等離子設備：影響粘接物理強度的物理因素

影響粘接物理強度的物理因素

1.表面粗糙度：
        當膠粘劑良好地浸潤被粘材料表面時（接觸角θ<90°），表面的粗糙化有利于提高膠粘劑液體對表面的浸潤程度，增加膠粘劑與被粘材料的接觸點密度，從而有利于提高粘接強度。反之，當膠粘劑對被粘材料浸潤不良時（θ>90°）,表面的粗糙化就不利于粘接強度的提高。

2.表面處理:
        粘接前的表面處理是粘接成功的關鍵，其目的是能獲得牢固耐久的接頭。由于被粘材料存在氧化層（如銹蝕）、鍍鉻層、磷化層、脫模劑等形成的“弱邊界層”，被粘物的表面處理將影響粘接強度。

       例如，聚乙烯表面可用熱鉻酸氧化處理而改善粘接強度，加熱到70-80℃時處理1-5分鐘，就會得到良好的可粘接表面，這種方法適用于聚乙烯板、厚壁管等。而聚乙烯薄膜用鉻酸處理時，只能在常溫下進行。如在上述溫度下進行，則薄膜的表面處理，采用等離子或微火焰處理。

      對天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠表面用濃硫酸處理時，希望橡膠表面輕度氧化，故在涂酸后較短的時間，就要將硫酸徹底洗掉。過度的氧化反而在橡膠表面留下更多的脆弱結構，不利于粘接。

     對硫化橡膠表面局部粘接時，表面處理除去脫膜劑，不宜采用大量溶劑洗滌，以免不脫膜劑擴散到處理面上妨礙粘接。

     鋁及鋁合金的表面處理，希望鋁表面生成氧化鋁結晶，而自然氧化的鋁表面是十分不規則的、相當疏松的氧化鋁層，不利于粘接。所以，需要除去自然氧化鋁層。但過度的氧化會在粘接接頭中留下薄弱層。

3.滲透：
     已粘接的接頭，受環境氣氛的作用，常常被滲進一些其他低分子。例如，接頭在潮濕環境或水下，水分子滲透入膠層；聚合物膠層在有機溶劑中，溶劑分子滲透入聚合物中。低分子的透入首先使膠層變形，然后進入膠層與被粘物界面。使膠層強度降低，從而導致粘接的破壞。

     滲透不僅從膠層邊沿開始，對于多孔性被粘物，低分子物還可以從被粘物的空隙、毛細管或裂縫中滲透到被粘物中，進而侵入到界面上，使接頭出現缺陷乃至破壞。滲透不僅會導致接頭的物理性能下降，而且由于低分子物的滲透使界面發生化學變化，生成不利于粘接的銹蝕區，使粘接完全失效。

4.遷移：
       含有增塑劑被粘材料，由于這些小分子物與聚合物大分子的相容性較差，容易從聚合物表層或界面上遷移出來。遷移出的小分子若聚集在界面上就會妨礙膠粘劑與被粘材料的粘接，造成粘接失效。

5.壓力：
       在粘接時，向粘接面施以壓力，使膠粘劑更容易充滿被粘體表面上的坑洞，甚至流入深孔和毛細管中，減少粘接缺陷。對于粘度較小的膠粘劑，加壓時會過度地流淌，造成缺膠。因此，應待粘度較大時再施加壓力，也促使被粘體表面上的氣體逸出，減少粘接區的氣孔。

      對于較稠的或固體的膠粘劑，在粘接時施加壓力是必不可少的手段。在這種情況下，常常需要適當地升高溫度，以降低膠粘劑的稠度或使膠粘劑液化。例如，絕緣層壓板的制造、飛機旋翼的成型都是在加熱加壓下進行。

      為了獲得較高的粘接強度，對不同的膠粘劑應考慮施以不同的壓力。一般對固體或高粘度的膠粘劑施高的壓力，而對低粘度的膠粘劑施低的壓力。

6.膠層厚度：
      較厚的膠層易產生氣泡、缺陷和早期斷裂，因此應使膠層盡可能薄一些，以獲得較高的粘接強度。另外，厚膠層在受熱后的熱膨脹在界面區所造成的熱應力也較大，更容易引起接頭破壞。

7.負荷應力:
        在實際的接頭上作用的應力是復雜的，包括剪切應力、剝離應力和交變應力。

（1） 切應力：由于偏心的張力作用，在粘接端頭出現應力集中，除剪切力外，還存在著與界面方向一致的拉伸力和與界面方向垂直的撕裂力。此時，接頭在剪切應力作用下，被粘物的厚度越大，接頭的強度則越大。

（2） 剝離應力：被粘物為軟質材料時，將發生剝離應力的作用。這時，在界面上有拉伸應力和剪切應力作用，力集中于膠粘劑與被粘物的粘接界面上，因此接頭很容易破壞。由于剝離應力的破壞性很大，在設計時盡量避免采用會產生剝離應力的接頭方式。

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