胶粘剂粘接机理及粘接技术
胶黏剂的粘接机理
胶黏剂的分类与组成—、胶黏剂的分类与组成1．胶黏剂的分类胶黏剂品种繁多，用途不同，组成各异，为便于掌握应予分类，分类方法很多，大致有如下几种：（1）按主要组成成分分类（2）按粘接强度特性分类a.结构型胶黏剂这种胶黏剂必须具有足够的粘接强度，不仅要求它有足够的剪切强度，而且要求它有较高的不均匀扯高强度，能使粘接接头在长时间内承受振动、疲劳和冲击等各项载荷，同时要求这种胶黏剂必须具有—定的耐热性和耐候性，使粘接接头在较为苛刻的条件下进行工作。
b.非结构型胶黏剂这冲胶黏剂的持点是在较低的温度下剪切强度、拉伸强度和刚性都比较高，但在一般情况下，随温度的升高，胶层容易发生蠕变现象，从而使粘接强度急剧下降。
这种类型的胶黏剂主要应用于粘接强度不太高的非结构部件。
c.次结构型胶黏剂这种胶黏剂具有结构型胶黏剂与非结构型胶黏剂之间的特性，能承受中等程度的载荷。
（3）按固化形式分类a.溶剂型溶剂型胶黏剂的固化特点是：溶剂从粘接端表面挥发，或者因被粘物自身吸收而消失，形成粘接膜而发挥粘接力。
固化速度随环境的温度、湿度、被粘物的疏松程度、胶黏剂含量、粘接面的大小及加压方法等而变化。
b.反应型反应型胶黏剂的固化特点是：由不可逆的化学变化引起固化。
这种化学变化，系在基体化合物中加入固化剂。
按照配制方法及固化条件，可分为单组分、双组分及多组分的室温固化型、加热固化型等多种形式。
c.热熔型以热塑性的高聚物为主要成分，由不含水或溶剂的粒状、圆柱状、块状、棒状、带状或线状的固体聚合物通过加热熔融粘接，随后冷却固化，粘接强度增加。
（4）按外观形态分类a.溶液型主要成分是树脂或橡胶，在适当的有机溶剂中溶解成为粘稠的溶液。
b.乳液型属于分散型，树脂在水中分散称乳液；橡胶的分散体系称为乳胶。
c.膏糊型膏糊型胶黏剂是一种充填型优良的高粘稠的胶黏剂。
d.粉末型属水溶性胶黏剂，使用前先加溶剂(主要是水)调成糊状或液状。
e.薄膜型以纸、布、玻璃纤维织物等为基材，涂敷或吸附胶黏剂后，干燥成薄膜状，通常与底胶配合使用。
胶粘剂粘接原理
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。
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。
胶粘剂粘接原理
粘接原理1、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γ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）xx力3、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。
5、弱边界层理论认为，当粘接破坏被认为是界面破坏时，实际上往往是内聚破坏或弱边界层破坏。
弱边界层来自胶粘剂、被粘物、环境，或三者之间任意组合。
胶粘技术的原理和应用视频
胶粘技术的原理和应用视频一、胶粘技术的原理胶粘技术是一种通过粘合剂（胶水）将两个或多个材料粘合在一起的技术。
它在很多工业领域中都有广泛的应用，例如制造汽车、电子产品、纸制品等。
1. 胶粘剂的基本原理胶粘剂由聚合物、添加剂和溶剂组成。
其中，聚合物是胶粘剂的主要成分，通过与被粘合的材料表面相互作用，形成粘结力。
添加剂可调整胶粘剂的黏度、凝固时间等性能。
溶剂则起到调节胶粘剂流动性的作用。
2. 胶粘剂的黏附机理胶粘剂的黏附机理主要包括物理吸附和化学反应两种形式。
物理吸附是指粘接部位的分子之间的非共价键作用，例如范德华力和静电吸引力。
化学反应则是指粘接部位的分子之间发生化学键，形成化学结合力。
3. 胶粘剂的固化机制胶粘剂的固化机制是指胶粘剂在粘接过程中从流动到固体状态的过程。
胶粘剂的固化可以通过热固化、光固化、化学固化等方式实现。
热固化是指通过加热使胶粘剂发生化学反应，形成强度较高的粘结；光固化则是指通过紫外光、红外光等辐射源使胶粘剂固化。
二、胶粘技术的应用胶粘技术在许多行业中有广泛的应用。
以下是一些常见领域的胶粘技术应用：1.汽车制造：胶粘技术被广泛应用于汽车制造中。
例如，胶粘剂可以用于汽车车身的结构粘接，提高汽车的抗冲击能力和整体强度。
2.电子产品：胶粘技术在电子产品的制造过程中起到重要作用。
例如，在电路板的组装过程中，胶粘剂可用于固定电子元器件，并提供电气连接。
3.包装行业：胶粘技术在包装行业中起到粘接、密封的重要作用。
