胶粘剂粘接机理及粘接技术
粘结剂原理
粘结剂原理粘结剂是一种用于将两种或两种以上的材料粘合在一起的物质。
它在工业生产和日常生活中起着非常重要的作用，可以说没有粘结剂，很多产品和结构都无法实现。
那么，粘结剂是如何实现粘合的呢？接下来我们就来探讨一下粘结剂的原理。
首先，我们需要了解粘结剂的基本原理。
粘结剂的主要作用是填充和粘合材料之间的微小间隙，从而形成一个连续的结构。
这种填充和粘合的过程是通过物理或化学方式实现的。
在物理方式下，粘结剂通过填充材料间的空隙来实现粘合，而在化学方式下，粘结剂通过与材料表面发生化学反应来实现粘合。
其次，粘结剂的粘合原理与材料的表面特性有关。
在实际应用中，粘结剂的选择要考虑到被粘合材料的表面性质。
例如，如果被粘合材料的表面是非极性的，那么就需要选择对非极性表面有良好粘附性能的粘结剂；如果被粘合材料的表面是极性的，那么就需要选择对极性表面有良好粘附性能的粘结剂。
此外，还需要考虑被粘合材料的化学成分、表面粗糙度等因素。
另外，粘结剂的粘合原理还与粘结剂本身的性质有关。
粘结剂通常具有一定的粘度和流动性，这使得它能够填充材料间的微小间隙，并形成均匀的粘合层。
此外，粘结剂还需要具有一定的黏附性和凝固性，以确保粘合后的结构具有足够的强度和稳定性。
最后，粘结剂的粘合原理还与粘合过程中的环境条件有关。
例如，温度、湿度等环境因素都会影响粘结剂的粘合效果。
在一些特殊情况下，还需要考虑到粘合后的结构所需的耐热、耐寒、耐化学腐蚀等性能。
总的来说，粘结剂的粘合原理是一个复杂的过程，涉及到物理、化学、材料科学等多个领域的知识。
只有深入了解粘结剂的粘合原理，才能更好地选择合适的粘结剂，实现材料的有效粘合。
希望本文能够帮助读者更好地理解粘结剂的原理，为实际应用提供一定的参考价值。
3m胶粘接要求
3m胶粘接要求3M胶粘接是指使用3M公司生产的胶粘剂进行粘接的一种技术。
胶粘接是一种常见的连接和修复材料的方法，适用于多种材料和应用场景。
3M胶粘剂具有优异的粘接性能和耐久性，能够提供稳定、可靠的连接。
下面是与3M胶粘接相关的参考内容：1. 胶粘原理：3M胶粘剂的粘接原理是通过分子间相互作用力实现的。
在粘接过程中，胶粘剂中的分子与被粘接材料表面的分子发生相互作用，形成牢固的连接。
常见的相互作用力包括分子之间的静电力、范德华力、亲和力等。
2. 选择合适的3M胶粘剂：在进行3M胶粘接时，选择合适的胶粘剂非常重要。
不同的胶粘剂适用于不同的材料和应用场景。
一般来说，需要考虑的因素包括粘接材料的种类、表面性质、温度和湿度条件等。
对于特殊的材料，如金属、塑料、橡胶等，还需要考虑其表面处理的方式。
3. 表面处理：在进行3M胶粘接之前，通常需要对粘接材料的表面进行处理，以提高胶粘接的效果。
常见的表面处理方法包括去油、去污、打磨、酸洗等。
通过表面处理，可以去除材料表面的污垢和氧化层，增加胶粘剂与材料之间的接触面积，提高粘接强度。
4. 温度和湿度控制：温度和湿度对3M胶粘接的效果有重要影响。
一般来说，胶粘剂的粘接性能会随着温度的升高而增强，而湿度过高则可能导致胶粘剂失去粘接能力。
所以，在进行3M胶粘接时，需要在适宜的温度和湿度条件下进行，以确保粘接效果。
5. 加压时间和压力：在进行3M胶粘接时，需要施加适当的压力，并保持一定时间，以达到最佳的粘接效果。
压力有助于胶粘剂与被粘接材料之间的紧密接触，提高粘接强度。
加压时间一般根据胶粘剂的要求和具体应用而定。
6. 质量控制：3M胶粘接完成后，需要进行质量控制。
常见的质量控制方法包括检查粘接剂的外观、粘接强度测试、耐热性和耐候性测试等。
通过质量控制，可以确保胶粘接的质量和可靠性。
7. 应用领域：3M胶粘接广泛应用于汽车制造、电子设备、建筑材料、航空航天和医疗器械等领域。
胶粘接技术在这些领域中起到了重要的连接和修复作用，能够提高产品的性能和可靠性。
胶黏剂与粘接技术原理
一、机械作用力理论
胶粘剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处，固化后在 界面区产生了啮合力，其本质是摩擦力。
要求：a胶粘剂必须渗入被粘物表面的空隙内 b排除其界面上吸附的空气
在粘合多孔材料、纸张、织物等时，机构连接力是很重 要的因素，但对某些坚实而光滑的表面，这种作用并不显 著。从物理化学观点看，机械作用并不是产生粘接力的因 素，而是增加粘接效果的一种方法。
透明胶水：白乳胶，滑石粉，水，乙二醇；蔗糖；尿素；香精
分类
1、按化学成分分类
盐类
硅酸盐:硅酸钠(水玻璃),硅酸盐水泥；硼酸盐:溶接玻璃 磷酸盐:磷酸-氧化铜；硫酸盐:石膏
无机 陶瓷
氧化铝，陶土
低熔点金属 锡-铅
动物胶
天 然
植物胶
