影響粘接效果的界面因素
粘接是一種通過(guò)膠粘劑在界面處的微觀作用力將兩種或兩種以上被粘物連接起來(lái)的技術(shù)。與鉚接、螺紋和焊接等連接方式相比，粘接具有占用空間小、整體質(zhì)量輕和應(yīng)力分布均勻等特點(diǎn)。相比于材料本體，粘接結(jié)構(gòu)更容易在膠粘劑與被粘物的接觸界面發(fā)生失效，失效的原因往往是加工或服役過(guò)程中界面處的粘接力發(fā)生了弱化（本文稱(chēng)之為界面弱化）。
本文將從界面化學(xué)組成、潤(rùn)濕程度、界面污染、界面形貌、溫度和中間相厚度這6種關(guān)鍵因素出發(fā)，結(jié)合相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)界面弱化的微觀原因，進(jìn)而對(duì)膠粘劑的界面弱化機(jī)理進(jìn)行梳理。
界面化學(xué)組成
膠粘劑或被粘物的主體材質(zhì)發(fā)生了改變（比如供應(yīng)商更改了配方或者原材料的批次穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)）、被粘物表面處理工藝不達(dá)標(biāo)以及膠粘劑或被粘物發(fā)生氧化、銹蝕、老化降解等化學(xué)反應(yīng)等，都會(huì)導(dǎo)致界面化學(xué)組成發(fā)生改變。而膠粘劑和被粘物的界面化學(xué)組成會(huì)影響吸附作用力大小、界面處材料本體強(qiáng)度和分子運(yùn)動(dòng)能力，當(dāng)界面化學(xué)組成發(fā)生改變時(shí)，可能導(dǎo)致吸附作用力、互鎖作用力和擴(kuò)散作用力下降。
潤(rùn)濕程度
被粘物與液態(tài)膠粘劑的表面能不匹配、被粘物表面過(guò)于粗糙、膠粘劑的流動(dòng)性能太差以及潤(rùn)濕過(guò)程中溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間設(shè)置不合理等，都有可能導(dǎo)致未固化的膠粘劑不能充分浸潤(rùn)被粘物表面。而浸潤(rùn)程度不足會(huì)在界面處殘留空氣等小分子，導(dǎo)致吸附作用力下降，此外還會(huì)使膠粘劑與被粘物無(wú)法形成有效的互鎖結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致互鎖作用力下降。
界面污染
被粘物表面清洗工藝不達(dá)標(biāo)、被粘物表面在粘接過(guò)程中被外界環(huán)境污染、膠粘劑固化不完全（未固化的小分子成為界面污染物）等，都會(huì)導(dǎo)致界面污染。此外，膠粘劑、被粘物中的某些成分或者服役環(huán)境中的污染物擴(kuò)散轉(zhuǎn)移至粘接界面，也會(huì)導(dǎo)致界面污染。而界面污染會(huì)使膠粘劑和被粘物分子間距增大，導(dǎo)致吸附作用力下降。界面污染還會(huì)導(dǎo)致被粘物表面能下降，可能導(dǎo)致浸潤(rùn)不充分，進(jìn)而導(dǎo)致吸附作用力和互鎖作用力下降。
界面形貌
界面形貌通常由被粘物的表面形貌決定，與被粘物的表面處理工藝相關(guān)。被粘物表面過(guò)于粗糙，會(huì)使未固化的膠粘劑不能充分浸潤(rùn)被粘物表面，進(jìn)而導(dǎo)致吸附作用力和互鎖作用力下降；但是被粘物表面過(guò)于光滑，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法形成有效的互鎖結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致互鎖作用力下降。
溫度和中間相厚度
在粘接設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮溫度對(duì)粘接強(qiáng)度的影響，溫度過(guò)高不僅會(huì)使分子間距離增加，導(dǎo)致吸附作用力下降，還會(huì)使界面處材料的強(qiáng)度下降，進(jìn)而導(dǎo)致互鎖作用力和擴(kuò)散作用力下降。中間相的厚度與擴(kuò)散過(guò)程相關(guān)，雖然工程實(shí)踐中極少遇到具體案例，但是理論上解擴(kuò)散過(guò)程需要的能量與中間相的厚度有關(guān)，厚度不足會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散作用力下降。
吸附理論描述的吸附作用力、互鎖理論描述的互鎖作用力和擴(kuò)散理論描述的擴(kuò)散作用力對(duì)膠粘劑的粘接具有重要貢獻(xiàn)，而界面化學(xué)組成、浸潤(rùn)程度、界面污染、界面形貌、溫度以及中間相厚度是影響上述3種微觀作用力的關(guān)鍵因素。每個(gè)關(guān)鍵因素的改變都有可能導(dǎo)致界面處微觀作用力下降，進(jìn)而導(dǎo)致膠粘劑的粘接界面發(fā)生弱化。
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