例如，在纸箱的制造过程中，胶粘剂可用于粘接纸板，提高包装的强度和稳定性。
4.建筑行业：胶粘技术在建筑行业中也有广泛的应用。
例如，在墙体装饰、地板安装等领域，胶粘剂可用于粘接瓷砖、石材等材料。
5.医疗行业：胶粘技术在医疗器械的制造和修复中起到重要作用。
例如，在手术中使用的绷带和敷料，胶粘剂可用于固定和密封伤口。
6.纺织行业：胶粘技术在纺织行业中有广泛的应用。
例如，在纺织品加工过程中，胶粘剂可用于纺织品的粘接、缝合等。
粘结剂的6大粘合机理介绍
粘结剂的6大粘合机理介绍聚合物之间，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。
粘结剂的作用过程包括扩散、润湿活性材料表面；粘结剂通过干燥（非反应型）或聚合（反应型）方式固化。
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10-5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。
根据计算，由于范德华力的作用，当两个理想的平面相距为10时，它们之间的引力强度可达10-1000MPa；当距离为3-4时，可达100-1000MPa。
这个数值远远超过现代最好的结构胶黏剂所能达到的强度。
因此，有人认为只要当两个物体接触很好时，即胶黏剂对粘接界面充分润湿，达到理想状态的情况下，仅色散力的作用，就足以产生很高的胶接强度。
可是实际胶接强度与理论计算相差很大，这是因为固体的力学强度是一种力学性质，而不是分子性质，其大小取决于材料的每一个局部性质，而不等于分子作用力的总和。
计算值是假定两个理想平面紧密接触，并保证界面层上各对分子间的作用同时遭到破坏时，也就不可能有保证各对分子之间的作用力同时发生。
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。
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。
胶粘剂粘接机理同 (最全版)PTT文档
存在，这就是物对的该理表论有面力张的证力据．都确小凿 于胶黏剂的表面张力，这就是为什么环氧树脂胶黏 吸胶附黏理 剂论润认湿为固剂，体对粘表接面金是，由胶属两黏粘材剂料的接界表面面性间张能分力子应优接小触于良和固，界体面的而力临产界对生表于的面，张未粘力接．经力处的主理要来的源聚是分合子间物作很用力难，包粘括接氢键的力和原范因德华．力，要使
果．
粘接机理四；静电理论
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，这就是对该理论有力的证据．确凿
粘接机理五；弱边界层理论
弱边界层理论认为，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
学性质发生了改变，因此粘接强度提高．
湿润使胶黏剂与被粘物紧密接触，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，离子键 共价 键 金属键 范德华力．
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，而对键 范德华力．
机械理论认为，胶粘剂必须滲入被粘物表面空隙内，并排除其界面上吸附的空气，才能产生粘接作用，在粘接泡沫塑料等多孔性被粘 物时，机械嵌定是重要因素，胶黏剂粘接经表面打磨的材料效果要比表面光滑的材料好，这是因为机械镶嵌，形成清洁表面，生成反 应表面，表面积增加，由于打磨使表面变得比较粗糙，表面层物理和化学性质发生了改变，因此粘接强度提高． 氯丁橡胶是由2-氯丁二烯-1,3乳液聚合而成，有顺式反式之分，因而有不同的结晶速率，其分子链中含有氯原子，因而具有极性其物理 机械性能同天然橡胶相似，具有很高的的抗张强度和伸长率，它的耐老化，耐热，耐油及耐化学腐蚀性较好．
胶黏剂与粘接技术原理(PPT课件)
二、扩散理论
两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧 密接触时，由于分子的布朗运动或链段的旋摆产生相互 扩散现象。这种扩散作用是穿越胶粘剂、被粘物的界面 交织进行的。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产 生，由此形成粘接。
