膠天下 | 膠結強度影響因素及提高方法

2021-03-01 博詹諮詢

膠結強度指被粘接的兩個物體單位粘接面積能承受的最大拉應力

1. 膠粘劑性質

膠粘劑本身的內聚力:內部分子或原子間的作用力,與分子結構、分子量的大小、分子量分布、分子的極性(-OH、-COOH、-CN、環氧基團)、基團的強弱及多少、高分子鏈的柔順性(是否利於溶解、滲透、擴散)等有關。

環氧樹脂類膠的粘接強度較高,瑞士ergo膠水1665號稱粘接強度可以和焊接媲美。

環氧樹脂類膠水

2. 被粘接材料的性質

被粘物的表面狀況:表面粗糙度、表面處理、低分子物的滲透、增塑劑的遷移等。

沒有最好的膠,只有最適合的膠。對於不同的被粘材料,如果想儘可能增大粘接強度,應該採用不同的材料。

小件物可以用萬能膠,比如502,幹的快。玻璃可以用強力多用粘合劑,金屬類的就用AB膠,木材類的話可以用白乳膠,瓷磚的話可以用粘磚王。

木板粘接

3. 粘接劑對被粘物體表面的浸潤性

液體對固體的浸溼主要由表面張力引起,表面張力越大,浸潤性越好,粘接強度越高。

接觸角=0°,完全浸潤;

接觸角<90°,浸潤良好;

接觸角>90°,不浸潤。

但是在實際粘接體系中,粘接過程不平衡,接觸角會隨著時間的增長而減小,這與膠的粘滯係數有關。

接觸角θ示意圖

1.表面處理

用砂紙打磨或噴砂,比如補胎師傅經常會用銼刀打磨裂口周圍的車內胎皮,以增大表面粗糙度和有效接觸面積,提高膠粘劑本身的內聚強度。

對PE、PP等塑料表面進行等離子體處理,在保證不缺膠的情況下使膠層儘可能薄一些。

儘量保證表面潔淨,表面汙染物會減小膠與被粘物體的接觸面積,甚至產生內部空隙和應力。

砂紙打磨

2. 膠粘劑改性

增大膠粘劑的分子量、在分子鏈上添加極性基團、提高分子鏈的柔順性。

加入增韌劑,或者加入增塑劑降低固化膠層的彈性模量,減少膠粘劑的固化體積收縮,來降低收縮應力。

加入低膨脹係數的無機填料,如MgO、ZnO、滑石粉等。

選擇溶解度參數與被粘接材料相近的膠粘劑,有利於被粘材料和膠粘劑界面處的鏈段擴散,從而提高膠接強度。

無機填料

3. 加壓

向粘接面施加壓力,使膠粘劑更容易迅速充滿被粘物體表面上的孔洞中,甚至滲入深孔和毛細管中,尤其是對於粘度大或者迅速固化的膠,能提高膠結強度。

同時,加壓也可以促使粘合界面內氣泡逸出,降低膠層厚度,降低熱應力,減少缺陷。

加壓粘接

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