膠黏劑水溶性酚醛樹脂的制備-膠接的基本原理和粘接工藝

膠黏劑膠接的基本原理PPT粘接工藝（adhesivebondingtechnology）又稱膠接工藝。利用膠粘劑把被粘物連接成整體的操作工藝。粘接是連續(xù)的面際連接，可以減少應力集中，保證被粘物的強度，提高結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命。粘接特別適用于不同材質(zhì)、不同厚度，尤其是超薄材料和復雜結(jié)構(gòu)件的連接。粘接技術(shù)已經(jīng)成為20世紀70年代以來的主要連接技術(shù)之一，與機械連接和焊接一起，在國民經(jīng)濟各個領域尤其是當代的航空、航天技術(shù)中，發(fā)揮著重要的作用。一、被粘接表面的形態(tài)和特征被粘接的物體均為固態(tài)，按其聚集的狀態(tài)可分為晶態(tài)和非晶態(tài)。粘接作用僅在表面和薄層，因此，可以說粘接實質(zhì)上是一種

，與固體表面的特征密切相關(guān)。界面現(xiàn)象固體表面的形態(tài)和特征有以下幾點1、固體表面的粗糙性；2、固體表面的多孔性；3、固體表面的復雜性和吸附性；4、固體表面的缺陷性。二、膠粘劑對被粘物表面的潤濕（也叫濕潤）1、潤濕潤濕是液體在固體表面分子間力作用下的均勻鋪展現(xiàn)象，也就是對固體的親和性。潤濕（wetting）液體在與固體接觸時，沿固體表面擴展的現(xiàn)象。又稱為液體潤濕固體。通常用接觸角來反應潤濕的程度。在液、固、氣三相的交界處作液體表面的切線與固體表面的切線（如圖），兩切線通過液體內(nèi)部所成的夾角θ即稱為接觸角。當θ為銳角時，液體在固體表面上擴展，即液體潤濕固體；θ＝0時，叫做完全潤濕；θ為鈍角時，液體表面收縮而不擴展，液體不潤濕固體，簡稱不潤濕；當θ＝時，稱為完全不潤濕。接觸角與界面張力2、粘接力粘接力是指膠粘劑與被粘物表面之間的連接力，它的產(chǎn)生不僅取決于膠粘劑和被粘物表面的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，而且還與粘接過程的工藝條件密切相關(guān)，粘接力是膠粘劑與被粘物在界面上的作用力或結(jié)合力，包括機械嵌合力、分子間力和化學鍵力。機械嵌合力①機械嵌合力：是膠粘劑分子經(jīng)擴散滲透進入被粘物體表面空隙中固化后鑲嵌而產(chǎn)生的結(jié)合力。分子間力②分子間力：是膠粘劑與被粘物分子之間相互吸引力，包括范德華力和氫鍵，其作用距離為0.3～0.5nm。范德華力是色散力、取向力和誘導力的總稱，氫鍵比范德華力大很多，接近于弱的化學鍵。分子間力是產(chǎn)生粘接力的最普遍原因。化學鍵力③化學鍵力：是膠粘劑與被粘物表面能夠形成化學鍵，有共價鍵、配價鍵、離子鍵、金屬鍵等，鍵能比分子間力高得多，化學鍵的結(jié)合是很牢固的，對粘接強度的影響極大。影響粘接的因素

粘接作用的形成潤濕是先決條件流變是第一階段擴散是重要過程滲透是有益作用成鍵是決定因素三、粘接理論聚合物之間，聚合物與非金屬或金屬之間，金屬與金屬和金屬與非金屬之間的膠接等都存在聚合物基料與不同材料之間界面膠接問題。粘接是不同材料界面間接觸后相互作用的結(jié)果。因此，界面層的作用是膠粘科學中研究的基本問題。諸如被粘物與粘料的界面張力、表面自由能、官能基團性質(zhì)、界面間反應等都影響膠接。膠接是綜合性強，影響因素復雜的一類技術(shù)，而現(xiàn)有的膠接理論都是從某一方面出發(fā)來闡述其原理，所以至今全面唯一的理論是沒有的。