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，粘接体系借助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。
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。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。
14
1.2 粘接机理
为满足第二个条件，固化后应形成跨过界面的粘
接力，而此力的本质和大小对粘接效果都是极重要 的。目前主要有四种理论解释粘接力产生机理：
(1)机械互锁理论； (抛锚理论) (2)扩散理论； (3)电子理论（静电）； (4)吸附理论。
15
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。
分子间作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。 在某些特殊情况下，其他因素也能起主导作用。
缺点：理论与实际的差距，只有物理吸附，其他物理吸附 比胶黏剂容易 要求：充分润湿，亲密接触
20
化学键形成理论
化学键理论认为胶粘剂与被粘物之间除分子力间外，有时 还有化学键产生：1）离子键 2）共价键 3）金属键
粘结剂的粘结机理
由胶黏剂与被粘物形成的粘合存在着吸附作用与吸附理论、静电作用与静电理论和扩散作用与扩散理论这三种理论解释。
[1]
1、吸附作用与吸附理论吸附理论认为粘结力主要产生与胶粘体系的分子作用，存在两个阶段，第一阶段是液体胶黏剂分子借助于热布朗运动向被粘物表面扩散，使两者所有的极性基团或链接相互接近。
第二阶段是吸附力的产生，当胶黏剂和被粘物两种分子间的间距达到1-0.9mm时，两种分子便会产生吸附作用，直至他们之间的距离达到最大稳定的状态，粘结力的大小与胶黏剂的极性有关，但主要是取决于胶粘体系分子在接触区的稠密程度。
2、静电作用与静电理论当胶黏剂-被粘物体系是由一种电子给予体-电子接受体的组合形式时，就会在界面区两侧形成双电层，双电层电荷的性质相反，从而产生了静电吸引力。
但静电作用仅存在于能够形成双电层的黏合体系，因此不具备普遍性，且绝对不是对黏合起主导作用的因素。
3、扩散作用与扩散理论两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧密接触时，由于分子的布朗运动或链段的摆动会产生相互摆动的现象，扩散结果导致界面的消失和过渡区的产生，黏合体系的扩散作用产生了牢固的黏合结构。
在黏合体系中适当降低胶黏剂的分子量有助于提高分散系数，改善黏合性能。
聚合物分子链排列堆积的紧密程度不同，其扩散行为有显著的不同。
大分子内有空穴或分子间有空洞结构者扩散作用就比较强。
扩散作用还受到两聚合物的接触时间、黏合温度等因素的影响。
一般是接触温度越高，时间越长，其扩散作用也越强，由扩散作用产生的粘合力就越高。
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
胶黏剂和粘接技术原理
1发动机罩，热固化乙烯基塑料溶胶 ②车身外旳贴花加工，采用丙烯酸酯压敏胶； ③挡风玻璃粘接，采有聚硫多组分反应性胶粘剂； ④聚氯乙烯顶篷缝粘接，采用聚酯、聚酰胺热熔胶；
⑤顶篷隔音衬垫粘接，采用氯丁橡胶为基体旳溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂；
⑥聚氯乙烯顶篷粘接，采用氯丁橡胶为基体旳溶剂 型胶粘剂或聚丙烯酸酯乳液胶粘剂；
百得胶、FN－303胶、XY－401胶、CH－406胶等。
为何要使用胶黏剂？ 材料加工，主要涉及变形、切分与结合。
组合连接分类一般有三种，机械紧固、焊接与粘接。
胶接优点：
胶接缺陷：
1 不破坏被粘物 2 不造成应力集中 3 改善疲劳性能 4 同步起密封效果 5 连接不同金属不形成电池 6 特殊场合（如粘接炸药） 7 粘接形状复杂旳被粘物 8 设备简朴
路易斯酸碱相互作用，提供接受电子对。 多数一般玻璃是碱性旳，使用酸性胶黏剂。
小结
每种理论都有大量旳试验为根据，只是研究旳角度、措 施、条件不同，共同目旳是最求形成黏结现象旳本质，更 加好旳应用。没有统一旳定论，了解各派理论兼容并包灵 活利用，调动提升粘接强度旳一切原因。
• 相溶旳胶黏剂（扩散性） • 自发浸润旳胶黏剂，填充凸凹不平旳表面（表面张力） • 表面处理粗糙使具有微观构造形态（机械互锁） • 合适旳黏度与固化时间（黏度） • 恶劣环境中旳胶接件尽量产生化学键
