影響膠粘劑粘接強(qiáng)度的化學(xué)因素脲醛樹脂性能
影響粘接強(qiáng)度的化學(xué)因素主要指分子的極性、分子量、分子形狀(側(cè)基多少及大小)、分子量分布、分子的結(jié)晶性、分子對環(huán)境的穩(wěn)定性(轉(zhuǎn)變溫度和降解)以及膠粘劑和被粘體中其它組份性質(zhì)PH值等。
01
極性
膠粘劑和被粘體分子的極性影響著粘接強(qiáng)度，但并不意味著這些分子極性的增加就一定會提高粘接強(qiáng)度。從極性的角度出發(fā)為了提高粘接強(qiáng)度，與其改變膠粘劑和被粘體全部分子的極性，還不如改變界面區(qū)表面的極性。例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯經(jīng)等離子表面處理后，表面上產(chǎn)生了許多極性基團(tuán)，如羥基、羰基或羧基等，從而顯著地提高了可粘接性。
02
分子量
聚合物的分子量(或聚合度)直接影響聚合物分子間的作用力，而分子間作用力的大小決定物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的高低，決定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和熔點(diǎn)Tm。聚合物無論是作為膠粘劑還是作為被粘體，其分子量都影響著粘接強(qiáng)度。
分子量和粘接強(qiáng)度的關(guān)系僅限于無支鏈線型聚合物的情況，包括兩種類型。
第一種類型在分子量全范圍內(nèi)均發(fā)生膠粘劑的內(nèi)聚破壞。這時，粘接強(qiáng)度隨分子量的增加而增加，但當(dāng)分子量達(dá)到某一數(shù)值后則保持不變。
第二種類型由于分子量不同破壞部分亦不同。這時，在小分子量范圍內(nèi)發(fā)生內(nèi)聚破壞，隨著分子量的增大粘接強(qiáng)度增大;當(dāng)分子量達(dá)到某一數(shù)值后膠粘劑的內(nèi)聚力同粘附力相等，則發(fā)生混合破壞;當(dāng)分子量再進(jìn)一步增大時，則內(nèi)聚力超過粘附力，浸潤性不好，則發(fā)生界面破壞。
03
側(cè)鏈
長鏈分子上的側(cè)基是決定聚合物性質(zhì)的重要因素。從分子間作用力考慮，聚合物支鏈的影響是，當(dāng)支鏈小時，增加支鏈長度，降低分子間作用力。當(dāng)支鏈達(dá)到一定長度后，開始結(jié)晶，增加支鏈長度，提高分子間作用力。這應(yīng)當(dāng)是降低或提高粘接強(qiáng)度的原因。
04
PH值
對于某些膠粘劑，其PH值與膠粘劑的適用期有較為密切的關(guān)系，影響到粘接強(qiáng)度和粘接壽命。一般強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，特別是當(dāng)酸堿對粘接材料有很大影響時，對粘接常是有害的，尤其是多孔的木材、紙張等纖維類材更容易受影響。
由于像熱固性的酚醛樹脂和脲醛樹脂的固化過程受PH值的影響很大，常常要求酸度較大。例如，固化時在酚醛樹脂中加入對甲苯磺酸或磷酸，在脲醛樹脂中加入氯化銨或鹽酸。因此，在不希望酸度大又要粘接的場合，選用中性的間苯酚甲醛樹脂是適宜的。
將木材表面預(yù)先用堿處理，一般可得到牢固的接頭。但還必須注意膠層的PH值，它對膠層比對被膠接表面更有影響。
05
交聯(lián)
聚合物的內(nèi)聚強(qiáng)度隨交聯(lián)密度的增加面增大，而當(dāng)交聯(lián)密度過大時聚合物則變硬變脆，因而使聚合物耐沖擊強(qiáng)度降低。交聯(lián)聚合物的強(qiáng)度與交聯(lián)點(diǎn)數(shù)目和交聯(lián)分子的長度密切相關(guān)，隨著交聯(lián)點(diǎn)數(shù)目的增多，交聯(lián)間距的變短以及交聯(lián)分子長度的變短，交聯(lián)聚合物會變得又硬又脆。
