胶粘剂 分类 粘结原理
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• 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
第三章 胶粘剂
扩散理论
❖ 观点：胶粘剂和被粘物分子通过相互扩散而形成 牢固接头。
❖ 特点： 1.胶接强度与接触时间，胶接温度，胶接压
力，胶层厚度有关系。 2.胶粘剂分子量越高越不利扩散。 3.分子链的柔韧性增加，侧基减少，有利分
式中I1,：I 2 I1, I 2 ——分子
电离能
在范氏力中 起主要作用
第三章 胶粘剂
吸附理论
❖ 吸附理论认为胶接过程分两个阶段
❖ 第一阶段：胶粘剂分子通过布朗运动，向胶接 物体表明移动扩散，使二者的极性基团或分子 链段互相靠近。
❖ 第二阶段：吸附力产生。作用能E如下
试中：
ER 2 6 4/3 (k)T 2 8 32I
❖ 2)发展纳米胶粘剂 纳米胶粘剂是材料领域的重要组成部分,发展纳米胶粘剂,有
可能在席卷全球的“纳米经济”急战中,抢夺一个技术制高点。 纳米胶粘剂将成为一颗耀眼的新的科技明星。
❖ 3)发展多功能胶粘剂 当一种胶粘剂同时具有多种功能的时候,它的应用价值往往
陡增,所以多功能胶粘剂是胶粘剂工业的发展趋势之一。 ❖ 4)发展军事、国防用胶粘剂
剪切力 拉伸力
剥离力
不均匀扯离力
第三章 胶粘剂
接头形式选择原则
2 接头形式选择原则： ❖ 胶层承受剪切力和拉伸力，
避免剥离力和不均匀扯离力。 ❖ 增加粘结面积 ❖ 防止层间剥离 ❖ 避免应力集中 ❖ 胶层均匀 ❖ 加工容易，方便
第三章 胶粘剂
粘结接头类型 ❖粘结接头类型：型样各异，变化多端
对接接头（butt joint） 斜接接头（scarf joint） 搭接接头（lap joint） 套接接头（dowel joint)
Ek
2 u12u22 3 R6TK
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
第三章 胶粘剂
3.2 粘接原理
❖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
第三章 胶粘剂
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。
第三章 胶粘剂
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
发展军事、国防用胶粘剂是未来战争和防恐、反恐的需要, 因此它必定有着长足发展。
第三章 胶粘剂
第三章 胶粘剂
相关定义
❖胶接接头（adhesive joint）：通过胶粘剂而得到 的组件。
❖ 被粘物（adherends）：接头中除胶粘剂外的固 体材料。
❖ 粘结（adhesion）：胶粘剂把被粘物所受的载荷 传递到胶接接头的现象。
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
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
第三章wk.baidu.com胶粘剂
吸附理论
❖吸附理论的缺陷： 1. 解释不了胶粘剂与被胶粘物之间的胶接力
大于胶粘剂本身的强度。 2. 解释不了胶接强度大小与分子间的分离速
度关系。 3. 解释不了对于高分子化合物极性过大，反
1、按物理形态分类： 水溶液型、溶液型、乳液（胶乳）型、无溶
剂型、固态型、膏状或糊状。 2、按化学成分分类：
1）无机胶粘剂 2）有机胶粘剂 3、按来源分类 1）天然胶粘剂 2）合成胶粘剂
第三章 胶粘剂
d.胶粘剂的性能
耐温性
低污染性
轻质性
粘接无破坏性
第三章 胶粘剂
e.胶粘剂的应用
胶粘剂除有传统的粘接用途，还有一些新的、巧妙的应用。
