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第二节

吸附理论

吸附理论是以分子间作用力,即范德华力为理论基础建立起来的粘接理论,该理论是在 20 世纪 40 年代提出的。

吸附理论认为,粘接是由两个材料之间因分子接触和产生界面力所形成的。粘接力的主要来源是分子间作用力,包括氢键和范德华力,是胶粘剂分子与被粘物分子在界面上相互吸附所产生的,是物理吸附和化学吸附共同作用的结果,而物理吸附则是产生粘接作用最为普遍的原因。同时,吸附理论也认为:粘接剂对被粘物表面的吸附作用可以是分子间的作用力,也可以是氢键、离子键和共价键。很显然,如果能使被粘物表面与粘接剂之间产生化学键,将增强物体的粘接效果。

要使粘接剂与被粘物产生很好的吸附作用,粘接剂必须很好地浸润被粘物。粘接剂与被粘物连续接触的过程叫浸润或润湿。根据《超级微观物理学基本原理》中的理论,宇宙中不存在绝对的真空(除天体磁场弧以外的空穴间外),“占据力”是宇宙粒子运动的共性,“占据力”的作用使得宇宙空间充满粒子,类似于《物理化学》一书中的商函理论。任何物体表面均存在“磁毛”,浸润与不浸润现象的形成取决于两个物体磁毛的分布密度、弹性硬度,取决于固体磁毛对液体分子的拦截作用,液体分子能进入固体磁毛缝隙间,便形成了浸润现象;液体分子不能进入固体磁毛缝隙间,便无法形成浸润现象。要使粘接剂浸润(润湿)被粘物表面,粘接剂的表面张力应小于固体被粘物的临界表面张力,这样粘接剂能进入被粘物磁毛缝隙间,粘接剂浸入固体表面的凹陷或空隙中就形成了良好的浸润(润湿)。如果胶粘剂在固体表面的凹处或空隙中被架空,不能完全浸润,便减少了胶粘剂与被粘物的有效接触面积,从而降低了被粘物粘接面的粘接强度。

多数金属固体被粘物的表面张力都小于粘接剂的表面张力,这正是许多胶粘剂很难粘接金属固体的原因。实际上获得良好润湿的条件是粘接剂比被粘物的表面张力低,环氧树脂粘接剂对金属的粘接效果极好就是一个很好的例证,而对于聚乙烯、聚丙烯和氟塑料等未经处理的聚合物粘接剂,由于其表面张力大于金属固体被粘物的表面张力,就很难与金属粘接。

通过浸润或润湿使胶粘剂和被粘物紧密接触而粘接,主要是靠分子间作用力产生永久的粘接。在粘附力和内聚力中所包含的化学键有四种类型:(1)离子键;(2)共价键;(3)金属键;(4)范德华力。

但吸附理论对于胶粘剂与被粘物之间的粘接力大于胶粘剂本身的强度却无法圆满解释,也无法解释高分子化合物极性过大时,粘接强度反而降低的现象。 u6G5RI7trlFj/UynoExTmXXy1IZVmg+J9VE536R25sLF7vdB1iFLG/hPtvXncfis

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