胶粘剂粘接强度影响因素及表面处理技术解析

1.表面粗糙度:当胶粘剂能良好浸润被粘材料表面时(接触角θ<90°),表面粗糙化反而会降低粘接强度。

2.表面处理:粘接前的表面处理是确保接头牢固耐用的关键步骤。被粘材料表面的氧化层、镀层等"弱边界层"会显著影响粘接效果。例如:

- 聚乙烯材料:厚制品可采用70-80℃热铬酸处理1-5分钟,薄膜则需常温处理或改用等离子/微火焰处理

- 橡胶材料:浓硫酸处理需严格控制时间,过度氧化会形成脆弱结构

- 铝合金:需去除自然氧化层,但过度氧化会产生薄弱层

3.渗透作用:环境中的低分子物质(如水、溶剂)会渗透至胶层和界面,导致:

- 胶层变形和强度下降

- 多孔材料更易通过空隙形成界面缺陷

- 可能引发界面化学变化,造成粘接失效

4.迁移现象:材料中的增塑剂等小分子物质易向界面迁移聚集,从而阻碍粘接效果。

5.压力控制:

- 适当压力有助于胶粘剂填充表面缺陷

- 低粘度胶粘剂需待粘度增大后再加压

- 高粘度/固体胶粘剂必须加压,必要时配合升温

6.胶层厚度:

- 较厚胶层易产生气泡和缺陷

- 热膨胀应力更大,更易导致接头破坏

- 建议保持较薄胶层以获得更高强度

7.负荷应力:

剪切应力:

- 偏心张力会导致应力集中

- 被粘物厚度越大,接头强度越高

剥离应力:

- 对软质材料影响显著

- 应力集中于界面,极易造成破坏

- 设计时应尽量避免产生剥离应力的结构

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