矿物胶
骨胶、虫胶、蛋白质 淀粉、天然橡胶、松香、阿拉伯（树）胶 矿物蜡、沥青、粘土
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 成
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
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
⑦顶篷拱型加固梁与顶篷的结构粘接，采用热固化 的高含固量的聚氯乙烯塑料溶胶；
⑧顶篷衬里粘接，采用丁苯橡胶为基体溶剂型胶剂； ⑨后盖板防雨条粘接，采用氯丁橡胶为基体的溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂；
⑩后盖隔音材料粘接，采用高含固量的再生胶
T=2kη/（ γl cosθ） k-与表面结构有关的常数
粘合剂的原理
粘合剂的原理
粘合剂的原理是通过建立与粘附表面的物理或化学连接，使两个或多个物体粘合在一起。
这种连接可以通过以下几种机制实现：
1. 物理吸附：粘合剂的分子通过凹凸等微观结构与粘附表面的分子相互作用，形成物理上的吸附力。
这种吸附力可以通过增加接触面积或提高接触力来增强。
2. 化学反应：粘合剂中的化学成分与粘附表面上的分子发生化学反应，形成共价键或离子键等强化学键。
这种化学反应可以包括酸碱中和、氧化还原、酯化、聚合等。
3. 拉力传递：粘合剂可以填充物体表面的微观凹凸，从而增加粘附表面的接触面积，并通过填充与物体表面产生的微小空隙来传递应力。
这种力学锁定机制可以增强粘合强度。
常见的粘合剂包括胶水、胶带、胶粘剂等。
不同的应用场景和物体特性需要选择不同的粘合剂。
在选择和使用粘合剂时，需要考虑物体的材料特性、粘合剂的粘附性能、环境使用条件等因素。
同时，要遵循正确的使用方法和操作规程，以确保粘合效果和安全性。
胶粘剂粘接机理同标准版资料
剂润湿固体表面，胶黏剂的表面张力应小于固体的临界表面张力．
２．炼胶工艺的影响 大多数有机胶黏剂都容易湿润金属被粘物，获得良好湿润的条件是胶黏剂的表面张力比被粘物的表面张里低，但实际上许多固体被粘物的
静电理论认为，在胶黏剂与被粘物界面上 形成双电层，产生了静电引力，有较强的粘合 作用，当胶黏剂从被粘物上剥离时明显有电荷 存在，这就是(jiùshì)对该理论有力的证据．确 凿
第五页，共10页。
粘接机理(jī lǐ)五；弱边界层理论
弱边界层理论认为(rènwéi)，当粘接在界 面发生破坏时，实际上是内聚破坏或弱边界破 坏，弱边界层来自胶黏剂，被粘物，环境或三 者的任意结合．如果杂质集中在粘接界面附近， 并与被粘物结合不牢，在胶黏剂与被粘物中都 可能出现弱边界层，当发生破坏时，看起来是 在胶黏剂和被粘物界面，但实际上是弱边界层 破坏．
表面张力都小于胶黏剂的表面张力，这就是为什么环氧树脂胶黏剂对金属粘接性能优良，而对于未经处理的聚合物很难粘接的原因
(３yu．án操yī作n)技．术与方法３的影．响操作技术与方法的影响 ４．改性技术 机，械机理 械论嵌认定为是，重胶要粘因剂素必，须胶滲黏入剂被粘粘接物经表表面面空打隙磨内的，材并料排效除果其要界比面表上面吸光附滑的的空材气料，好才，能这产是生因粘为接机作 械用镶，嵌在，粘形接成泡清沫洁塑表料面等，多生孔成性反被应粘表物面时，
化合物通称聚氨基甲酸酯（简称聚氨酯）
RNCO+R’OH→RNHCOOR’(氨基甲酸酯)
影响聚氨酯胶粘剂制备的因素：
１．溶剂品种
２．反应温度
常见的胶黏剂及其粘结机理
一、胶黏剂的定义：通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，统称为胶黏剂，又叫黏合剂，习惯上简称为胶。
简而言之，胶黏剂就是通过黏合作用，能使被黏物结合在一起的物质。
二、胶黏剂的分类：胶黏剂的分类方法很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等；按应用对象分为结构型、非构型或特种胶；按形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等；从胶黏剂的应用领域来分，则胶黏剂主要分为土木建筑、纸张与植物、汽车、飞机和船舶、电子和电气以及医疗卫生用胶黏剂等种类。
所以用途不同的胶黏剂的作用机理也是大不一样的，下面就各种材料：木材、玻璃、金属、纸张和塑料的粘结机理做以简单的介绍。
三、六大胶粘理论聚合物之间，聚合物与非金属或金属之间，金属与金属和金属与非金属之间的胶接等都存在聚合物基料与不同材料之间界面胶接问题。
粘接是不同材料界面间接触后相互作用的结果。
因此，界面层的作用是胶粘科学中研究的基本问题。
