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化学键理论说

发布日期:2019-01-12 10:46:12     浏览次数:2063

        化学理论认为互相粘合的两相材料之间是通过在粘合界面上两种分子之间发生化学反应形成化学键而粘接起来的。只有两相分子在接触界面上生成化学键结合,才能获得满意的粘合效果。这种理论已为粘合过程中的许多事实所证明。例如聚合物与金属粘合时形成化学键的一个典型例子就是硫化胶与镀黄铜金属之间的粘合。实验证明,黄铜表面上生成了一层硫化亚铜,它通过硫原子与橡胶分子结合在一起。另外,金属与橡胶,成纤维与橡胶之间通过异氰酸酯进行粘接也是一个明显的例子。

        化学键结合对于合エ艺的重要意义还可以从硅烷偶联剂在粘合中的广泛应用得到。偶联剂分子中必须具有能与被粘体表面发生化学反应的基团,而分子的另一端又能与粘合剂发生化学反应。目前最常用的硅烷偶联剂分子的通式是:

        

式中X是可以发生水解的基团,水解之后变成羟基,并且与无机表面发生化学反应;Y是能够与粘合剂发生化学反应的官能团。在无机物表面用硅烷偶联剂处理之后能使粘合接头的强度和耐水性大大提高。

        化学键的强度虽然比范徳华力高很多倍,但是形成化学键还必须满足一定的量子化学条件,并不是两粘合表面的每一个接触点都能形成化学鍵,在单位面积上化学的数目要比次价键少得多。因此,可以认为化学键的存在不会改变两相粘合界面上互相结合的总能量的数量级。
        但是应该指出,在许多情况下解决困难的粘接问题往往求助于化学键的生成。可能这是因为化学鍵抵抗应力集中,防止裂缝扩展的能力要比次价键高得多。
        化学键对于破坏性环境的侵蚀的抵抗能力也显示出很大的优越性。

        综上所述,可以看出,每一种粘合理论都是建立在一定的实验依据之上,并能在定场合满意地解释某些粘合现象。但是它们各自都有一定的局限性,还不能普遍适用于切粘合现象。粘合理论到目前为止还没有一套完整的适用于一切粘合问题的成熟理论。

        根据迄今为止的研究,粘合剂和被粘物之间可能发生机械结合、物理吸附,化学结合、互相扩散等粘合作用。由于这些作用在二者之间产生了枯附力。但是各种作用力的贡献大小目前尚不能通过实验加以鉴别。根据理论计算,任何原子、分子之间普遍存在的范徳华力足以产生很高的粘附强度,但是仅仅物理吸附对粘合强度作出贡献的粘合结构,对于应力集中和破坏性环境影响的抵抗能力满足不了实用的要求。因此对于性能优良的粘合结构来说,在界面中粘合剂分子与被粘物分子之间相互扩散渗透,或者形成化学键(至少是氢鍵)结合是非常必要的。


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