磨 • 电晕 • 等离子体 • 化学药剂
R—CH2OH + HO—木质材料 R—CH2—O—木质材料 + H2O R—CH2OH + HO—纤维素 R—CH2—O—纤维素 + H2O R—CH2OH + HO—木素 R—CH2—O—木素 + H2O
结 论
• 分散：液体胶粘剂分子，借助于布朗运动向被胶接材料表面扩散， 使二者所有的极性基团或链节相互靠近。加强布朗运动的措施有： 升温、加压、降低粘度等。
• 吸附力的产生：当分子间距< 5×10-10m时，两种分子便产生吸附 作用，并使分子间距进一步缩短，达到能处于最大稳定状态的距 离，从而完成胶接作用。
配位键理论
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。
胶接基础知识演示文稿
本章主要内容
胶接的各种理论（机械、物理、化学、扩散、静电） 胶接界面化学 影响胶接强度的因素 胶接结构的耐久性 胶粘剂的基本条件 胶粘剂的选择
2-1 胶接理论
2.1.1 机械胶接理论
通过机械方式（胶钉）产生胶接力；胶钉越多，胶粘剂渗 透得越深，孔隙填充得越满，胶接强度就越高
• 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
2.1.6 其它胶接理论
极性理论
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
弱界面层理论
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
化学键
2.1.5 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
③极性胶粘剂与非极性材料粘接 以α-氰基丙烯酸 乙酯胶与聚苯乙烯粘接为例，虽然α-氰基丙烯酸 乙酯能溶解聚苯乙烯，产生分子间的扩散作用， 但是极性分子与非极性分子之间很难互相渗透、 互相吸引，因此无法解释它们之间的粘接强度达 9.8×106Pa以上这个事实。配价键理论认为，在 聚苯乙烯分子链节中，由于苯环的存在，可以提 供π电子，同时由于它的影响，与苯环连接的碳 原子的电子云密度就会降低。这样，苯环和-CN 分别与对方带σ电荷的氢原子形成配价键，而且 α-氰基丙烯酸乙酯能溶解聚苯乙烯也为形成配价 键创造了条件。
结 论
对多孔性材料的胶接贡献显著，但对非孔性材料的胶接贡献不显著 形成胶钉的关键：液体（流动性）；足够的固体含量 局限性：不能解释许多胶接现象，如孔隙多（表面粗糙）的木材的 胶接 强度比孔隙少（表面致密）的木材的胶接强度低
2.1.2 吸附胶接理论
固体表面由于范德华力的作用能吸附液体和气 体，这种作用即为物理吸附。而它是胶粘剂与 被胶接材料间牢固结合的普遍性原因
必要非充分条件
胶粘剂湿润被胶接材料的表面
产生物理吸附
H2O
高的胶接强度
2.1.3 扩散理论
链状分子所组成的胶粘剂，涂刷到被胶 接材料的表面，在胶液的作用下表面溶胀或 溶解。由于胶粘剂的分子链或链段的布朗运动， 使分子链或链段从一个相进到另一个相中，二者互 相交织在一起，使它们之间的界面消失，变成一个过 渡区（层），最后在过渡区形成相互穿透的高分 子网络结构，从而得到很高的胶接强度。
★配位键实例
①金属的粘接 一般金属原子及其阳离子都是电子接 受体，而粘接金属的胶粘剂分子中都有-CN、OH、-NH2、-COOH等含孤对电子的基团，在 粘接过程中，胶粘剂分子与金属原子或其阳离子 形成配价键。
②橡胶与金属的粘接 天然橡胶无论在硫化前还是在 硫化后，都含有双键（末交联双键）。双键上结 合得比较松弛的电子，可以作为电子供给体与金 属形成配价键。因此，天然橡胶分子中虽然没有 极性基团和孤对电子，但与金属也有一定的粘附 力。