诸如被粘物与粘料的界面张力、表面自由能、官能基团性质、界面间反应等都影响胶接。
胶接是综合性强，影响因素复杂的一类技术，而现有的胶接理论都是从某一方面出发来阐述其原理，所以至今全面唯一的理论是没有的。
1、吸附理论：人们把固体对胶黏剂的吸附看成是胶接主要原因的理论，称为胶接的吸附理论。
理论认为：粘接力的主要来源是粘接体系的分子作用力，即范德化引力和氢键力。
胶粘与被粘物表面的粘接力与吸附力具有某种相同的性质。
胶黏剂分子与被粘物表面分子的作用过程有两个过程：第一阶段是液体胶黏剂分子借助于布朗运动向被粘物表面扩散，使两界面的极性基团或链节相互靠近，在此过程中，升温、施加接触压力和降低胶黏剂粘度等都有利于布朗运动的加强。
第二阶段是吸附力的产生。
当胶黏剂与被粘物分子间的距离达到10-5Å时，界面分子之间便产生相互吸引力，使分子间的距离进一步缩短到处于最大稳定状态。
粘接与胶粘剂技术导论
粘接与胶粘剂技术导论在我们生活的每个角落，粘接与胶粘剂都扮演着不可或缺的角色，真的是无处不在。
想想看，你家里那些破旧的家具、玩具，甚至是你每天用的水杯，都是因为某种粘接方式让它们能继续陪伴你。
说到这里，大家是不是觉得这小小的胶水其实大有文章呢？可不是嘛，胶粘剂可不是随便哪个小东西，它们背后有着不少的科学道理和历史故事呢。
胶水的种类真是五花八门，像是百花齐放的春天。
有些是水溶性的，有些则是超级强力的，简直让人眼花缭乱。
要是你问我哪个最好用，我还真不知道怎么回答。
不同的场景用不同的胶水，就像你在吃火锅的时候，麻辣锅和清汤锅绝对不能混。
想象一下，拿着一瓶强力胶去粘你那本心爱的书，结果一不小心，书页都粘在一起了，那可就麻烦了。
所以，选择适合的胶水才是王道。
再说说粘接的过程，嘿嘿，这可是个技术活。
就像在做菜，先得准备好所有的材料，然后一步一步来。
表面要清洁，这点可不能马虎，脏东西、油脂这些都是小小的“捣蛋鬼”，它们会让胶水失去效果。
然后，就是涂胶水，这时候你得小心翼翼，别涂得太厚，太薄也不行，太厚的话，干得慢，太薄的话，粘不牢。
真是让人头疼，但一想到能把东西粘起来，心里又乐开了花。
有趣的是，胶水的原理就像是谈恋爱一样，得让两者之间有好的接触面。
就像你跟朋友搭话，必须得聊得投机才能建立友谊。
胶水里的分子在表面接触后，它们就像是热恋中的情侣，开始交织在一起。
时间一长，胶水就会变得坚固，俨然一对恩爱的小夫妻。
你说神奇不神奇？粘接的技术不光是简单的涂胶，科学家们在这方面可是费了不少心思。
早些年，人们在粘接方面可是摸索了很久，有些甚至是通过试错来找到最好的方法。
有了这些经验，现代的粘接技术才变得越来越成熟，应用范围也是越来越广。
你看，现在的飞机、汽车，甚至是宇宙飞船，都是靠着粘接技术来提高强度和降低重量的。
要是没有这些胶水，估计我们的生活得简化不少，想想都觉得可怕。
还有一点不得不提，环保。
随着人们对环境的关注越来越高，胶水行业也在努力向绿色化发展。
机械工程中的材料胶结与粘接分析
机械工程中的材料胶结与粘接分析机械工程是一个复杂而多样化的领域，材料胶结与粘接作为其中的一个重要方面，对于机械结构的稳固性和性能发挥起着关键作用。
本文将从材料胶结与粘接的基本原理、常见应用以及发展趋势等方面进行分析。
一、基本原理材料胶结与粘接是指通过各种胶粘剂将两个或多个材料连接在一起的工艺过程。
它的基本原理是利用胶粘剂的物理和化学特性，将两个物体粘在一起并形成牢固的结合。
常见的胶粘剂有有机胶、无机胶和高分子胶等。
有机胶主要是通过溶剂挥发或化学反应固化，形成胶层将两个物体粘接在一起。
无机胶则通过物理吸附和化学键等结合形式粘合材料。
而高分子胶则依靠分子间的交联和聚合使两个材料结合成整体。
二、常见应用材料胶结与粘接在机械工程中有广泛的应用。
最常见的就是在各种结构连接中的使用，如焊接、螺栓固定等。
与传统连接方式相比，胶粘剂能够在连接表面形成均匀的粘结层，提供更大的连接面积，从而实现更牢固的连接效果。
此外，在制造工艺中，材料胶结与粘接也被广泛应用。
例如，利用胶粘剂将轴承固定在零件上，可以大大提高零件的加工精度和使用寿命。
在汽车制造中，黏合剂的应用可以简化制造流程，提高产品性能。
在航空航天领域，胶粘剂的使用可以减轻设备重量，提高整体结构的强度和刚度。
三、发展趋势材料胶结与粘接技术在机械工程中的应用已经取得了显著的进展，但仍存在一些挑战和改进空间。
首先，胶粘剂的性能需要进一步提高。
材料胶结与粘接的强度、耐热性、耐腐蚀性等性能对于不同的应用有不同的要求。
因此，需要开发更多具有特殊性能的胶粘剂，以满足不同行业和领域的需求。
其次，胶粘剂的环保性也是一个关注的问题。
传统的胶粘剂中常含有有机溶剂和重金属等有害物质，对环境和人体健康造成潜在的危害。
