粘合剂的基本机理粘附力和内聚力


发布时间:

2023-10-28 09:48

粘附力和内聚力是粘合剂的主要机制。无论类型和设计如何,所有粘合剂都具有这些相同的基本特性,这些特性描述了粘合剂、基材(一旦涂上粘合剂也称为被粘物)和基材表面之间的相互作用;粘合剂的成分;和基材的成分。

  粘附力和内聚力是粘合剂的主要机制。无论类型和设计如何,所有粘合剂都具有这些相同的基本特性,这些特性描述了粘合剂、基材(一旦涂上粘合剂也称为被粘物)和基材表面之间的相互作用;粘合剂的成分;和基材的成分。

  粘附力是两个不同基材之间将它们粘合在一起的吸引力的量度。通过计算粘合剂表现出的粘合力水平,可以确定粘合剂和基材之间形成的附着强度,并结合内聚力的测量值,确定粘合强度。

  已经开发了几种理论来定义和描述这种特性,但还没有一种理论能够准确、全面地解释各种可用粘合剂的粘附力。一些最常见的粘附理论包括:

  吸附:吸附理论指出,粘附是两种物质表面之间(即粘合剂和基材之间)分子间接触的结果。由接触产生的吸引力——例如化学键、范德华力等——将两个基板固定在一起。

  机械联锁:机械联锁理论指出,粘附力是由于粘合剂流入和围绕两个基材表面的空腔和突起而产生的。硬化后,粘合剂会机械地将两个基材固定在一起。

  相互扩散:相互扩散理论指出,粘附是由分子扩散到粘合剂和基材之间以及在粘合剂和基材之间扩散产生的。在某些情况下,粘合剂分子吸附到基材表面会导致化学反应,例如熔化。分子的扩散和粘合剂随后的硬化导致在粘合剂和基材之间形成结合,该结合有效地将两个基材结合在一起。

  静电吸引:静电吸引理论指出,在给定不同的电子能带结构的情况下,粘附力是由粘合剂和基材之间的接触点(即界面)产生的静电力引起的。这些吸引力会阻止分离(即使只是暂时的),从而在粘合剂和基材之间形成附着,从而在两个基材之间形成附着。

  凝聚

  内聚力是物质内部将其结合在一起的吸引力的量度。该值可以指粘合剂成分或基材成分之间的粘合强度。可能影响粘合剂内聚性能的一些因素是粘合剂组分原子之间的化学键和分子间键以及分子的交联(从短链到长链)。在粘附体中,内聚力同样在构成物质的原子和分子之间发挥作用。

  粘合剂和内聚失效模式

  在大多数情况下,粘合剂粘合失败可归因于粘合剂本身的问题,无论是关于其粘合性还是内聚性。然而,被粘物内的内聚破坏也会导致粘合剂粘合失败。

  粘合剂失效是由于无法在粘合剂和被粘物之间建立足够的结合而发生的。例如,给定两个由粘合剂连接然后拉开的基材,如果粘合剂仍然完全附着在一个基材上而不是另一个基材上,这将被视为粘合失败。

  在粘合剂中,当粘合剂与被粘物的键合强于粘合剂原子和分子之间的键合时,就会发生内聚破坏。例如,回到前面两个被粘物分离的情况,如果一些粘合剂残留在两个基材的表面上,这将被认为是粘合剂的内聚破坏。

  在被粘物内部,当粘合剂与被粘物之间的粘合键和粘合剂的内聚键超过基材原子和分子之间的键时,就会发生内聚破坏。这种情况——被称为被粘物的内聚破坏——通常发生在基材之间产生的附着点,表现为粘合剂保持完整,而基材本身会屈服于结构疲劳——即经历一些断裂或断裂。

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