又称硬化剂、熟化剂、交联剂、硫化剂 3 、溶剂 4 、增塑剂 降低玻璃化温度和熔融温度,改善胶层脆性,
内增塑、外增塑. 5 、填料 降低成本,改善机械性能,降低膨胀系数 6 、偶联剂 同步与极性和非极性物质产生结合力旳化合物. 7 、交联剂 在线形大分子间形成化学键 8 、引起剂 引起单体分子或预聚物活化而产生自由基. 9 、增进剂 降低引起剂分解温度或加紧固化反应速度。 10、增黏剂 提升初粘力
【胶粘剂课堂】粘接密封机理详解
【胶粘剂课堂】粘接密封机理详解粘接是通过粘接剂把被粘物连接在一起的过程，粘接力的产生以及粘接强度的大小，不仅取决于粘接剂和被粘物表面的结构状态，而且与粘接过程的工艺条件密切相关。
粘接接头是由两个被粘物之间夹一层粘接剂所构成，如图1所示。
粘接的形成主要包括表面润湿、粘接剂分子向被粘物表面的移动、扩散和渗透，粘接剂与被粘材料形成物理化学和机械结合等过程。
图1 粘接接头1.1 粘结剂的湿润所谓润湿，即是液态物质在固态物质表面分子间作用下均匀分布的现象。
不同的液态物质对不同固态物质的润湿程度也不同。
粘接是用液态粘接剂把固态的被粘材料粘接在一起，只有与被粘材料有良好的润湿，才能真正接触，为产生良好的物理化学结合创造条件。
液体与固体接触表面处都会呈现接触角θ，θ值的大小表示润湿程度，见图2。
(1) θ=0°时，固体表面处于完全润湿状态【图2(a)】;(2) 0°<><>时，固体表面呈部分润湿状态【图2(b)】;(3) 90°<><>时，固体表面不润湿【图2(c)】;(4) θ=180°时，固体表面完全不润湿【图2(d)】。
图2 不同的润湿状态(a)完全润湿;(b)部分润湿;(c)不润湿;(d)完全不润湿液体对固体的润湿程度主要取决于它们表面张力的大小，表面张力小的物质能够很好地润湿表面张力大的物质;表面张力大的物质不能润湿表面张力小的物质。
表1 常见物质的表面张力(温度20℃)从表1可以看出，金属和无机盐的表面张力一般都大于粘接剂的表面张力，可以很容易地被粘接剂润湿。
但也容易被表面张力小的油类污染，所以粘接之前应进行认真的表面处理。
塑料的表面张力和粘接剂的表面张力相近，所以粘接剂对塑料的润湿程度较差，其中聚四氟乙烯的表面张力比粘接剂小，如果粘接前不进行特殊的处理，粘接剂在其表面呈不润湿状态，很难产生粘接力，所以氟塑料有难粘塑料之称。
胶黏剂原理
胶黏剂原理
胶黏剂是一种能够将两个或多个物体粘合在一起的物质。
它在日常生活中被广
泛应用，从家具制造到汽车组装，都需要用到胶黏剂。
那么，胶黏剂是如何实现粘合的呢？这就涉及到胶黏剂的原理。
首先，胶黏剂的粘合原理是基于分子间的吸附力和化学反应。
当胶黏剂涂抹在
物体表面时，它会与物体表面的分子发生相互作用。
这种相互作用可以是物理吸附或化学吸附。
在物理吸附中，胶黏剂的分子与物体表面的分子之间存在着范德华力，静电力等吸引力。
而在化学吸附中，胶黏剂的分子与物体表面的分子之间会发生化学键的形成，从而实现粘合。
其次，胶黏剂的粘合原理还涉及到表面能的概念。
表面能是指物体表面对外界
的吸引力。
当胶黏剂涂抹在物体表面时，它会改变物体表面的表面能，从而使胶黏剂能够与物体表面发生粘合。
这也是为什么在使用胶黏剂之前，需要对被粘合的物体表面进行清洁和处理的原因。
另外，胶黏剂的粘合原理还与流变性有关。
流变性是指物质在外力作用下发生
形变的性质。
胶黏剂在涂抹在物体表面后，会发生流变性，从而填充物体表面的微小凹陷，增加接触面积，提高粘合强度。
最后，胶黏剂的粘合原理还与固化过程有关。
固化是指胶黏剂在涂抹在物体表
面后，通过化学反应或物理过程发生固化，从而实现粘合。
这种固化过程可以是通过溶剂挥发、热固化、紫外线固化等方式实现的。
总的来说，胶黏剂的粘合原理是多方面的，涉及到分子间相互作用、表面能、
流变性和固化过程等多个方面。
只有充分理解了这些原理，才能更好地选择和使用胶黏剂，从而实现更好的粘合效果。
胶粘接原理
胶粘接原理
胶粘接是一种常见的连接方式，它通过胶粘剂将两个或多个材料牢固地粘合在一起。
胶粘接的原理是什么呢？在这篇文档中，我们将详细介绍胶粘接的原理及其相关知识。
首先，胶粘接的原理是基于分子间力的作用。
当胶粘剂涂覆在材料表面时，它会与材料表面的分子发生作用，形成分子间的吸附力。
这种吸附力可以使胶粘剂与材料表面紧密结合，从而实现粘合效果。
