粘接技術應用講座.doc

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1、粘接技術應用講座粘接技術的定義粘接技術是指利用適宜的膠粘劑作為修復工藝材料，采川適當?shù)慕宇^形式和合理的粘接工藝而達到連接目的，將待修零部件進行修復的技術。將各種材質、形狀、大小、厚薄、軟硬相同或不同的材料（零件）連接成為一個連續(xù)牢固穩(wěn)定整體的一?種工藝方法。乂稱膠粘技術，粘合技術，膠接技術。粘接技術的原理膠粘劑能夠與物體牢牢地粘接在一?起，除機械力、靜電力、分子間力外，主要作用是在高分子復合材料的分子中，含有氧、碳、氫及其他一些“雜原子”和“TT”鍵，它們總有一個或兒個未共有電子對，而被粘接的物體D軌道上總有空軌道，它們與膠粘劑中的電子能形成配位鍵，配位鍵也是-?種特

2、殊的化學鍵，具有強度高的特點，其粘接力特別強。許多高分子化合物的分子是鏈狀的，這些小鏈子互相擰在一起，難解難分。膠粘劑常常是上述兒種粘合因素同時作用起到粘接的物體上。粘接理論1）機械理論機械理論是最早提出的粘接理論，這種理論認為膠粘劑滲入被粘物凸凹不平的多孔表而內，排除其界而上吸附的空氣，固化產(chǎn)生錨合、鉤合、鍥合等作用，使膠粘劑與被粘物結合在?起。膠粘劑粘接經(jīng)機械粗糙化處理材料的效果比表面光滑的材料效果好，因此，它無法解釋致密被粘物如玻璃、金屬等粘接的緣由。2）吸附理論吸附理論曾是較為流行的理論，它認為粘接是與吸附現(xiàn)象類似的表面過程。膠粘劑的大分子通過鏈段分子與分子鏈

3、的運動，逐漸向被粘物表面遷移，極性基團靠近，當距離小于0.5nm時，原子、分子或原子團之間必然發(fā)生相互作用，產(chǎn)生分子I'可力，這種力稱做范德華力。I古I體表面由于范德華力的作用能吸附液體和氣體，這種作用稱為物理吸附。范德華力包括偶極力，誘導力和色散力，有時由于電負性的作用還會產(chǎn)生氫鍵力,從而形成粘接。吸附理論將粘接看作是一種表而過程，是以分子間力為基礎的。3）擴散理論擴散理論乂稱為分子滲透理論，它認為聚合物的粘接是由擴散作用形成的。由于聚合物的鏈狀結構和柔性，使膠粘劑大分子的鏈段通過熱運動引起相互擴散，大分子纏結交織，類似表層的相互溶解過程，固化后則粘接在-?起。如果

4、膠粘劑能以溶液形式涂于被粘物表而，而被粘物乂能在此溶劑中溶脹或溶解，彼此間的擴散作用更易進行，粘接強度則會更高。因此，溶劑或熱的作用能促進相溶聚合物之間的擴散作用，加速粘接的完成和強度的提高。擴散理論主要用來解釋聚合物之間的粘接，無法加上聚合物與金屬粘接的過程。4）靜電理論靜電理論乂叫雙電層理論，它認為在膠粘劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層，由于靜電的相互吸引而產(chǎn)生粘接。但雙電層的靜電吸引力并不會產(chǎn)生足夠的粘接力，甚至對粘接力的貢獻是微不足道的。靜電理論無法解釋性能相同或相近的聚合物之I'可的粘接。5）弱邊界層理論妨礙粘接作用形成并使粘接強度降低的表而層稱為弱邊界層，

5、不僅聚合物表面存在，纖維、金屬等表面也都存在著弱邊界層。弱邊界層來白膠粘劑、被粘物環(huán)境或三者的任意組合。如果雜質集中在粘接界面附近，并與被粘物結合不牢，在膠粘劑和被粘物中都可能出現(xiàn)弱邊界層。當發(fā)生破壞時，看起來是發(fā)生在膠粘劑和被粘物界面，但實際上是弱邊界層的破壞。6）化學鍵理論化學鍵理論認為粘接作用是由于膠粘劑分子與被粘物表而通過化學反應形成化學鍵而結合。化學鍵能比分子I'可力要高1~2個數(shù)量級，因此使粘接層獲得高強度的粘接。7）配位鍵理論粘接界面的配位鍵是指膠粘劑與被粘物在粘接界面上由膠粘劑提供電子對，被粘物提供空軌道所形成的配位體系。有人認為配位鍵極結合是大多數(shù)，

6、是產(chǎn)生粘接力的主要貢獻者；有的則認為粘接界面的配位鍵，是粘接力最普通、最重要的來源。巳經(jīng)XPS（X射線光電子能譜）證實環(huán)氧膠粘劑與金屬粘接的界面等都有配位鍵生成，對提高粘接強度作用很大，但配位鍵是否是粘接力的普遍來源和主要貢獻者，還需要進一步深入研究。8）酸堿理論酸堿理論認為，膠粘劑和被粘物可按其接受質子能力分類，凡能接受質子的位堿性,反之位酸性。在粘接體系屬于酸堿配對的情況下，酸堿作用能提高界面的粘接強度。從廣義上講，酸堿理論也屬于配位鍵理論的范疇。粘接技術的優(yōu)越性粘接技術除了具有簡便、快捷、高效、價廉等特點外，還可以粘接一些其它連接方式無法連接的材料或結構,如實現(xiàn)

7、金屬與非金屬的粘接，克服鑄鐵、鋁焊接時易裂和鋁不能與鑄鐵、鋼焊接等問題。并能在有些場合有效地代替焊接、釧接、螺紋連接和其它機械連接。目前，膠粘劑的應用已滲入到國民經(jīng)濟中的各個部門，成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的技術，在汽車制造、發(fā)動機生產(chǎn)中得到廣泛應用，在高技術領域中的應用也十分廣泛。粘接技術發(fā)展史本世紀初,由于各類合成樹脂和合成橡膠的研制成功，特別是一些具有代表性的聚合物如酚醛樹脂、服醛樹脂、不飽和樹脂、環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠等的投產(chǎn)和商品化，促使了近代膠粘劑和膠粘技術的迅速發(fā)展。八十年代以來，膠粘劑與膠接技術進展顯著，新的性能優(yōu)異的膠粘劑不斷出現(xiàn)，且由于獨