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化学键力又称主价键力，存在于原子或离子之间，化学键理论由Hofricher在 1948年提出。该理论认为，粘接剂和被粘物之间在粘接时除存在范德华力之外，有时粘接剂与被粘物表面还会发生化学反应，在粘接剂与被粘物之间形成化学键结合，从而把两者牢牢地结合起来。化学键理论是以粘接剂分子中的质子、电子与被粘物表面分子的电子、质子相互作用为基础的理论，当前所有光谱研究结果均表明这些相互作用都是由特定的粘接剂与被粘物产生的，不具有普遍性，这种粘接现象可以应用量子力学理论来描述粘接表面化学键及其分子轨道。由于化学键力要比分子间作用力高出 1~2 个数量级，若能使粘接表面产生化学键结合，则是十分理想的粘接方式之一。能够形成广泛的化学键结合对提高粘接强度和改善粘接耐久性都具有十分重要的意义。
化学键主要包括离子键、共价键和金属配位键。离子键可能存在于无机粘接剂与无机被粘物表面之间的粘接界面中；共价键可能存在于粘接在一起的带有化学活性基团的粘接剂分子与带有化学活性基团的被粘物分子之间，绝大部分有机化合物都是通过共价键结合在一起的。人们通过现代测试技术发现，酚醛树脂与木材纤维之间，酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯等粘接剂与金属铝表面之间均存在化学键结合。
虽然化学键的强度比范德华力高很多，是人们追求的牢固粘接力，但绝大部分粘接物的粘接头中普遍而广泛存在的作用力仍然为分子之间作用力。因为化学键的形成有着苛刻的条件，除了要求分子间的接近程度要达到特定距离外，同时还必须满足一定的量子力学条件才能够实现，所以，即便粘接面存在着化学键，但总的化学键数也比次价键数少。