1.粘接的一般過程
在粘接之前,先要對被粘物表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚缓髮?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,則會彼此相互吸引,產(chǎn)生范德華力或形成氫鍵、共價鍵、配位鍵、離子鍵等,加上滲入孔隙中的膠粘劑固化后生成無數(shù)的小“膠勾子”從而完成了粘接過程。一般來說,粘接過程包括表面處理、涂膠、合攏、固化,每個環(huán)節(jié)都十分重要。
2.被粘物表面特征
對于被粘接的表面來說,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適當(dāng)?shù)奶幚恚拍塬@得較高的粘接強(qiáng)度。
3.膠粘劑對被粘物表面的浸潤
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被粘表面,如果浸潤不完全,就會有許多空隙出現(xiàn)在界面中,在粘接接頭承受外力作用時,這些空隙的周圍就會發(fā)生應(yīng)力集中致使強(qiáng)度大大下降。膠粘劑對被粘表面的浸潤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,接觸面自動增大的過程,即所謂的浸潤,它是液體與固體表面接觸時發(fā)生的分子間相互作用的現(xiàn)象。
液體的浸潤主要是由表面張力所引起的,液體和固體都有表面張力,對液體稱為表面張力,而固體則稱為表面能,常以符號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是通過固一液一氣三相交點所作液滴曲面切線與液滴接觸固體平面的夾角。
圖1—1膠液對零件表面的浸潤
由圖可見,固體的表面能力圖使液滴鋪展開,而液體的表面張力則使液滴收縮,液體對固體表面的浸潤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。而塑料類有機(jī)物表面的表面能比較低,稱為低能表面,膠粘劑對低能表面的浸潤性不好。