因此，需要研发更环保的胶粘剂，减少对环境的污染。
此外，随着机械工程领域的不断发展和创新，材料胶结与粘接技术也将面临新的挑战和机遇。
例如，随着电子元器件的不断微型化，需要研发能够粘接纳米级元器件的粘合剂；随着新材料的涌现，胶粘剂也需要能够实现与新材料的高效粘接。
胶粘剂知识培训(1)
胶粘剂又称为胶接剂、粘接（黏结）剂。
除焊、钉、铆、镙、嵌接之外，凡能使
两物体通过粘接作用连接在一起，并能满足
一定物理、化学性能要求的物质称胶粘剂
或粘合剂。
被粘物
胶层
粘接接头
胶粘剂知识培训(1)
粘合剂是一种靠界面作用（化学力、物 理力），把各种材料（纸、布、皮革、木、 金属、玻璃、橡皮或塑料等）牢固地粘结在 一起的物质，也称胶接剂或胶粘剂，简称胶。
胶粘剂知识培训(1)
2020/12/16
胶粘剂知识培训(1)
概述
胶接（粘合、粘接、胶结、胶粘）是指 同质或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的 技术，具有应力分布连续，重量轻，可密封， 多数工艺温度低等特点。
填充于两个物件之间将其连接在一起并具
有足够强度的一类物质称为胶黏剂、粘合剂， 简称为胶。
胶粘剂知识培训(1)
三乙烯四胺 按公式计算
作用
基料 填料 溶剂或稀释剂 增塑剂
固化剂
胶粘剂知识培训(1)
8.2 胶粘理论
胶接过程
①胶粘剂对被粘物表面的润湿
②胶粘剂分子向被粘物体表面移动、扩 散和渗透
③胶粘剂与被粘材料形成物理、化学和 机械结合的粘合力
胶粘剂知识培训(1)
8.2.1 吸附理论
胶接作用是胶粘剂分子与被胶接物分子 界面发生吸附作用（物理吸附和化学吸附） 特点： 1. 范德华力和氢键力 2. 具有热力学平衡 3. 根据胶接功可计算胶接强度 4. 润湿影响胶接强度
胶粘剂知识培训(1)
偶联剂
偶联剂作用机理： 分子同时具有极性和非极性部分，同时与极
性和非极性物质产生结合力，增加粘接材料与胶 粘剂之间的粘接力、提高耐水、耐热等性能。
粘接技术简介
粘接技术简介1、粘接机理用胶粘剂将物体连接起来的方法称为粘接。
显而易见，要达到良好的粘接，必须具备两个条件：胶粘剂要能很好地润湿被粘物表面；胶粘剂与被粘物之间要有较强的相互结合力，这种结合力的来源和本质就是粘接机理。
粘接的过程可分为两个阶段。
第一阶段，液态胶粘剂向被粘物表面扩散，逐渐润湿被粘物表面并渗入表面微孔中，取代并解吸被粘物表面吸附的气体，使被粘物表面间的点接触变为与胶粘剂之间的面接触。
施加压力和提高温度，有利于此过程的进行。
第二阶段，产生吸附作用形成次价键或主价键，胶粘剂本身经物理或化学的变化由液体变为固体，使粘接作用固定下来。
当然，这两个阶段是不能截然分开的。
至于胶粘剂与被粘物之间的结合力，大致有以下几种可能：（1）由于吸附以及相互扩散而形成的次价结合。
（2）由于化学吸附或表面化学反应而形成的化学键。
（3）配价键，例如金属原子与胶粘剂分子中的N、O等原子所生成的配价键。
（4）被粘物表面与胶粘剂由于带有异种电荷而产生的静电吸引力。
（5）由于胶粘剂分子渗进被粘物表面微孔中以及凸凹不平处而形成的机械啮合力。
不同情况下，这些力所占的相对比重不同，因而就产生了不同的粘接理论，如吸附理论、扩散理论、化学键理论及静电吸引理论等。
2、粘接工艺过程粘接工艺过程一般可分为初清洗、粘接接头机械加工、表面处理、上胶、固化及修整等步骤。
初清洗是将被粘物件表面的油污、锈迹、附着物等清洗掉，然后根据粘接接头的形式和形状对接头处进行机械加工，如表面机械处理，以形成适当的表面粗糙度等。
粘接的表面处理是粘接好坏的关键。
常用的表面处理方法有溶剂清洗、表面喷砂和打毛、化学处理等。
化学处理一般是用铬酸盐和硫酸溶液、碱溶液等，除去表面松疏的氧化物和其他污物，或使某些较活泼的金属“钝化”，以获得牢固的粘接层。
上胶厚度一般以0.05～0.15mm为宜。
固化时，应掌握适当的温度。
固化时施加压力，有利于粘接强度的提高。
3、粘接强度根据接头受力情况的不同（见下图），粘接强度可分为抗拉强度、抗剪强度、劈裂（扯裂）强度及剥离强度等。
胶粘剂粘接原理
粘接原理1、机械理论机械理论认为，胶粘剂必须渗入被粘物表面的空隙内，并排除其界面上吸附的空气，才能产生粘接作用。
在粘接如泡沫塑料的多孔被粘物时，机械嵌定是重要因素。
胶粘剂粘接经表面打磨的致密材料效果要比表面光滑的致密材料好，这是因为（1）机械镶嵌；（2）形成清洁表面；（3）生成反应性表面；（4）表面积增加。
由于打磨确使表面变得比较粗糙，可以认为表面层物理和化学性质发生了改变，从而提高了粘接强度。
2、吸附理论吸附理论认为，粘接是由两材料间分子接触和界面力产生所引起的。
