水性聚氨酯膠粘劑和材料的粘接理論
發(fā)布時間：2020-6-28
水性聚氨酯膠粘劑和材料的粘結(jié)理論，最為流行的為擴(kuò)散、化學(xué)鍵、吸附和靜電理論這四種理論。
a吸附理論中，粘合界面上的分子相互靠近，相互作用，同時形成粘結(jié)。此過程分為兩個階段。第一個階段是借助分子布朗運(yùn)動，WPU乳液擴(kuò)散，使極性基團(tuán)互相靠近。第二階段是產(chǎn)生吸附力。分子間距<<1nm時，WPU分子與被粘物分子之間的作用力開始作用，使兩者分子間的距離進(jìn)一步縮短，直至穩(wěn)定。所以在這個理論中，粘結(jié)性能在很大程度上是與分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的。
b化學(xué)鍵理論，主要論點指的是兩種物質(zhì)之間的官能團(tuán)相互接觸，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，因此有高強(qiáng)度的粘結(jié)，應(yīng)用最廣。
c擴(kuò)散理論認(rèn)為如果兩個被粘物表面接觸夠近，表面分子將相互貫穿，最終界面消失，合成一個整體。在粘結(jié)過程中，由于膠粘劑具有流動性，且分子體積小，易擴(kuò)散，提高了粘結(jié)強(qiáng)度。在水性聚氨酯體系中，其柔順性好，與被粘物容易相容，水性聚氨酯會超過界面向被粘物擴(kuò)散，使得粘合劑與被粘物直接的界面消失，從而粘結(jié)在一起。因此，當(dāng)水性聚氨酯主鏈結(jié)構(gòu)柔順性較好時，擴(kuò)散容易進(jìn)行。
d靜電理論指的是當(dāng)膠粘劑和被粘物接觸時，由于存在不同的電子親和力，兩者的界面之間存在接觸電勢，進(jìn)而得到雙電層。所以也有人叫做雙電層理論，離子型水性聚氨酯含有大量的親水基團(tuán)，乳膠中存在許多正負(fù)電荷，乳液顆粒容易在表面形成雙電層，具有一定的電動勢，彼此形成靜電引力而粘結(jié)在一起。另外，親水基團(tuán)的數(shù)量也影響著雙電層的厚度。因此，一定程度上，水性聚氨酯含有親水基團(tuán)結(jié)構(gòu)，有利于形成雙電層，從而增大WPU粘結(jié)強(qiáng)度。
a吸附理論中，粘合界面上的分子相互靠近，相互作用，同時形成粘結(jié)。此過程分為兩個階段。第一個階段是借助分子布朗運(yùn)動，WPU乳液擴(kuò)散，使極性基團(tuán)互相靠近。第二階段是產(chǎn)生吸附力。分子間距<<1nm時，WPU分子與被粘物分子之間的作用力開始作用，使兩者分子間的距離進(jìn)一步縮短，直至穩(wěn)定。所以在這個理論中，粘結(jié)性能在很大程度上是與分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的。
b化學(xué)鍵理論，主要論點指的是兩種物質(zhì)之間的官能團(tuán)相互接觸，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成牢固的化學(xué)鍵，因此有高強(qiáng)度的粘結(jié)，應(yīng)用最廣。
c擴(kuò)散理論認(rèn)為如果兩個被粘物表面接觸夠近，表面分子將相互貫穿，最終界面消失，合成一個整體。在粘結(jié)過程中，由于膠粘劑具有流動性，且分子體積小，易擴(kuò)散，提高了粘結(jié)強(qiáng)度。在水性聚氨酯體系中，其柔順性好，與被粘物容易相容，水性聚氨酯會超過界面向被粘物擴(kuò)散，使得粘合劑與被粘物直接的界面消失，從而粘結(jié)在一起。因此，當(dāng)水性聚氨酯主鏈結(jié)構(gòu)柔順性較好時，擴(kuò)散容易進(jìn)行。
d靜電理論指的是當(dāng)膠粘劑和被粘物接觸時，由于存在不同的電子親和力，兩者的界面之間存在接觸電勢，進(jìn)而得到雙電層。所以也有人叫做雙電層理論，離子型水性聚氨酯含有大量的親水基團(tuán)，乳膠中存在許多正負(fù)電荷，乳液顆粒容易在表面形成雙電層，具有一定的電動勢，彼此形成靜電引力而粘結(jié)在一起。另外，親水基團(tuán)的數(shù)量也影響著雙電層的厚度。因此，一定程度上，水性聚氨酯含有親水基團(tuán)結(jié)構(gòu)，有利于形成雙電層，從而增大WPU粘結(jié)強(qiáng)度。
總之，聚合物界面之間的粘結(jié)理論極其復(fù)雜，以上幾種粘結(jié)現(xiàn)象可能相繼出現(xiàn)。所以這些理論都有一定的局限性。在實際應(yīng)用中，需靈活運(yùn)用各種粘結(jié)理論，使之更加完善。后續(xù)文章我們主要采用的理論為吸附理論，來設(shè)計和解釋分子結(jié)構(gòu)對其粘結(jié)強(qiáng)度的影響，但也不排除和其他理論的混合使用去解釋某一現(xiàn)象。
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