膠粘劑粘接的好壞固然和膠本身的質(zhì)量有關(guān),但同時用膠工藝也是至關(guān)重要的,這就要考慮到膠黏劑的固化方式,針對不同固化方式的膠,就要采用不同的工藝條件和設備,這一點不容忽視,本文介紹了幾種最基本的膠黏劑固化方式。
膠在粘接前需制成或轉(zhuǎn)化成液態(tài),才能對被粘物表面產(chǎn)生浸潤,而在粘接后,只有重新變成固態(tài)才具有強度,而這個變?yōu)楣虘B(tài)的過程就叫做固化(或硬化)。
膠粘劑固化的方式主要受基料類別的影響。一方面不同配方的膠,其固化機理不同,固化方式也就不同;另一方面,即使是體系相同的膠黏劑,由于存在形式不一樣,也會造成其固化方式不一樣。由于固化方式對施膠工藝有很大影響,在一定程度上決定了膠黏劑的使用特性,因此,也是膠粘劑配方設計中必須考慮的一個因素。
聚合物可以通過溶解在適當?shù)娜軇┲?,成為聚合物溶液從而獲得流動性,溶液在浸潤被粘物表面之后,待溶劑揮發(fā)掉,就會產(chǎn)生—定的粘附力。許多聚合物溶液可以當作膠粘劑來使用,如補自行車內(nèi)胎用的橡膠溶液。
溶液型膠固化過程的實質(zhì)是溶劑的揮發(fā)。隨著溶劑的揮發(fā),溶液濃度不斷增大,最后只剩下固體成分,達到一定的強度。溶液膠的固化速度決定于溶劑的揮發(fā)速度,而溶劑的揮發(fā)速度則受環(huán)境溫度、濕度、被粘物的致密程度與以及含水量、接觸面大小等因素的影響。溶劑型膠最重要的是調(diào)節(jié)溶劑的揮發(fā)速度,以保證膠的強度。
乳液型膠固化
乳液型膠是聚合物在水中的分散體,是一種相對穩(wěn)定體系??梢岳斫獬蓪⑷軇┠z中的溶劑換成了水,但聚合物一般不溶于水,所以只能通過乳化分散在水里,這邊是乳液型膠。
與溶劑型膠一樣,乳液型膠的固化過程的實質(zhì)是水分的揮發(fā)。當乳液中的水分逐漸滲透到被粘物中并揮發(fā)時,其濃度就會逐漸增大,從而因表面張力的作用使膠粒凝聚而固化。環(huán)境溫度對乳液的凝聚影響很大,溫度足夠高時乳液能凝聚成連續(xù)的膜,當溫度低于最低成膜溫度時則不能形成連續(xù)的膜。不同聚合物乳液的最低成膜溫度是不同的,要使環(huán)境溫度高于其最低成膜溫度,否則粘接效果不好。
熱塑性高分子物質(zhì)加熱熔融之后就獲得了流動性,許多高分子熔融體可以作為膠粘劑來使用。高分子熔融體在浸潤被粘表面之后通過冷卻就能發(fā)生固化,這種類型的膠稱為熱熔膠。
熱熔膠的固化是一種簡單的熱傳遞過程,即加熱熔化涂膠粘合,冷卻即可固化。固化過程受環(huán)境溫度影響很大,環(huán)境溫度低,固化快。為了使熱熔膠液能允分濕潤被粘物,使用時必須嚴格控制熔融溫度和晾置時間。
反應型膠都存在活性基團,在同化劑、引發(fā)劑和其他物理條件的作用下,粘料發(fā)生聚合、交聯(lián)等化學反應而固化。按固化介式反應型膠粘劑可分為固化劑固化型、催化劑固化型與引發(fā)劑固化型等幾種類型。
環(huán)氧樹脂、聚氨酯類膠粘劑多是用化學計量的固化劑固化的;第二代丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠、不飽和聚酯膠等常用引發(fā)劑引發(fā)固化;一些酚醛、脲醛樹脂膠可用酸性催化劑催化固化。
此外,所有的固化方法中,壓力、溫度及其保持時間是固化過程的三個重要參數(shù),每個參數(shù)的變化都將對固化過程及粘接特性產(chǎn)生直接的影響。
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