粘接力的主要来源是分子间作用力包括氢键力和范德华力。
胶粘剂与被粘物连续接触的过程叫润湿，要使胶粘剂润湿固体表面，胶粘剂的表面张力应小于固体的临界表面张力，胶粘剂浸入固体表面的凹陷与空隙就形成良好润湿（γSV =γSL+γLVcosθ。
γSV，γSL，γLV各代表了固气接触，固液接触和液气接触。
θ为0o表示完全浸润）。
如果胶粘剂在表面的凹处被架空，便减少了胶粘剂与被粘物的实际接触面积，从而降低了接头的粘接强度。
许多合成胶粘剂都容易润湿金属被粘物，而多数固体被粘物的表面张力都小于胶粘剂的表面张力。
实际上获得良好润湿的条件是胶粘剂比被粘物的表面张力低（即γSV要大），这就是环氧树脂胶粘剂对金属粘接极好的原因，而对于未经处理的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯和氟塑料很难粘接。
通过润湿使胶粘剂与被粘物紧密接触，主要是靠分子间作用力产生永久的粘接。
在粘附力和内聚力中所包含的化学键有四种类型：1）离子键2）共价键3）金属键4）范德华力3、扩散理论扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子扩散产生的。
当胶粘剂和被粘物都是具有能够运动的长链大分子聚合物时，扩散理论基本是适用的。
热塑性塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的结果。
4、静电理论由于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电层而产生了静电引力，即相互分离的阻力。
当胶粘剂从被粘物上剥离时有明显的电荷存在，则是对该理论有力的证实。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
结 论
• 扩散：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< 0.5nm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。
了解粘接理论，可以从理论上指导胶黏剂选择，粘接
接头的设计，制定最佳的粘接工艺，控制影响粘接强度的
各种因素，达到形成强力粘接接头的目的。
机械互锁理论 扩散理论 吸附理论 电子理论
1 机械互锁理论
在不平的被粘物表面形成机械互锁力（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。
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。
对高分子被粘物而言，这种扩散是相互进行的；金 属或无机物由于受结晶结构的约束，分子较难运动，但 胶黏剂在硬化前，分子可以扩散到表面氧化层的微孔中 去，达到分子的紧密接触，最后仍能形成以次价力为主 的或化学键的粘接键。这就是粘接的基本过程。全过程 的关键作用是润湿、扩散和形成粘接键。
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。 • 溶解度参数相近
a1 u1 a2 u2 ED R6 a ,a 式中： u 1, u2 ——分子极 1 2
粘接技术基础知识-精
胶接头的力学行为-应力集中 大多数合成胶粘剂的主要成分是非晶态高聚物。在 材料内部存在很多细小的缺陷，形成应力集中。当局 部应力超过局部强度时，缺陷就发展成为裂缝真正破 裂。因此内应力集中造成的破坏将降低粘接强度。
固体材料的强度与分子作用力的大小、材料中的缺 陷大小分布情况以及缺陷周围的应力分布有关。
(4)剥离或撕离 两种薄的软质材料受扯离作用时，称为撕离； 两种刚性不同的材料受扯离作用时，称为剥离。粘接试件受 扯离作用时，应力集中在胶缝的边缘附近，而不分布在整个 粘接面上，这种情况称为剥离或撕离。
例子
高强度环氧胶实验 ①铝合金搭接接头，剪切强度很高，但横向负载能力不高。 这样接头就不能用在受横向负载较大的结构构件上。
(1)剪切 外力平行于粘接面。这种受力形式的接头最常用， 因为它不但粘接效果好而且简单易行，易于推广应用。
(2)均匀扯离 有时也称为拉伸。作用力垂直作用在粘接平面， 应力均匀分配。高强度结构胶拉伸强度可达到58.8MPa。
(3)不均匀扯离 均匀扯离在实际使用中是很难碰到的，一旦 外力方向偏斜，就产生严重的应力集中，主要集中在边缘的 区域内，接头容易破坏。这种类型的接头，其承载能力很低， 一般只有理想的均匀扯离强度的1／10左右。