1、吸附理論

該理論認為粘接是與吸附現(xiàn)象類似的表面過程。極性基團很重要。例如：聚氨酯→含有強極性基團；淀粉，糊精：羥基→氫鍵；2、擴散理論又稱作分子滲透理論，它認為聚合物的粘接是由于擴散作用形成的。最適合解釋聚合物之間的粘接，無法解釋聚合物與金屬間的粘接。闡述粘接機理中的擴散理論

又稱作分子滲透理論，它認為聚合物的粘接是由于擴散作用形成的。在膠粘劑分子內(nèi)部，由于分子的擴散運動，膠粘劑高分子鏈之間相互纏繞，這樣使得粘接件不易發(fā)生內(nèi)聚破壞。在被粘固體界面處，固體表面存在許多孔隙，有些固體在膠粘劑的作用下還會發(fā)生溶解或溶脹現(xiàn)象。膠粘劑高分子鏈由于分子擴散作用，進入固體表面的孔隙中，容易形成機械嵌合力；另外，膠粘劑高分子鏈與固體表面溶解或溶脹的高分子鏈之間由于分子擴散運動也會發(fā)生纏繞而產(chǎn)生粘接。故粘接件不易發(fā)生界面破壞現(xiàn)象。擴散理論最適合解釋聚合物之間的粘接，無法解釋聚合物與金屬間的粘接。3、雙電層理論（又叫靜電理論）4、機械理論膠粘劑與紙表面之間的機械連接粘接工藝PPT一、膠粘劑的選擇1、根據(jù)被粘物的性狀來選擇膠粘劑；①膠接多孔而不耐熱的材料，如木材、紙張、皮革等，可選水基型、溶劑型膠粘劑；②對于表面致密而耐熱的表面如金屬、陶瓷、玻璃等，可選反應型熱固性樹脂膠粘劑；③對于難粘的被粘物如聚乙烯、聚丙烯，則需進行表面處理，提高表面自由能后再選用乙烯－醋酸乙烯共聚物熱熔膠或環(huán)氧膠。2、根據(jù)粘接接頭的使用場合來選擇膠粘劑粘接接頭的使用場合，主要指其受力的大小、種類、持續(xù)時間、使用溫度、冷熱交變周期和介質(zhì)環(huán)境。①對于粘接強度要求不高的一般場合，可選用廉價的非結(jié)構(gòu)膠粘劑；②對于粘接強度要求高的結(jié)構(gòu)件，則要選用結(jié)構(gòu)膠粘劑；③要求耐熱和抗蠕變場合，可選用能固化生成三維結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂膠粘劑；④冷熱交變頻繁的場合應選用韌性好的橡膠－樹脂膠粘劑⑤要求耐疲勞的場合，應選用合成橡膠膠粘劑。3、膠接過程有關(guān)特殊要求例如：酚醛－丁腈膠粘劑綜合性能很好，但需加壓0.3～0.5MPa于150℃高溫固化，若不具備高壓和高溫的條件，則這種膠粘劑就不能選用。4、考慮是否經(jīng)濟和來源難易對于應急修補，問題不大，但對正規(guī)生產(chǎn)卻很重要，因為它要涉及能否降低生產(chǎn)成本的問題。二、膠接接頭設計接頭的設計要遵循的基本原則：①避免應力集中，受力方向最好在膠接強度最大的方向上②合理增加膠接面積，提高膠層承載載荷的能力；③接頭設計盡量保證膠層厚度一致。在施行膠接工藝時應保證膠層不出現(xiàn)缺膠，厚度不勻、氣孔等現(xiàn)象，使膠層厚度適當，連續(xù)均勻，這樣可大大減小應力集中現(xiàn)象；④防止層壓制品的層間剝離。對于木材或?qū)訅翰牧系恼辰右乐箤娱g剝離，可采用斜接的形式提高粘接強度，如三合板。三、表面處理1、表面處理的基本原則①設法提高表面能；②增加粘接的表面積；③除去粘接表面上的污物及疏松層。2、表面處理方