聚(jù)合物(wù)之間,聚合物與非金屬或金屬(shǔ)之間(jiān),金屬與金屬和金屬與(yǔ)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麵膠接問題。膠接是綜(zōng)合性強,影響因(yīn)素複雜的一類技(jì)術,而現有的膠(jiāo)接理論都是從某一方麵出發來闡述其原理,所以(yǐ)至今全麵唯一的理論是沒有的。
吸附理論
人們把固體對膠粘劑的吸附看成是膠(jiāo)接主(zhǔ)要原因的理論,稱為膠接的吸附理論。理論認為:粘接力的主要來源是粘接體係的分子作用(yòng)力(lì),即範德化引力和氫鍵(jiàn)力。當膠粘劑與被(bèi)粘物(wù)分子間的距離達到10-5Å時,界麵分子之間便產生相互吸引力,使分子間的距離進一步縮短到處(chù)於最大穩定(dìng)狀態。
根據計算,由(yóu)於範德華力的作用,當兩個理想的平麵(miàn)相距為10Å;時,它們之(zhī)間的引力強度可達(dá)10-1000MPa;當距離為3-4Å;時,可達100-1000MPa。這個數值遠遠超過現代最好的(de)結(jié)構(gòu)膠粘劑所能達到的強度。因此(cǐ),有人認為隻要當兩個物體接觸很好時,即膠粘劑(jì)對粘接界麵充分潤(rùn)濕,計算值是假定兩個理想平(píng)麵緊密接觸,並保證界麵(miàn)層上各對分(fèn)子間的作用同時遭到破壞時,也就不可能有保證各對分子之間的作用力同時發生。
膠粘劑的極性太高,有時候(hòu)會嚴重妨礙濕潤過程的進行而降低粘接力。分子間作用力是提供粘接力的因素,但不是唯一因(yīn)素。在某些特殊情況下,其他因素也能起主導作用。
化學鍵形成理論
化學鍵理論認為膠粘劑與被粘物分子之間除相互作用力外,有時還有化學鍵產(chǎn)生,例如(rú)硫化橡膠與鍍銅金屬的膠接界麵、偶聯(lián)劑對膠接的作用、異氰酸酯對金屬與橡膠的膠接界麵等的研究,均證明有化(huà)學鍵的生成。但化學鍵的形成並不普通,要形成化學鍵必須滿足一定的量子化`件,所以不可能做到使膠粘劑與(yǔ)被粘物之間的(de)接觸點都形成化(huà)學鍵。況且,單位粘附界麵上化學鍵數要比分子間作用的數目少得(dé)多,因此粘附強度來自分子間的作(zuò)用力是(shì)不可忽(hū)視的。
弱(ruò)界層理論
當液(yè)體膠粘劑不能很好浸潤被粘體表麵時,空氣泡留在空隙中而形成(chéng)弱區。又如,當(dāng)中含雜質能溶於(yú)熔融態膠粘劑,而不溶於固化(huà)後(hòu)的膠粘劑時,會在固體化後的膠粘形成另一相,在被粘體與膠粘劑整體間產生弱界麵層(WBL)。產生WBL除工藝因(yīn)素外,在聚合物成網或熔體相互作用的成型過程中,膠粘劑與表麵吸附等熱力學現象中產生(shēng)界層結(jié)構的不均勻性。不均勻性界麵層就會有WBL出現。這種WBL的應力鬆(sōng)弛和裂紋的發展都(dōu)會不同,因(yīn)而(ér)極大地影響著材料和(hé)製品的整體性能。
擴散理論
兩種(zhǒng)聚(jù)合物在具有相容性的前提下,當它們相互緊密(mì)接觸時,由於分子的布朗運動或鏈段的(de)擺產生相互(hù)擴散現象。這(zhè)種擴散作用是穿越(yuè)膠粘劑、被粘物的界麵交織進行的。擴散的結果導致界麵的消失(shī)和過渡區(qū)的產生。粘接體係借助擴散理論不能(néng)解釋聚(jù)合物材料與金(jīn)屬、玻璃或其(qí)他硬體膠粘,因為聚合物(wù)很難向這類材料擴(kuò)散。