WBL除工艺因素外，在聚合物成网或熔体相互作用的成型 过程中，胶粘剂与表面吸附等热力学现象中产生界层结构的不 均匀性界面层也会有WBL出现。这种WBL的应力松弛和裂纹 的发展都会不同，因而极大地影响着材料和制品的整体性能。
应用：避免弱边界层 粘接胶带隔离层通常是经过化学剪裁的弱边界层
粘接技术
在粘接技术中如果要获得良好的粘接 效果，首先要求如下的三个良好条件：
①胶铆和胶螺
两种类型： (1)先胶后铆或螺。接头强度较高，但应选柔韧性较好的胶粘 剂。 (2)先钻好孔，粘接后再铆接，最后固化。这时不需另加压， 位置准确。但胶层的厚薄不易控制。
第二章 粘接原理与粘接技术
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选修课多媒体课件粘接主讲：主讲：赵鑫苏州科技学院剂20112011-3-291第二章粘接原理与粘接技术本章主要内容§2.1 被粘物表面特征及表面要求§2.2 润湿和粘接理论§2.3 被粘物表面处理方法§2.4 胶粘剂的固化§2.5 粘接强度及其影响因素§2.6 粘接接头的设计20112011-3-29 2§2.1 被粘物表面特征及表面处理要求一．固体表面的形态特征1、固体表面的粗糙性2、固体表面的多孔性3、固体表面的吸附性和复杂性4、固体表面的缺陷性20112011-3-293§2.1 被粘物表面特征及表面处理要求二．被粘物表面的处理要求净化被粘物表面——物理机械法 1、净化被粘物表面物理机械法机械处理：洗涤：改变被粘物表面物理化学性质——化学法 2、改变被粘物表面物理化学性质化学法金属的表面活化：高分子材料的表面活化：20112011-3-294§2.2 润湿和粘接理论一、润湿液体在固体表面分子间力作用下的均匀铺展现象。
表示液体对固体的亲和性。
物质的表面张力：通常金属、氧化物、无机物的表面张力较大，约为0.2-5N·m-1. 聚合物固体、有机物、胶粘剂、水等，表面张力较小，一半小于0.1N·m-1.20112011-3-29 5§2.2 润湿和粘接理论二、粘接力粘接力：指粘接剂与被粘物表面之间的连接力。
包括机械嵌合力、分子间力、和化学键力。
嵌合力：粘接剂润湿、渗透在材料的空隙中固化后因镶嵌形成的力。
分子间力：粘接剂与被粘物表面之间的吸引力。
化学键力：粘接剂与被粘物表面之间形成化学键。
20112011-3-296§2.2 润湿和粘接理论三、粘接力的种类及粘接理论1．化学键键合力（共价键、配位键、离子键、金属键等）●如：O R OH+NCOR'ROCNHR'化学键基于化学键理论，通过化学键结合。
粘接技术基础知识-精.ppt
应用：避免弱边界层 粘接胶带隔离层通常是经过化学剪裁的弱边界层
粘接技术
在粘接技术中如果要获得良好的粘接 效果，首先要求如下的三个良好条件：
粘接接头的设计 胶粘剂的选用 粘接工艺的实施。
1 粘接接头的设计
接头在实际应用中的受力分析 一个好接头与粘接强度密切相关。首先是受力方向和接头之 间的关系，粘接接头在实际的工作状态中其受力主要有下列几 种基本类型：剪切、均匀扯离、不均匀扯离和剥离。
实验证明一般情况下，胶粘剂承受剪切和均匀扯离的 作用能力比承受不均匀扯离和剥离作用的能力大得多。
弱边界层理论
弱边界层（WBL）来自胶粘剂、被粘物、环境，或三者 之间任意组合。当发生破坏时，尽管多数发生在胶粘剂和被粘 物界面，但实际上是弱边界层的破坏。正是这些内聚强度较低 的物质存在，致使粘接强度会表现的比预期降低。
1）不良浸润，有空气泡或灰尘、油等杂质残留形成弱区； 2）溶于液态胶粘剂的不溶杂质，在固体化后形成另一相 3）内应力在被粘体与胶粘剂整体间产生弱界面层 4）聚合物中低分子量有机物
②粘接玻璃钢、板材，剪切强度比较低，搭接接头是不合适。
③粘接车刀、钻头等受力大的部件，采用简单的平面对接， 即使是高强度结构胶粘剂，剪切强度达49MPa，仍然要失败。
如改变接头形式，采用套接、嵌接等使应力的很大部分由金 属被粘物本身去承担，就可能成功。如图。
接头设计的基本原则 （1）
①胶粘剂的拉伸剪切强度较高，设计接头尽量承受拉伸和剪 切负载。板材搭接接头承受剪切负载的是比较理想的。
胶粘剂 粘结剂 分类 粘结机理
6.2.1 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。
6.1.5 胶粘剂的应用：木材加工领域（酚醛树脂、脲 醛树脂、三聚氰胺、间苯二酚－甲醛、聚乙酸乙 烯酯乳液、氯丁胶等）；建筑方面（聚乙酸乙烯 酯、聚丙烯酸酯、氯丁、环氧、聚酯、聚硅烷 等）；轻工方面（包装领域，橡胶、聚丙烯酸酯 的压敏胶，低分子量聚乙烯、乙烯－醋酸乙烯 （EVA）的热融胶，醋酸乙烯乳液等；制鞋方面： 氯丁橡胶浆、聚氨酯等）；航空工业；医学（牙 科等）；电子工业和仪器仪表的制造中。
10～15