而胶接强度降低。 4. 解释不了水的影响。
第三章 胶粘剂
静电理论
❖ 该理论认为：在胶接接头中存在双电层，胶接 力来自双电层的静电引力。
❖ 胶接功等于电容器瞬间放电的能量，计算公式
如下：
WA
2Q2
h
WA－－胶接功；Q－－电荷表面密度； h－－放电距离；ε－－介质的介电常数
前苏联：Mcbain J W.J Phys Chem，1926，30：114
－－分子偶极矩；I－－分子电离能；R－－分子间距离
－－极化率；k－－波耳兹蔓常量；T－－热力学温度
出处：Hofrichter C H.Ind.Eng.Chem,1948,40:329
第三章 胶粘剂
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
❖粘附力（practical adhesion）：强度由被粘物和 胶粘剂的力学性能决定。
第三章 胶粘剂
胶粘剂的固化
❖ 固化：通过适当方法使胶层由液态变成固态的过程。
热熔胶的固化
按
溶液型胶的固化
固
化
乳液型胶的固化
方
增塑糊型胶粘剂的固化
式
反应型胶粘剂的固化
第三章 胶粘剂
3.3 粘结接头的设计
❖1 接头及其受力情况：相当复杂，主要机械力
3.1 胶粘剂的定义及特点
❖ 胶粘剂（黏合剂）eltadhesive： a定义：靠界面间作用使各种材料牢固地粘接 在一起的物质。
❖ b胶粘剂的组成：
粘料
固化剂和固化促进剂
稀释剂 填料
组成
增塑剂和增韧剂
偶联剂 和其他助剂
第三章 胶粘剂
c胶粘剂的分类
❖ c胶粘剂的分类：胶粘剂种类繁多，组分各异， 有多种分类方式。
1
防腐蚀
2
用于军事领域
3
用作生物医用
4
防恐反恐
第三章 胶粘剂
f.胶粘剂发展趋势
❖ 1）发展无溶剂性胶粘剂 现行的许多胶粘剂都含有大量挥发性很强的溶剂,这些溶剂不 仅危害人的身心健康,而且会破坏大气层中的臭氧层。近年来, 引起了公众和政府的高度重视,这样自然给胶粘剂工业带来了一 种新的发展趋势,即向无溶剂的胶粘剂发展。
• 不能解释温度、湿度及其它因素对剥离 实验结果的影响
第三章 胶粘剂
扩散理论
❖ 观点：胶粘剂和被粘物分子通过相互扩散而形成 牢固接头。
❖ 特点： 1.胶接强度与接触时间，胶接温度，胶接压
力，胶层厚度有关系。 2.胶粘剂分子量越高越不利扩散。 3.分子链的柔韧性增加，侧基减少，有利分
式中I1,：I 2 I1, I 2 ——分子
电离能
在范氏力中 起主要作用
第三章 胶粘剂
吸附理论
❖ 吸附理论认为胶接过程分两个阶段
❖ 第一阶段：胶粘剂分子通过布朗运动，向胶接 物体表明移动扩散，使二者的极性基团或分子 链段互相靠近。
❖ 第二阶段：吸附力产生。作用能E如下
试中：
ER 2 6 4/3 (k)T 2 8 32I
❖ 2)发展纳米胶粘剂 纳米胶粘剂是材料领域的重要组成部分,发展纳米胶粘剂,有
可能在席卷全球的“纳米经济”急战中,抢夺一个技术制高点。 纳米胶粘剂将成为一颗耀眼的新的科技明星。
❖ 3)发展多功能胶粘剂 当一种胶粘剂同时具有多种功能的时候,它的应用价值往往
陡增,所以多功能胶粘剂是胶粘剂工业的发展趋势之一。 ❖ 4)发展军事、国防用胶粘剂
剪切力 拉伸力
剥离力
不均匀扯离力
第三章 胶粘剂
接头形式选择原则
2 接头形式选择原则： ❖ 胶层承受剪切力和拉伸力，
避免剥离力和不均匀扯离力。 ❖ 增加粘结面积 ❖ 防止层间剥离 ❖ 避免应力集中 ❖ 胶层均匀 ❖ 加工容易，方便
第三章 胶粘剂
粘结接头类型 ❖粘结接头类型：型样各异，变化多端
对接接头（butt joint） 斜接接头（scarf joint） 搭接接头（lap joint） 套接接头（dowel joint)
Ek
2 u12u22 3 R6TK
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
