浅谈粘结剂的6大粘合机理是什么，浅谈粘结剂的6大粘合机理！

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聚合物、聚合物与非金属或金属、金属与金属和非金属之间存在界面结合问题。结合是不同材料的界面接触后相互作用的结果。因此，界面层的作用是粘接科学研究中的一个基本问题。例如粘附体和粘合剂之间的界面张力、表面自由能、官能团的性质、界面反应等。都影响粘合。

粘接是一种综合性很强、影响因素复杂的技术，现有的粘接理论都是从某一方面阐述其原理，所以至今没有一个全面的、独特的理论。

粘结剂的作用过程包括扩散和润湿活性材料表面；粘合剂通过干燥(非反应性)或聚合(反应性)来固化。吸附理论

人们把固体在胶粘剂上的吸附作为粘接的主要原因，称为粘接的吸附理论。理论上，粘合力的主要来源是粘合体系的分子力，即范德华引力和氢键力。粘合剂和被粘物表面之间的粘合力和吸附力具有一些相同的性质。

粘合剂分子和被粘物表面分子之间的相互作用有两个过程。在第一阶段，液体粘合剂分子通过布朗运动扩散到粘附体的表面，使得两个界面处的极性基团或连接彼此靠近。在这个过程中，提高温度、施加接触压力和降低胶粘剂的粘度都有利于布朗运动的加强。第二阶段是吸附力的产生。

当胶粘剂与被粘物分子之间的距离达到10-5时，界面分子会产生相互吸引，进一步缩短分子间的距离，使其处处处于最大稳定状态。

根据计算，由于范德华力，当两个理想平面的距离为10时，它们之间的引力强度可达10-1000兆帕；距离3-4时，可达100-1000MPa。这个数值远远超过了现代最好的结构胶所能达到的强度。所以有人认为，只要两个物体接触良好，即胶粘剂充分润湿粘接界面，达到理想状态，仅分散力的作用就足以产生较高的粘接强度。

但实际的键合强度与理论计算相差很大，因为固体的机械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，而不是分子力的总和。计算值假设两个理想平面紧密接触，无法保证界面层上每对分子之间的相互作用同时被破坏。

粘合剂的极性过高，有时会严重阻碍润湿过程，降低粘合力。分子间力是提供粘附力的因素，但不是唯一的因素。在某些特殊情况下，其他因素也会起主导作用。化学键形成理论

化学键理论认为，胶粘剂与被粘物分子之间有时会产生化学键，如硫化橡胶与镀铜金属的粘接界面、偶联剂对粘接的影响、异氰酸酯与金属和橡胶的粘接界面等。化学键的强度远高于范德华力。化学键的形成不仅可以提高粘接强度，还可以克服脱附破坏粘接接头的缺点。

然而，化学键的形成并不常见。要形成化学键，需要满足一定的量化要求，所以不可能在胶黏剂和被粘物的所有接触点都形成化学键。而且单位粘附界面的化学键数远小于分子间相互作用的化学键数，所以粘附强度来源于分子间相互作用，不可忽略。

弱边界层理论

当液体粘合剂不能很好地渗入被粘物的表面时，气泡会留在间隙中并形成薄弱区域。再例如，当其中所含的杂质能溶解在熔融的粘合剂中，但不能溶解在固化的粘合剂中时，在固化的粘合剂中会形成另一相，导致被粘物和整个粘合剂之间的弱界面层(WBL)。WBL的形成除了工艺因素外，还有聚合物成网或熔体相互作用过程中边界层结构的不均匀性造成的，如粘附、表面吸附等。

不均匀性界面层就会有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。

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产生相互扩散现象。这种扩散作用是穿越胶黏剂、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。粘接体系借助扩散理论不能解释聚合物材料与金属、玻璃或其他硬体胶粘，因为聚合物很难向这类材料扩散。

静电理论

当胶黏剂和被粘物体系是一种电子的接受体-供给体的组合形式时，电子会从供给体（如金属）转移到接受体（如聚合物），在界面区两侧形成了双电层，从而产生了静电引力。

在干燥环境中从金属表面快速剥离粘接胶层时，可用仪器或肉眼观察到放电的光、声现象，证实了静电作用的存在。但静电作用仅存在于能够形成双电层的粘接体系，因此不具有普遍性。此外，有些学者指出：双电层中的电荷密度必须达到1021电子/厘米2时，静电吸引力才能对胶接强度产生较明显的影响。

而双电层栖移电荷产生密度的最大值只有1019电子/厘米2（有的认为只有1010-1011电子/厘米2）。因此，静电力虽然确实存在于某些特殊的粘接体系，但决不是起主导作用的因素。

机械作用力理论

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。胶黏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，这些情况类似钉子与木材的接合或树根植入泥土的作用。机械连接力的本质是摩擦力。在粘合多孔材料、纸张、织物等时，机构连接力是很重要的，但对某些坚实而光滑的表面，这种作用并不显著。

审核编辑：李倩

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