130
10～30
174
5～20
86 5～25
名称 丙酮
结构式
分 子 沸 点 用 量 /%( 相 对
量
/oC 胶料质量)
58.08 56.5 7.7
甲乙酮
非 环己酮 活 性 甲苯 稀 二甲苯
释 正丁醇 剂 丁基溶纤
剂
C4H9OH HOCH2CH2O C4H9
72.10 79.6 4.6 98.14 115.6 92.13 110.8 106.16 74.12 117 0.5 118.19 171.2 0.1
b) 固化剂：固化过程所使用的化学物质。
3. 填料： 是不参与反应的惰性物质，可提高胶接强度、 耐热性、尺寸稳定性并可降低成本。其品种很多，如石 棉粉、铝粉、云母、石英粉、碳酸钙、钛白粉、滑石粉 等。各有不同效果，根据要求选用。
粘接与胶粘剂技术导论
5 聚合物的基本物理/化学特性5.1 引言在2章中，我们讨论了所有材料的基本特性，并对材料的拉伸、剪切和断裂特性进行了描述。
在3章中，我们还讨论了胶粘剂这些特性的测试方法。
因为我们所研究的是基于有机材料的胶粘剂，尤其是那些聚合物材料和在胶接接头形成过程中形成的聚合物材料。
因此，我们很有必要讨论并至少基本了解这些聚合物的物理/化学特性及其对于胶接接头内聚合物性能的影响情况。
在这一章中，我们将就那些导致聚合物与其它非聚合物材料明显差异的物理/化学特性进行阐述，并讨论一些描述这些差异的特征参数。
另外，我们还会讨论一些聚合物特有的材料特性，其中包括热转变点以及聚合物对温度和应力作用速率的响应。
线性粘弹性在本章中具有重要的作用。
该章还会对这些特性的测定方法进行一些讨论。
本章的目的是为建立表面学和聚合物的物理特性同粘接现象的理解之间的联系奠定基础，并讨论聚合物的分子量和热转变点，以及建立动态力学曲线与聚合物化学结构之间的关系。
另外，还对时间—温度叠加原理以及Williams-Landel-Ferry（WLF）方程中平移因子的意义和使用进行基本的讨论。
5.2 基本术语5.2.1单体与聚合物聚合物（polymer）这个词源自于希腊语的“poly”（意思是许多）和“mer”（意思是部分），因此，聚合物是由许多部分构成的。
“mers”（或“monomers”）是分子的各个单元，它们相互连接在一起形成了聚合物链。
在非专业人员的术语中，塑料就是聚合物，但必须指出的是，并不是所有的聚合物在所有的条件下均表现出塑性。
由此我们可以得出，聚合物区别于单体的主要特征是：它们是由单体单元充当其链节的长链。
表征这些长链的参数之一就是它们的分子量，这也是我们所要讨论的一部分。
5.2.2聚合物材料的基本类型根据聚合物对热和外部应力作用及其作用速率的响应，聚合物可以分为热塑性聚合物和热固性聚合物。
热塑性聚合物受热时会熔化，当冷却时又会恢复到原来的化学状态，而热固性聚合物在受热时和受热后会变得不熔不溶，当冷却时也无法回复到原来的化学状态。
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表面平整度
• 养护时间
• 施工压力
• 施工环境
• 温度 粗 糙 的 表 面 Textured Surface胶粘剂粘接机理及粘接技术
判断润湿性可用接触角来衡量，可用Young方程来表示：
SV = LV cos + SL
式中，θ为接触角，也称为润湿角；γSV为固气界面张力；γLV 为液气界面张力；γSL为固液界面张力。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
胶粘剂粘接机理及粘接技术
胶粘剂粘接机理及粘接技术
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 宜润湿与粘接的表面状态。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。
此式应处于热力学平衡状态才有意义。
LV 液滴
SV
Hale Waihona Puke SL图1—1 液体在胶固粘体剂粘表接面机上理的及粘浸接润技状术态
可从接触角(润湿角)判断润湿：
习惯上将液体在固体表面的接触角θ= 90º时定为润湿 与否的分界点。
θ＞90º 为不润湿，θ＜90º为润湿，接触角θ越小， 润湿性能越好。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
胶粘剂粘接机理及粘接技术
1、 浸润平衡
为形成良好的粘接，首先要求胶粘剂分子和被粘接材 分子充分接触。为此，一般要将被粘接体表面的空气、 或者水蒸气等气体排除，使胶粘剂液体和被粘接材接 触。即将气—固界面转换成液—固界面，这种现象叫做 润湿，其润湿能力叫做润湿性。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
