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胶粘剂强度影响因素之外部添加及环境作用

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  1. PH 值:对部分胶粘剂,PH 值与适用期密切相关,影响粘接强度和寿命。强酸、强碱,尤其对粘接材料影响大时,常对粘接有害,多孔的木材、纸张等纤维类材料更易受影响。热固性的酚醛树脂和脲醛树脂固化受 PH 值影响大,固化时酚醛树脂常加对甲苯磺酸或磷酸,脲醛树脂加氯化铵或盐酸。在不希望酸度大又需粘接的场合,宜选用中性的间苯酚甲醛树脂。木材表面碱处理一般可获牢固接头,但要注意胶层 PH 值,其对胶层影响大于被胶接表面。
  2. 交联:聚合物内聚强度随交联密度增加而增大,但交联密度过大,聚合物会变硬变脆,耐冲击强度降低。交联聚合物强度与交联点数目、交联分子长度相关,交联点数增多、交联间距和交联分子长度变短,聚合物会又硬又脆。
  3. 溶剂和增塑剂:溶剂型胶粘剂粘接强度受胶层内残留溶剂量影响。溶剂量多虽浸润性好,但胶粘剂内聚力变小,内聚强度降低。胶粘剂聚合物间亲合力大时,溶剂挥发粘接强度增大;无亲合力时,残留部分溶剂粘附性大,溶剂挥发强度反而下降,如聚醋酸乙烯加少量溶剂可粘接聚乙烯。增塑剂作用类似溶剂,加入适当增塑剂有时能实现粘接,但增塑剂会随时间挥发或渗出,导致粘接强度下降,被粘物内增塑剂也可能渗移到胶层,使胶粘剂软化失去内聚粘接强度,或在界面聚集导致界面分离。
  4. 填料:在胶粘剂中添加填料有多种作用,包括增加内聚强度、调节粘度或工艺性(如触变性)、提高耐热性、调整热膨胀系数或收缩性、增大间隙可填充性、赋予导电性、降低成本以及改善其他性质。
  5. 分解:使用中胶粘剂分解是导致粘接强度降低的重要因素,水、热、辐照、酸、碱及其他化学物质都可能使胶粘剂分解。聚合物与水反应分解称水解,加热可能导致聚合物交联,不同聚合物抗水解能力因化学键不同而异,多数水溶性聚合物易水解,不溶于水的聚合物水解慢,聚合物吸附水能力对水解作用重要,结晶性和链构象也影响水解。微量酸或碱可加速某些聚合物水解,如聚酯类缩合树脂与酸或碱接触易水解。环氧树脂耐湿性因固化剂种类和使用环境不同有明显差异,聚酰胺固化的环氧树脂因酰胺键水解破坏,多元酸酐固化的因酯键断裂解体,聚氨酯因酯键水解破坏,而含醚键、碳 - 碳键结构的聚合物,如酚醛树脂、丁苯、丁腈橡胶不易水解,耐水性好。聚合物加热过度会发生分子分解、继续交联、可挥发和可迁移成分逸出等变化,导致胶粘剂内聚强度下降或界面作用力降低。高温下聚合物降解使分子链断裂、分子量下降、强度降低,交联使分子间形成新化学键、分子量增加、强度上升,但粘接接头上聚合物不断交联会使其发脆,接头强度变差。

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