1.粘接的一般過(guò)程
在粘接之前,先要對(duì)被粘物表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚,然后將?zhǔn)備好的膠粘劑均勻地涂敷于被粘物表面上,接著便是膠粘劑擴(kuò)散、流變、滲透、合攏后,在一定條件下進(jìn)行固化。當(dāng)膠粘劑的大分子與被粘物表面的距離小于5A時(shí),則會(huì)彼此相互吸引,產(chǎn)生范德華力或形成氫鍵、共價(jià)鍵、配位鍵、離子鍵等,加上滲入孔隙中的膠粘劑固化后生成無(wú)數(shù)的小“膠勾子”從而完成了粘接過(guò)程。一般來(lái)說(shuō),粘接過(guò)程包括表面處理、涂膠、合攏、固化,每個(gè)環(huán)節(jié)都十分重要。
2.被粘物表面特征
對(duì)于被粘接的表面來(lái)說(shuō),粘接作用僅發(fā)生在表面及其薄層,因此,被粘物的表面性質(zhì)和表面特征對(duì)粘接接頭的強(qiáng)度有很大的影響。被粘物的表面層性質(zhì)同材料有關(guān),而被粘物表面層的性質(zhì)同它的內(nèi)部又不相同。例如金屬的表面總是帶一層氧化皮,氧化皮的性質(zhì)又各不相同,鐵銹結(jié)構(gòu)疏松,強(qiáng)度很差;鋁的自然氧化膜結(jié)構(gòu)比較致密,但是粘接活性很低,粘接強(qiáng)度不高。 .任何被粘物表面在微觀上都表現(xiàn)出一定的粗糙度,由于加工方法不同粗糙度的大小和形態(tài)又各不相同,對(duì)于粘接表面一定的粗糙度,將有利于粘接強(qiáng)度的提高,因此,粘接之前被粘物表面一般都用機(jī)械的或其他的方法打毛。
此外,被粘物表面都或多或少地帶有油污,這種帶有油污的表面是不利于粘接的,未經(jīng)處理的表面進(jìn)行粘接,膠層和零件表面的結(jié)合強(qiáng)度是很低的。因此,為了獲得良好的結(jié)合強(qiáng)度,對(duì)被粘物表面層的性質(zhì)和特征,要給予足夠的重視,在粘接之前,被粘物都要進(jìn)行表面處理,表面處理方法大致可分為兩類。一類是凈化表面,所謂凈化表面就是除去被粘物表面上不利于粘接的雜質(zhì),如油污、氧化皮、水珠等,凈化程度視膠粘劑的種類而不同,一般結(jié)構(gòu)膠粘劑都要求徹底去油,但是現(xiàn)在也出現(xiàn)了一些可以在油污表面上使用的膠粘劑;又如,一般膠粘劑對(duì)水分都比較敏感,在潮濕表面粘接性差,目前,也出現(xiàn)了一些在潮濕表面粘接甚至水中固化的膠粘劑。是一類表面處理是改變零件材料表面物理化學(xué)性質(zhì)有些金屬表面必須通過(guò)表面處理進(jìn)行活化才能得到良好的粘接性能,許多塑料如聚乙烯、聚四氟乙烯的表面也必須通過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚,才能獲得較高的粘接強(qiáng)度。
3.膠粘劑對(duì)被粘物表面的浸潤(rùn)
為了獲得優(yōu)良粘接接頭,膠粘劑應(yīng)與被粘部位的表面緊密地結(jié)合在一起,也就是使膠粘劑充分浸潤(rùn)被粘表面,如果浸潤(rùn)不完全,就會(huì)有許多空隙出現(xiàn)在界面中,在粘接接頭承受外力作用時(shí),這些空隙的周圍就會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中致使強(qiáng)度大大下降。膠粘劑對(duì)被粘表面的浸潤(rùn)情況與膠粘劑的性質(zhì)、被粘表面狀況、材料的性質(zhì)及粘接過(guò)程中的工藝條件有關(guān)。當(dāng)一滴液體與固體表面接觸后,接觸面自動(dòng)增大的過(guò)程,即所謂的浸潤(rùn),它是液體與固體表面接觸時(shí)發(fā)生的分子間相互作用的現(xiàn)象。
液體的浸潤(rùn)主要是由表面張力所引起的,液體和固體都有表面張力,對(duì)液體稱為表面張力,而固體則稱為表面能,常以符號(hào)y表示,如圖1—1所示,圖中yL為液體的表面張力,y。為固體的表面能,ysL為固體和液體之間的界面張力,e為接觸角。接觸角e是通過(guò)固一液一氣三相交點(diǎn)所作液滴曲面切線與液滴接觸固體平面的夾角。
圖1—1膠液對(duì)零件表面的浸潤(rùn)
由圖可見(jiàn),固體的表面能力圖使液滴鋪展開(kāi),而液體的表面張力則使液滴收縮,液體對(duì)固體表面的浸潤(rùn)性與固體的表面能和液體的表面張力有著直接關(guān)系。固體表面可以分為兩大類,金屬和一般無(wú)機(jī)物的表面能在O.1J/m2以上,稱為高能表面,一般膠粘劑都能在高能表面上展開(kāi)。而塑料類有機(jī)物表面的表面能比較低,稱為低能表面,膠粘劑對(duì)低能表面的浸潤(rùn)性不好。