当前位置: 胶粘剂 >> 胶粘剂前景 >> 胶粘剂课堂胶粘剂附着力基本原理分析
胶粘剂(涂料、油墨)附出力的机理人们并未齐备明白,但造成了一些假使理论,并用以剖析附着历程和影响附出力的要素。
一、附出力
当两种物体被放在一同到达亲密的界面分子来往,以致生成新的界面层时就生成了附出力。
当胶粘剂涂布于基材上,在干枯和固化的历程中附出力就生成了。这些力的巨细取决于基材表面和胶粘剂的性质。
广义上讲附出力可分为二类:主价力和次价力。化学键即为主价力,具备比次价力高很多的附出力。次价力基于以氢键为代表的弱很多的物理做使劲。这些做使劲在具备极性基团(如羧基)的基材上更罕见,而在非极性表面如聚乙烯上则较少。
二、附出力理论
1、呆板维系理论
在亚宏观状况下考察,基材表面是粗劣的,满盈孔洞、凹下。具备优秀滚动机能的液态胶粘剂流入并填满这些孔洞、凹下,干枯固化后造成钩锚、榫接、铆合等呆板维系力。基材的粗劣程度高、表面积大,附出力就大。惟独当胶粘剂齐备浸透到粗劣表面的不规矩界面处,才对附出力有益。
唯有涂膜稍具滚动性,就很少会造成不成释放应力。但跟着涂膜粘度、刚性的增多和对基材附出力的造成,就会造成大批的应力。胶粘剂在基材的坎坷处的厚度显然不同,这类不同以致物理性质不同。不均一的涂层会造成很大的内部应力,乃至会以致膜层的分裂。
2、化学键理论
在界面间造成化学键,彼此反响的化学基团紧紧连接在基材和胶粘剂上。这类维系最强且持久性最佳。
含反响性基团如羟基和羧基的胶粘剂偏向于和含有宛如基团的基材有更强的附出力。光谱剖析法可证明这一点。
3、静电理论
胶粘剂和基材表面都带有残存电子而造成带电双电层,这些电子的互相影响也能升高附出力。
静电力要紧根源于色散力和由永世偶极子引发的互相做使劲(一个分子的正电区和另一个分子的负电区)。引诱偶极子之间的吸引力称为色散力或伦敦力,是范德华力(分子间力)的一种。
当胶粘剂分子与基材分子之间的间距超越0.5纳米(5埃)时,这些力的影响显然低沉。是以保证必要压力用压辊使胶粘剂与基材亲密来往是特别要害的。
4、分散理论
当胶粘剂与基材来往时,大分子的某些短链会向界面另一边施行不同程度的分散。即链段穿过界面表态互分散造成交叉网状机关。
由于长链性质不同及分散系数较低,非如同齐集物一般不相容。完备的大分子穿过界面彼此分散是不成能的。实行说明,部分链段分散很轻易产生,并在界面造成10-埃的分散界面层。
三、附出力造成机理
1、机理形色
当不如同的两种材料亲昵来往时,在空气中的两个自在表面消逝,造成新的界面。界面互相影响的性质决议了涂料和底材之间成键的强度,这类互相影响的程度根底由一相被另一相的潮湿性决议,行使液体涂料时,液相的滚动性也有很大协助,因而潮湿可被看做涂料和底材的亲昵来往。为了维持涂层与底材的附出力,除了保证开始的潮湿外,在涂膜造成后的齐备潮湿和固化后仍维持键合处境固定是很要害的。
成膜方法
(a)、冷却到熔融温度(玻璃化温度Tg)下列
(b)、化学交联反响
(c)、溶剂和稀释剂的蒸发
(d)、粘结料在干枯时也有交联本领。因而涂料对底材的潮湿是造成附着键的关键。
2、界面局面
附出力造成机理的前提是液体涂料在固体基材上造成有用潮湿。涂料在液态时的表面张力以及基材和固态涂膜的表面能是影响界面维系强度和附出力造成的要害参数。
液体的表面张力数值低于固体的表面张力(表面自在能)数值时,液体本领在该固体上有用潮湿,才大概充足铺展。两者数值差越大,潮湿、铺展的程度越好。
1)潮湿
潮湿历程便是相界面上一种流体被另一种流体所代替的历程。掂量潮湿程度的参数是来往角。
2)、净吸力
物体表面和内部份子的受力状况是不同的。
如图:
液体表面某分子所受的各个方位的吸引力,此中A1、A2的力能够彼此对消,C向力及B、D向下的协力为F,B、D程度分力也彼此对消,是以分子遭到一个笔直于液体表面指向液体内部的”合吸力”,一般称为净吸力,由于有净吸力的存在,以致液体表面的分子有被拉入液体内部的偏向,是以任何液体表表都有自愿减少的偏向,这也是液体表面展现出表面张力的出处。
固体表面分子相同存在净吸力,不过固体分子不能象液体分子相同能够自在挪移,不能造成表面萎缩,但以自在能的样式存在于表面。
3)、表面张力
以球形液滴铺展到表面为例
表面积变大、象征着液体内部的某些分子被“拉到“表面并铺于表面上。当内部份子被拉到表面时,需求降服内部份子的吸引力而损耗功。因而,表面张力可界说为增多单元面积所损耗的功。
表面张力的单元是N/M。是影响在单元长度上的力。
分子间力能够引发净吸力。而净吸力引发表面张力,表面张力永世和液体表面相切,而和净吸力互相笔直。
4)、表面潮湿
把液滴放在固体表面时,会涌现二种局面:一种是液滴会即时铺开展来,即固体被液体所潮湿;另一种是液滴团圆成球状不铺展,即固体不被液体所潮湿。
液体对固体的潮湿程度,通罕用液-固二相的来往界面AC与液体表面的切线AB之间的夹角(称来往角)的巨细来示意。
液体对固体的潮湿程度
基材能够被表面张力、来往角小的涂料所潮湿、大概说两者较逼近时本领潮湿。理论上讲:若某种物体表面自在能低于33dyn/cm,就险些无奈附着今朝所知的任何一种胶粘剂。
文章根源/中夏软包装传媒
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