06
溶劑和增塑劑
溶劑型膠粘劑的粘接強(qiáng)度當(dāng)然要受膠層內(nèi)殘留溶劑量的影響。溶劑量多時，雖浸潤性好，但由于膠粘劑內(nèi)聚力變小，而使內(nèi)聚強(qiáng)度降低。膠粘劑聚合物之間的親合力大時，隨著溶劑的揮發(fā)粘接強(qiáng)度增大。兩者之間無親合力時，殘留一些溶劑時膠粘劑的粘附性卻較大，隨著溶劑的揮發(fā)，強(qiáng)度反而下降。例如聚醋酸乙烯不能粘接聚乙烯，但加入少量溶劑后則可粘接。顯然，溶劑起了增加兩者間親合力的作用。
增塑劑和溶劑的作用類似，有時即便在粘不上的情況下，加入適當(dāng)?shù)脑鏊軇┮部烧成?。增塑劑也隨著時間的推移會揮發(fā)，會向表面滲出，在增塑劑減少的同時粘接強(qiáng)度不斷下降。相反，有時被粘物內(nèi)的增塑劑也會滲移到膠層里，使膠粘劑軟化而失去內(nèi)聚粘接強(qiáng)度?；蛟鏊軇┚奂诮缑嫔隙拐辰咏缑娣蛛x。
07
填料
在膠粘劑中配合填料有如下作用：(1)增加膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度；(2)調(diào)節(jié)黏度或工藝性(例如觸變性)；(3)提高耐熱性；(4)調(diào)整熱膨脹系數(shù)或收縮性；(5)增大間隙的可填充性；(6)給予導(dǎo)電性；(7)降低價格；(8)改善其他性質(zhì)。
08
結(jié)晶性
結(jié)晶度高的聚合物分子的縮聚狀態(tài)是有規(guī)則的，如果熔點(diǎn)不高，加熱結(jié)晶聚合物，將使結(jié)晶范圍內(nèi)的有序的分子排列發(fā)生混亂，分子開始向熔融狀態(tài)過渡。因此，結(jié)晶度高的聚合物適宜作熱熔膠。
09
分解
在使用過程中，膠粘劑分解是使粘接強(qiáng)度降低成的重要因素。而使膠粘劑分解的原因有水、熱、輻照、酸、堿及其他化學(xué)物質(zhì)。聚合物與水反應(yīng)而分解稱水解。加熱常常又可能導(dǎo)致聚合物交聯(lián)，聚合物抗水解能力因其分子中化學(xué)鍵的不同而異。多數(shù)水溶性聚合物易于水解。不溶于水的聚合物水解就非常慢，而聚合物吸附水的能力對水解起著重要作用，聚合物水解也明顯受結(jié)晶性和鏈的構(gòu)象影響。由于微量的酸或堿可加速某些聚合物水解，聚酯類縮合樹脂與酸或堿接觸時，很容易水解。環(huán)氧樹脂的耐濕性根據(jù)固化劑的種類和使用環(huán)境不同而有明顯的不同，以聚酰胺固化的環(huán)氧樹脂因酰胺鍵水解而破壞;以多元酸酐固化的環(huán)氧樹脂因酯鍵的斷裂而解體;聚氨酯也常因酯鍵水解面破壞，而具有醚鍵、碳-碳鍵結(jié)構(gòu)的聚合物，如酚醛樹脂、丁苯、丁腈橡膠，就不易水解，耐水性良好。
聚合物加熱過度將引起下列變化：(1)聚合物分子的分解;(2)繼續(xù)交聯(lián);(3)可揮發(fā)和可遷移成分的逸出;這些過程的結(jié)果將導(dǎo)致膠粘劑內(nèi)聚強(qiáng)度下降或界面作用力降低。
聚合物在高溫下會發(fā)生降解和交聯(lián)的作用，降解使聚合物分子鏈斷裂，分子量下降，使聚合物強(qiáng)度降低。交聯(lián)使分子間形成新的化學(xué)鍵，分子量增加，聚合物強(qiáng)度上升。粘接接頭上聚合物不斷交聯(lián)將使聚合物發(fā)脆，接頭強(qiáng)度變壞。

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