此外，一些胶粘剂还可以通过化学反应与材料表面的分子结合，增强粘合效果。
其次，胶粘接的原理还涉及表面能的概念。
表面能是材料表面对外界物质的吸引力大小的量度。
在胶粘接过程中，胶粘剂的表面能要与被粘合材料的表面能相适应，才能实现良好的粘合效果。
如果胶粘剂的表面能与被粘合材料的表面能相差太大，就会导致粘合效果不佳。
另外，胶粘接的原理还与粘接界面的形态有关。
粘接界面的形态对胶粘接的强度和耐久性有重要影响。
通常情况下，粘接界面的形态应该尽可能多地增加接触面积，以增强粘合效果。
此外，粘接界面的形态还应该尽可能地减少应力集中的可能性，从而提高粘接的强度和耐久性。
最后，胶粘接的原理还与胶粘剂的选择有关。
不同类型的胶粘剂具有不同的粘合原理和适用范围。
在选择胶粘剂时，需要考虑被粘合材料的性质、使用环境、所需的粘合强度等因素，从而选择合适的胶粘剂来实现理想的粘合效果。
总之，胶粘接的原理是基于分子间力的作用，涉及表面能、粘接界面的形态和胶粘剂的选择等多个方面。
了解胶粘接的原理对于正确选择胶粘剂、优化粘接工艺具有重要意义，希望本文能对您有所帮助。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表面清洁
针对不同的表面污染采用不同的清洁剂：
污染类型 指纹 水汽 油、脂 重度油污 脱模剂
清洁剂 异丙醇（IPA） 异丙醇（IPA） 庚烷（Heptane） 丁酮（MEK） 向制造商咨询
• 注意：对于塑料基材，进行合适的清洁非常重要！
3 界面扩散
胶黏剂分子或分子链段与处于熔融或表面溶胀状态的 被粘聚合物表面接触时，分子之间会产生相互跨越界面的 扩散，界面会变成模糊的弥散状，两种分子也可能产生互 穿的缠绕。这时，虽然分子间只有色散力的相互作用，也 有可能达到相当高的粘接强度。
LV 液滴
SV
SL
图1—1 液体在固体表面上的浸润状态
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。
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。
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。
碱液除油清洗剂配方：
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
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 Substrate surface
on polyethylene
表面平整度
粗 糙 的 表 面 Textured Surface
• 表面污染
• 脱模剂
• 尘埃 • 增塑剂迁移
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。
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。
A、表面清理 除杂、除污、脱漆等。
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。
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
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）
第7章 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。
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。
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。
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。
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，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。
• 软质聚氯乙烯 • 橡胶
• 养护时间 • 施工压力 • 施工环境
• 温度
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。
此式应处于热力学平衡状态才有意义。