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。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
对高分子被粘物而言，这种扩散是相互进行的；金 属或无机物由于受结晶结构的约束，分子较难运动，但 胶黏剂在硬化前，分子可以扩散到表面氧化层的微孔中 去，达到分子的紧密接触，最后仍能形成以次价力为主 的或化学键的粘接键。这就是粘接的基本过程。全过程 的关键作用是润湿、扩散和形成粘接键。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
3、超声波除油 适合结构复杂的构件。
C、除锈
1、机械法：
2、化学法： 硫酸+缓蚀剂（硫脲、联苯胺、食盐等） 盐酸+缓蚀剂（六次甲基次胺、甲醛等）
胶粘剂粘接机理及粘接技术
D、表面化学处理
1、金属的表面活化或钝化 2、难粘材料的表面活化 PE/PP: 配方：重铬酸钾（5份）+ 浓硫酸（60份）+水（3份） 处理条件：60-70℃/10-20min PTFE: 配方： 金属钠 （23g） + 精萘 （128g） + 四氢呋喃（1000ml） 处理条件：室温 ，1-5min。
第7章 粘接机理及粘接技术
胶粘剂粘接机理及粘接技术
7.1 粘接机理
7.1.1 界面接触与粘接
理想的粘接强度，必需条件：紧密接触
液体的接触角为0或接近0； 黏度低，即不得大于几毫帕秒； 能驱除被粘物接头间所夹空气。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
使用胶黏剂，在粘接过程中，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。
要想粘接PTFE，只有利用钠-萘溶液进行化学处理或利用低 温等离子体进行处理使表面改性，才能进行粘接。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
通常金属、玻璃、陶瓷、（木材）等无机 物表面张力很大，容易被胶粘剂湿润，粘接容 易。但当其表面被油污染后，表面张力变小， 湿润变差，常使粘接失败，这就是涂胶前进行 脱脂处理的原因。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
A、表面清理 除杂、除污、脱漆等。
B、脱除油脂 1、溶剂除油：
常用溶剂： 丙酮、甲乙酮、汽油、无水乙醇； 四氯化碳、三氯乙烯、过氯乙烯等
2、碱液除油： 特点：主要用于动植物油的去除，但
除矿物油效果差，常需配制碱液清洗剂。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
碱液除油清洗剂配方：
胶粘剂粘接机理及粘接技术
粘接失败的原因?
压敏胶与底材不匹配
Water Drop
Substrate on clean metal surface
Water Drop
• 表面污染
• 脱模剂
• 尘埃 • 增塑剂迁移
• 软质聚氯乙烯 • 橡胶
Substrate surface
on polyethylene
2、 表面及界面自由能
Zisman将固体表面分为高能表面和低能表面。凡表面能 >200mN／m为高能表面，金属、金属氧化物和无机化合 物的表面，都是高能表面，表面能<100mN／m为低能表 面，有机化合物、聚合物和水都属低能表面。高能表面的 临界表面张力γc >胶黏剂的γLV ，容易铺展润湿；低能表面 的γc < 一般胶黏剂的γLV ，所以不易铺展润湿。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
临界表面张力γc较大的被粘物，选择比被粘物γc小的胶 黏剂比较容易，有较多的胶黏剂品种可供选择。但γc 越小， 则越不容易选择能有效润湿的胶黏剂。例如，聚四氟乙烯 (PTFE)的γc只有19mN／m，很不容易找到表面张力比这还 小的胶黏剂，所以PTFE具有难粘的特性，利用这一特性，将 PTFE热喷涂于锅面，就可以制成不粘锅。
胶粘剂粘接机理及粘接技术
配方
钢铁 铜及其合金 铝及其合金
氢氧化钠：50-60g/L
—
—
碳酸钠： 50-60g/L
10-20g/L
—
磷酸钠： 86-100g/L
10-20g/L 10-30g/L
硅酸钠： 10-15 g/L
25g/L
3-5g/L
OP乳化剂： —
2-3g/L
2-3g/L
处理条件：80℃/30min 70℃/30min 50℃/10min