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橡胶粘合的基本原理

发布日期:2019-01-05 14:36:01     浏览次数:2097

        从物理化学观点看,不同种类的两种材料互相接触,不论其表面是否完全接触,都会产生粘合作用。只是两种表面之间互相接触的紧密程度越高,接触面积越大,粘合作用也就越大。习惯上将这类粘合作用分为两种:一种叫做机械粘合作用,是以机械力学作用为主引起的粘合作用。如利用纤维表面绒毛的投锚效应或胶粘剂浸透织物结构空,以及金属粗糙表面的效应等,这样粘合作用是纯机械连接作用。另一种粘合作用叫特性粘合作用,也叫本征粘合。它是以胶粘剂与被粘材料之间原子或分子的相互作用力为主引起的粘合作用,其粘合作用比前者大得多,是引起粘合作用的最主要的原因。

        关于粘合的机理是比较复杂的,已有很多学说,如吸附理论、静电理论、机械理论、扩散理论、化学键理论等。粘合的本质问题一方面要联系到物质的分子理论和量子理论。另一方面要联系到粘合接头(粘合界面结构)的应力分析。几十年来,西欧学者主要从事吸附理论研究。苏联学者则着重扩散理论和静电理论。而近来在实际工作中更普遍受重视的是,在粘合现象中的化学结合(离子鍵和静电理论紧密关联)。现在,理论上还没有一种普遍的模式能够造应于所有的粘合现象。大多数人认为必须按照具体情况,结合运用几种学说较为切合实际。对于橡胶一一骨架材料粘合体系也是如此。

        要使两个物体间紧密地粘附并具有足够的强度,必须使两者间能相互湿润,并尽可能使两者间整个表面完全接触。一般由湿润而来的粘合的能量是不大的,但它却是必要条件。此外还必须要求粘合剂和被粘材料之间能有较大的分子间力。
        研究证明,在互相粘合的两相界面之间都存在一定厚度的界面层,叫做界层或过渡层。这不仅是在橡胶与橡胶之间,就是橡胶与非橡胶骨架材料之间,以及橡胶与流体接触面之间都有这种界层存在。例如,就橡胶和骨架材料之间互相粘合形成一个复合材料体系而言,橡胶有时既是被粘体,也是粘合剂。从两层粘合在一起的骨架材料看,中间的一层胶料可以看作是这一复合材料的骨架层的粘合剂层。但是,若从橡胶和骨架材料之间的接触表面看,在两相界面之间还会有不同于这两者各自本体的,更薄的一层过渡的界面层真正起着粘合作用。另外,研究粘合理论时又提出,两相材料互相粘合时的实际粘结强度比按照两相分子间相互作用力计算出的理论粘合强度低得多。其主要原因之就是在两相粘合界面中存在弱界层。实验结果还表明,弱界层的产生可能是由于聚合物成网时或聚合物熔体间相互接触时,因分子结构和微区结构(局部结构,包括超分子结均在内)本身出现不均匀性所造成的,无法采取工艺措施来避免。因此,对整个粘合复合材料的实用性能来说,研究粘合结构的整体宏观力学分析固然是很重要的。但对粘合机理来说,更需要注意的却是要研究这很薄的界面过渡层(界层)产生的条件及其形成过程的变化规律,界层结构和性能对粘合复合材料整体性能的作用,以及界层结构破坏的历程成机理。以便更好地在結合过程中对界而层加以控制和利用。本章主要从界面角度来讨论粘合的基本原理。

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