影（yǐng）響膠粘劑粘（zhān）接強度的7個物理因素

文章出處：https://www.hetao100.com 作者：康利邦（bāng） 人氣：1457 發（fā）表時間：2025-07-18 08:45:35

影響膠粘劑粘接強度的物理因素簡述

1.表麵粗（cū）糙度

當膠粘劑良好地浸潤被粘材料表麵時（接觸角θ<90°），表麵的粗糙化有利於提高（gāo）膠粘劑液體對表麵的浸潤程度，增加膠粘劑與被粘材料的接觸點密度，從而有利於提高粘接強度。反之，當膠粘劑對被粘材（cái）料浸潤不良時（θ>90°），表麵的粗糙化就不利於粘接強度的提高。

2.表麵（miàn）處理

粘接前的（de）表麵處理是（shì）粘接成功的關鍵，其目的是能（néng）獲得牢固耐久的（de）接頭。由於被粘材料存在氧化層（如鏽蝕）、鍍鉻層、磷化層、脫（tuō）模劑等（děng）形成的“弱邊界層”，被粘物的表麵處理將影響粘接強度。

例如，聚乙烯表麵可用（yòng）熱鉻酸氧化處理而改（gǎi）善粘接強度，加熱到70-80℃時處理1-5分鍾，就會得到良好的可粘接表麵，這種（zhǒng）方法適（shì）用（yòng）於聚乙烯板、厚壁（bì）管等。而聚乙烯薄膜用鉻酸處理時，隻能在常溫下進行。如在上述溫度下進行，則薄膜的表麵處（chù）理（lǐ），采用等離子或微火焰處理。

對天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡（xiàng）膠和氯丁橡膠表（biǎo）麵用濃硫酸處理時，希望橡膠表麵輕度氧化，故在塗酸後較短的時（shí）間，就要將硫酸徹底（dǐ）洗掉。過度的氧化反而在橡膠表麵留下更多的脆弱結構，不利於粘接。

對硫化橡膠表（biǎo）麵局部粘（zhān）接時，表麵（miàn）處理（lǐ）除去脫膜劑，不宜采用大（dà）量溶劑洗滌，以（yǐ）免（miǎn）脫膜劑擴散到處理麵上妨礙粘接。

鋁及（jí）鋁（lǚ）合金的表麵處理，希望鋁表麵生成氧化鋁結晶，而自然氧化（huà）的鋁表麵是（shì）十分不規則的、相當疏鬆的氧化鋁層，不利於粘接。所以，需要除（chú）去（qù）自然氧（yǎng）化鋁層。但過度的氧化會（huì）在粘接接頭中留下薄弱層（céng）。

3.滲（shèn）透

已粘接（jiē）的接頭，受環境氣氛的作用，常常（cháng）被滲進一些（xiē）其他低分子物。例如，接頭在潮濕環境（jìng）或水下（xià），水分子滲透入（rù）膠（jiāo）層；聚合物膠層在有機溶劑中，溶劑分子滲透入聚（jù）合物中。低（dī）分（fèn）子物的透入首先使膠層（céng）變形，然後（hòu）進入膠層與被粘物界麵。使膠層強度降低，從而導致粘接（jiē）的（de）破壞｡

滲透不僅從膠層邊沿開始，對於多孔性被粘物，低分子物還可以從被粘物的空隙､毛細管或裂縫中滲透到被粘物中，進而侵入到界麵上，使接頭出現缺陷乃至破壞。滲透不僅會導致接頭的物理性能下降，而且由於低分子物的滲透使界麵發生化（huà）學變化（huà），生成不利於（yú）粘（zhān）接的（de）鏽蝕區，使粘接完全失（shī）效。

4.遷移

含有增（zēng）塑劑的被（bèi）粘材料（liào）例如PVC材料，由於這些小分子物（wù）與聚合物大分子的相容性較差，容易從聚合（hé）物表層或界麵上遷移出來。遷移出的小分子若聚集在（zài）界（jiè）麵上就會妨礙膠粘劑（jì）與被粘材料的粘接（jiē），造成粘接失效。

5.壓（yā）力

在粘接時，向粘接麵施以壓力，使膠粘劑更容易充滿被粘體表麵上的坑洞，甚至流入（rù）深（shēn）孔和毛細管中，減少粘接（jiē）缺（quē）陷（xiàn）。對於黏度較小的膠粘劑，加壓時會過度（dù）地流淌，造（zào）成缺膠。因此，應待粘度較大時再施加壓力，也促（cù）使被粘體表麵上的氣體逸出，減少粘接區的氣孔。

