一、 機(jī)械理論
機(jī)械理論是最早提出的粘接理論,這種理論認(rèn)為膠黏劑滲入被粘物凸凹不平的多孔表面內(nèi),丙排除其界面上吸附的空氣,固化產(chǎn)生錨合、鉤合、鍥合等作用,使膠黏劑與被粘物結(jié)合在一起。膠黏劑粘接經(jīng)機(jī)械粗糙化處理材料的效果比表面光滑的材料效果好,因此,它無(wú)法解釋致密被粘物如玻璃、金屬等粘接的緣由。
二、吸附理論
吸附理論曾是較為流行的理論,它認(rèn)為粘接是與吸附現(xiàn)象類似的表面過(guò)程。膠黏劑的大分子通過(guò)鏈段分子與分子鏈的運(yùn)動(dòng),逐漸向被粘物表面遷移,極性基團(tuán)靠近,當(dāng)距離笑語(yǔ)0.5nm時(shí),原子、分子或原子團(tuán)之間必然發(fā)生相互作用,產(chǎn)生分子間力,這種力稱做范德華力。固體表面由于范德華力的作用能吸附液體和氣體,這種作用稱為物理吸附。范德華力包括偶極力,誘導(dǎo)力和色散力,有時(shí)由于電負(fù)性的作用還會(huì)產(chǎn)生氫鍵力,從而形成粘接。吸附理論將粘接看作是一種表面過(guò)程,是以分子間力為基礎(chǔ)的。
三、擴(kuò)散理論
擴(kuò)散理論又稱為分子滲透理論,它認(rèn)為聚合物的粘接是由擴(kuò)散作用形成的。由于聚合物的鏈狀結(jié)構(gòu)和柔性,使膠黏劑大分子的鏈段通過(guò)熱運(yùn)動(dòng)引起相互擴(kuò)散,大分子纏結(jié)交織,類似表層的相互溶解過(guò)程,固化后則粘接在一起。如果膠黏劑能以溶液形式涂于被粘物表面,而被粘物又能在此溶劑中溶脹或溶解,彼此間的擴(kuò)散作用更易進(jìn)行,粘接強(qiáng)度則會(huì)更高。因此,溶劑或熱的作用能促進(jìn)相溶聚合物之間的擴(kuò)散作用,加速粘接的完成和強(qiáng)度的提高。擴(kuò)散理論主要用來(lái)解釋聚合物之間的粘接,無(wú)法加上聚合物與金屬粘接的過(guò)程。
四、靜電理論
靜電理論又叫雙電層理論,它認(rèn)為在膠黏劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層,由于靜電的相互吸引而產(chǎn)生粘接。但雙電層的靜電吸引力并不會(huì)產(chǎn)生足夠的粘接力,甚至對(duì)粘接力的貢獻(xiàn)是微不足道的。靜電理論無(wú)法解釋性能相同或相近的聚合物之間的粘接。
五、弱邊界層理論
妨礙粘接作用形成并使粘接強(qiáng)度降低的表面層稱為弱邊界層,不僅聚合物表面存在,纖維、金屬等表面也都存在著弱邊界層。弱邊界層來(lái)自膠黏劑、被粘物環(huán)境或三者的任意組合。如果雜質(zhì)集中在粘接界面附近,并與被粘物結(jié)合不牢,在膠黏劑和被粘物中都可能出現(xiàn)弱邊界層。當(dāng)發(fā)生破壞時(shí),看起來(lái)是發(fā)生在膠黏劑和被粘物界面,但實(shí)際上是弱邊界層的破壞。
六、化學(xué)鍵理論
化學(xué)鍵理論認(rèn)為粘接作用是由于膠黏劑分子與被粘物表面通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵而結(jié)合;瘜W(xué)鍵能比分子間力要高1~2個(gè)數(shù)量級(jí),因此使粘接層獲得高強(qiáng)度的粘接。
七、配位間理論
粘接界面的配位鍵是指膠黏劑與被粘物在粘接界面上由膠黏劑提供電子對(duì),被粘物提供空軌道所形成的配位體系。有人認(rèn)為配位鍵極結(jié)合是大多數(shù),是產(chǎn)生粘接力的主要貢獻(xiàn)者;有的則認(rèn)為粘接界面的配位鍵,是粘接力最普通、最重要的來(lái)源。已經(jīng)XPS(X射線光電子能譜)證實(shí)環(huán)氧膠黏劑與金屬粘接的界面等都有配位鍵生成,對(duì)提高粘接強(qiáng)度作用很大,但配位鍵是否是粘接力的普遍來(lái)源和主要貢獻(xiàn)者,還需要進(jìn)一步深入研究。
八、酸堿理論
酸堿理論認(rèn)為,膠黏劑和被粘物可按其接受質(zhì)子能力分類,凡能接受質(zhì)子的位堿性,反之位酸性。在粘接體系屬于酸堿配對(duì)的情況下,酸堿作用能提高界面的粘接強(qiáng)度。從廣義上講,酸堿理論也屬于配位鍵理論的范疇。