第三章 胶粘剂
3.2 粘接原理
❖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
第三章 胶粘剂
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。
第三章 胶粘剂
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
发展军事、国防用胶粘剂是未来战争和防恐、反恐的需要, 因此它必定有着长足发展。
第三章 胶粘剂
第三章 胶粘剂
相关定义
❖胶接接头（adhesive joint）：通过胶粘剂而得到 的组件。
❖ 被粘物（adherends）：接头中除胶粘剂外的固 体材料。
❖ 粘结（adhesion）：胶粘剂把被粘物所受的载荷 传递到胶接接头的现象。
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
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
第三章wk.baidu.com胶粘剂
吸附理论
❖吸附理论的缺陷： 1. 解释不了胶粘剂与被胶粘物之间的胶接力
大于胶粘剂本身的强度。 2. 解释不了胶接强度大小与分子间的分离速
度关系。 3. 解释不了对于高分子化合物极性过大，反
1、按物理形态分类： 水溶液型、溶液型、乳液（胶乳）型、无溶
剂型、固态型、膏状或糊状。 2、按化学成分分类：
1）无机胶粘剂 2）有机胶粘剂 3、按来源分类 1）天然胶粘剂 2）合成胶粘剂
第三章 胶粘剂
d.胶粘剂的性能
耐温性
低污染性
轻质性
粘接无破坏性
第三章 胶粘剂
e.胶粘剂的应用
胶粘剂除有传统的粘接用途，还有一些新的、巧妙的应用。
而胶接强度降低。 4. 解释不了水的影响。
第三章 胶粘剂
静电理论
❖ 该理论认为：在胶接接头中存在双电层，胶接 力来自双电层的静电引力。
❖ 胶接功等于电容器瞬间放电的能量，计算公式
如下：
WA
2Q2
h
WA－－胶接功；Q－－电荷表面密度； h－－放电距离；ε－－介质的介电常数
前苏联：Mcbain J W.J Phys Chem，1926，30：114
－－分子偶极矩；I－－分子电离能；R－－分子间距离
－－极化率；k－－波耳兹蔓常量；T－－热力学温度
出处：Hofrichter C H.Ind.Eng.Chem,1948,40:329
第三章 胶粘剂
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
❖粘附力（practical adhesion）：强度由被粘物和 胶粘剂的力学性能决定。
第三章 胶粘剂
胶粘剂的固化
❖ 固化：通过适当方法使胶层由液态变成固态的过程。
热熔胶的固化
按
溶液型胶的固化
固
化
乳液型胶的固化
方
增塑糊型胶粘剂的固化
式
反应型胶粘剂的固化
第三章 胶粘剂
3.3 粘结接头的设计
❖1 接头及其受力情况：相当复杂，主要机械力
3.1 胶粘剂的定义及特点
❖ 胶粘剂（黏合剂）eltadhesive： a定义：靠界面间作用使各种材料牢固地粘接 在一起的物质。
❖ b胶粘剂的组成：
粘料
固化剂和固化促进剂
稀释剂 填料
组成
增塑剂和增韧剂
偶联剂 和其他助剂
第三章 胶粘剂
c胶粘剂的分类
❖ c胶粘剂的分类：胶粘剂种类繁多，组分各异， 有多种分类方式。
1
防腐蚀
2
用于军事领域
3
用作生物医用
4
防恐反恐
第三章 胶粘剂
f.胶粘剂发展趋势
❖ 1）发展无溶剂性胶粘剂 现行的许多胶粘剂都含有大量挥发性很强的溶剂,这些溶剂不 仅危害人的身心健康,而且会破坏大气层中的臭氧层。近年来, 引起了公众和政府的高度重视,这样自然给胶粘剂工业带来了一 种新的发展趋势,即向无溶剂的胶粘剂发展。