影响粘接力的因素.doc

影响粘接力的因素粘接力是指胶粘剂与别粘物表面之间的连接力，它的产生不仅取决于胶粘剂和被粘物表面结构和状态，而且还与粘接过程的工艺条件密切相关。粘接力是胶粘剂与被粘物在界面上的作用力或结合力，包括机械嵌合力、分子间力和化学键力。机械嵌合力是胶粘剂分子经扩散渗透进入被粘物表面孔隙中固化后镶嵌而产生的结合力。这种机械嵌合力虽然很小，却是不可忽略的。分子间力是胶粘剂与被粘物之间分子相互吸引的力，包括范德华力和氢键， 其作用距离为0.30.5nm。范德华力是色散力、取向力、诱导力的总称；氢键比范德华力大很多，接近于弱的化学键。化学键力是胶粘剂与被粘物表面能够形成的化学键，有共价键、配价键、离子键、金属键等，键能比分子间力高得多，化学键的将诶和是很坚牢的，对粘接强度的影响极大。胶黏剂的极性太高，有时候会严重妨碍湿润过程的进行而降低粘接力。分子间作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。某些特殊情况下，其他因素也能起主导作用。化学键形成理论化学键理论认为胶黏剂与被粘物分子之间除相互作用力外，有时还有化学键产生，例如硫化橡胶与镀铜金属的胶接界面、偶联剂对胶接的作用、异氰酸酯对金属与橡胶的胶接界面等的研究，均证明有化学键的生成。化学键的强度比范德化作用力高得多；化学键形成不只可以提高粘附强度，还可以克服脱附使胶接接头破坏的弊端。但化学键的形成并不普通，要形成化学键必须满足一定的量子化 件，所以不可能做到使胶黏剂与被粘物之间的接触点都形成化学键。况且，单位粘附界面上化学键数要比分子间作用的数目少得多，因此粘附强度来自分子间的作用力是不可忽视的弱界层理论当液体胶黏剂不能很好浸润被粘体表面时，空气泡留在空隙中而形成弱区。又如，当中含杂质能溶于熔融态胶黏剂，而不溶于固化后的胶黏剂时，会在固体化后的胶粘形成另一相，被粘体与胶黏剂整体间产生弱界面层（ WBL 发生 WBL 除工艺因素外，聚合物成网或熔体相互作用的成型过程中，胶黏剂与外表吸附等热力学现象中产生界层结构的不均匀性。不均匀性界面层就会有 WBL 呈现。这种 WBL 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发生。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）界面区两侧形成了双电层，从而发生了静电引力。干燥环境中从金属外表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，静电吸引力才干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，机械作用并不是发生粘接力的因素，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。机械连接力的实质是摩擦力。粘合多孔资料、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外表，这种作用并不显著。影响胶粘及其强度的因素上述胶接理论考虑的基本点都与粘料的分子结构和被粘物的外表结构以及它之间相互作用有关。从胶接体系破坏实验表明，胶接破坏时也现四种不同情况：1. 界面破坏：胶黏剂层全部与粘体表面分开（胶粘界面完整脱离）2. 内聚力破坏：破坏发生在胶黏剂或被粘体本身，而不在胶粘界面间；3. 混合破坏：被粘物和胶黏剂层自身都有局部破坏或这两者中只有其一。这些破坏说明粘接强度不只与被粘剂与被粘物之间作用力有关，也与聚合物粘料的分子之间的作用力有关。高聚物分子的化学结构，以及聚集态都强烈地影响胶接强度，研究胶黏剂基料的分子结构，对设计、合成和选用胶黏剂都十分重要。电气、电子工业中胶粘剂应用胶粘剂在电气、电子工业上的应用多种多样，从微电路定位直到大电机线圈的粘接。电气用胶粘剂除要求机械紧固外，还有导电、绝缘、减振、密封和保护基材等要求。其不同应用所要求的特性包括：使用寿命从数秒至几年不等，工作温度从-270500，用量从不足微克到超过1吨。环氧胶在电气、电子工业中的应用最为广泛，因为它通用性强、粘接性优、适应性宽、使用方便、电性能好、又耐老化。有机硅胶粘剂适用于要求柔韧性、温度范围宽、高频、高温和大气污染的场合。在要求快速装配、强度较低和工作温度不高的条件下可用热熔胶。选用丙烯酸酯胶粘剂主要是考虑它们有优异的电性能、稳定性、良好的耐老化性和透明性，且能快速固化。聚氨酯胶粘剂从低温至121始终保持柔软、坚韧、牢固。预涂聚乙烯醇缩丁醛可以形成坚韧且易组装的接头。胶粘剂在微电子领域中的三种主要应用是：(1)管心粘接；(2)电路元件与基板粘接；(3)封装。另外的主要应用是印制线路板。由于必须要耐250的焊接温度，因而限制了胶粘剂用于钢箔与层压印制线路板的粘接。胶粘剂也用于大型设备，例如发电机、变压器和其他高温下运转的设备，以及必须在恶劣环境和高温条件下运转20-40年的设备。很多设备的尺寸排除了烘箱固化的可能性。而铜和其他金属的热传导又使局部加热无法实现。因此，必须跟用室温固化的胶粘剂。几乎在所有的电子设备上都能找到胶粘剂的应用，例如雷达天线复合材料的粘接，为电子元件的工作提供了导热和导电的作用。还有导弹前锥体环的粘接。典型的应用有：(1)航船防空系统中跟踪/照射雷达用的天线反射器。(2)用于外部介电窗与基体粘接美国的丹麦眼睛蛇(Cobra DaYe)相控阵雷达系统。(3)用导热胶膜钻接三叉戟MKs(Trident MKs)导弹制导计算机各种电子元件。(4)在空中交通指挥雷达中，将固化的环氧层压件粘接于金属构架上。印制电路板印制电路板无论是则性还是挠性的，都离不开胶粘剂。对于环氧-玻璃板来说，可用缩醛-酚醛、丁腈-酚醛或改性环氧，最高使用温度约1500。当在260高温下使用时，应采用玻璃-有机硅层压板或铜聚四氟乙烯复合板。刚性印制线路板的叠层装配，可用涂有热塑性或热固性胶粘剂的塑料薄膜粘接在一起。有时复杂的装配件要求薄的、挠性印制电路，此时使用RTV硅橡胶涂层，不仅可作绝缘涂敷层，而且还能减振，由为这种振动会在焊接接头上增加不希望的疲劳负荷。另外，在受力的元件上涂敷环氧胶和有机硅胶，以减少冲击和振动的影响。电子元件用胶粘剂70%为环氧胶，30%为硅酮胶。1、在绝缘封装上的应用：1）环氧树脂胶：配方一、聚壬二酸酐改性环氧树脂（可折性）E-44（61010#） 100，620#聚硫 20，320#尿醚 10，邻苯二甲酸二丁酯 40-70，聚壬二酸酐 10，石英粉 50，拉=36-40Mpa，R体