對於較（jiào）稠的或固體的膠粘劑，在粘接時施加壓力是必不可（kě）少（shǎo）的手段。在這種情況下，常（cháng）常需要適當地升高溫度，以（yǐ）降低膠粘劑的（de）稠度或使膠粘劑液化。例如（rú），絕緣層壓板的製造、飛機旋翼的成型都是在加熱（rè）加壓下進行。

為了獲得較高的粘（zhān）接強度，對不同的膠粘劑應考慮施以不同的壓力。一般（bān）對（duì）固體或高（gāo）黏度的膠粘劑（jì）施高的壓力，而對低黏度的膠粘劑施低的壓力｡

6.膠層厚度

較厚的膠（jiāo）層易產生氣泡、缺（quē）陷和早期斷裂，因此應使膠層盡可能（néng）薄一些，以獲得（dé）較高的粘接強度。另外，厚膠層在受（shòu）熱後的熱膨脹在界麵區所造（zào）成的熱應力也較大，更容易（yì）引起（qǐ）接頭破壞。

在實際的（de）接頭上（shàng）作用的（de）應力是複雜的，包括剪切應力､剝離應力和交變（biàn）應力｡

（1）切應力：由於（yú）偏心的張力作（zuò）用，在粘接端頭出現應力集（jí）中，除剪切力外，還存在著與界麵方向一致的拉伸力和與界麵方向垂直的撕裂力。此（cǐ）時，接（jiē）頭在剪切應力作用（yòng）下,被粘物的厚度越大，接頭的強度則越大。

（2）剝離應力：被（bèi）粘物為軟質材料時，將（jiāng）發生剝離應力的作用。這（zhè）時，在界麵上有拉伸應力和剪切應力作（zuò）用，力集中於膠粘劑（jì）與被粘（zhān）物的粘接界麵上，因此接頭很容易破壞。由於剝（bāo）離（lí）應力的（de）破壞性很大，在設（shè）計時盡量避免采用會產（chǎn）生剝離應力的（de）接頭方式。

（3）交變（biàn）應（yīng）力：在接頭上膠（jiāo）粘劑因交（jiāo）變應力而逐漸（jiàn）疲勞，在遠低於靜（jìng）應力值的條件下破（pò）壞。強韌（rèn）的、彈性的（de）膠粘劑（如某些橡膠（jiāo）態膠粘劑）耐（nài）疲性能良好。

7.內（nèi）應力

（1）收縮應力：當膠粘劑固化時，因（yīn）揮發（fā）、冷卻和化學反應而（ér）體積發生收縮，引起收（shōu）縮應力。當收縮力超過粘（zhān）附力時，表觀（guān）粘（zhān）接（jiē）強度（dù）就要顯著降。此外，粘接端部或（huò）膠粘劑的空隙（xì）周圍（wéi）應力（lì）分布不均（jun1）勻，也產生應力集中，增加了裂口出現的可能（néng）。有結晶性的膠粘劑在固化時，因結晶而使體積收縮較大，也造成接頭的內（nèi）應力。如在其（qí）中加入一定量能結晶或改變結晶大小的橡膠態物質，那麽就可以（yǐ）減少內（nèi）應力。在熱固（gù）性樹脂膠中加增韌劑是一個最好的說明。例如酚醛-縮醛膠，當縮醛含量低於40%時，接頭發生單（dān）純界麵破壞；而在40%以上時則為內聚（jù）破壞，粘接強度明顯增強。

（2）熱應力：在高溫下,熔融的（de）樹脂冷卻（què）固化時，會產生體積收縮，在界麵上由於粘（zhān）接的約束而（ér）產生內應力（lì）。在分子（zǐ）鏈間有滑移的（de）可能性時，則產生（shēng）的內應力消（xiāo）失。

影響熱應力的主要因素有熱膨脹係數、室溫和Tg間的溫差以及彈性差量（liàng）｡

為（wéi）了緩和（hé）因熱膨脹係數差（chà）而引起的熱應力（lì），應使膠粘劑的熱膨脹係數接近於被粘物的熱膨脹（zhàng）係數（shù），加填料（liào）是一種好辦法（fǎ），可添（tiān）加該種材（cái）料的粉末或其化材料的纖維或粉末。

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