胶粘原理

1．吸附理论胶粘原理

    吸附理论认为，黏合作用是由胶粘剂和被粘物分子在界面上接触并产生次价力所引起的。在胶接过程中，液态胶粘剂分子借微布朗运动向被粘物表面富集并逐渐靠近被粘物表面。压力的作用或胶粘剂受热黏度降低，有利于胶粘剂分子与被粘物表面的接触。当胶粘剂分子与被粘物表面分子间距离接近到10A以下时，次价力便开始作用，这种作用随距离的缩短而增强。
    不同的胶粘剂与被粘物的黏合作用可以是范德华力的单独作用，也可以是范德华力和氢键的联合作用。这些力的大小除与两者的分子结构有关外，都强烈地依赖于分子间的距离。由于氢键的键能远离于范德华力，所以对于可生成氢键的胶粘剂——被粘物体系则能提高胶接强度。
    总之，吸附理论把黏结力的产生归诸于胶粘剂和被粘物表面之间的物理吸附作用。
    2．化学键理论胶粘原理

    此理论认为某些胶粘剂与被粘物表面能够形成化学键。化学键是分子中原子间的引力，它比一般分子间的范德华力要大一两个数量级。这种化学键对于黏结力、特别是对于胶接界面抵抗老化的能力是有贡献的。实验已经证明，像聚氨酯胶、酚醛树脂胶、环氧胶等与某些金属表面确实生成了化学键。目前广泛使用的硅烷偶联剂，就是基于这一理论研制成功的。这种偶联剂既可以和胶粘剂起化学反应，又能够与被粘物分子起化学反应，形成牢固的化学键。
    3．扩散理论胶粘原理

    此理论认为物质的分子始终处于不停的运动之中，由于胶粘剂中的高分子链具有柔顺性，在胶接过程中胶粘剂分子与被粘物表面分子相通产生扩散作用，在一般情况下，这种扩散作用进行得较慢，因而产生的黏合力也较小。然而，在黏合具有相溶性的链状高聚物时情况就不同了。当胶粘剂涂于可被它溶解或溶胀的高聚物表面时，界面附近将逐渐形成胶粘剂与被粘高聚物相互“交织”的扩散层，其黏合强度随时间的增加和温度的升高而增至值。如果胶粘剂和被粘物属同一聚合物，这种扩散作用就容易进行，甚至会使固液界面消失，这种现象称为高聚物的自粘。热塑性塑料的溶剂黏结可看做是高聚物分子相互扩散引起黏合的结果。
    总之，扩散理论认为产生黏合力的主要因素是胶粘剂与被粘物之间的相互扩散。
    4．静电理论胶粘原理

    此理论认为胶粘剂与被粘物具有不同的电子亲和力，所以当它们接触时就会在界面上产生接触电势，形成双电层，类似一个电容器，界面两侧的胶粘剂和被粘物表面相当于电容器的两个极板。当从被粘物表面剥离胶层时，可以视作两极板的分离。如果剥离速度很高，由于缺乏足够的时间泄放电荷，以致在两极板间保持了较高的电位差。当电压差增加到一定值，便会产生放电和发声现象。此时，表现出来的剥离力也很大。如果剥离速度很慢，将不会发生这种现象，所需的剥离力也显著减小。
    总之，静电理论认为在黏合过程中还存在着静电力。但是这种理论有很大的局限性，对于许多黏合现象都不能用静电理论解释。如属性相同或相近的物质间，以及非极性物质间都不具备产生接触电势并在界面形成双电层的条件，按照静电理论它们之间不应具有黏合力，或黏合力应很小，但实际情况正好相反。
    5．机械理论胶粘原理

    此理论把黏合现象看做胶粘剂与被粘物间纯机械咬合或镶嵌作用。
    任何材料表面都不可能是光滑、平整的。在胶接过程中，由于胶粘剂具有流动性和对固体材料表面的浸润性，很容易渗入被胶材料表面的微小孔隙和凹陷中。当胶粘剂固化后，就被“镶嵌”在孔隙中，形成无数微小的“销钉”，将两个被胶物连接起来。这种作用对于刚性胶粘剂来说，效果更为显著。
    机械作用的存在已被人们所共认，但大量实践证明，机械作用不是产生黏合力的主要因素，因为它未能反映表面化学性能的改变对胶接强度的影响。
    上述各种理论都能解释一些胶接现象和黏合力产生的原因，然而在不同的胶接条件下，各种作用对产生黏附力的贡献是不一样的。因而要对具体问题具体分析，使其各种作用互相补充。
    6．被胶接材料的表面状态胶粘原理

    被胶接材料表面性质对于胶接强度影响极大。表面状态不佳，往往是造成胶接面破坏的主要原因。凡是经过适当表面处理的金属，胶接强度都有不同程度的提高，其中尤以铝合金最为显著，其抗剪强度可提高25%70%。