影響膠粘劑膠接性能的因素分析

陳娟

【摘 ?要】論文詳細地闡述了當前市面上較為常見的膠粘劑類型，并分析了影響膠粘劑膠接性能的主要因素。通過相關研究得知，隨著膠層厚度的增加，膠接性能大多是先增強再減小。想要提高膠粘劑的膠接性能就需要通過加強真空度來提高膠接性能，但當粘膠劑中的真空達到極限時，膠粘劑的膠接性能也會相應地減小，除此之外，可以通過袋壓法以及夾持距離等方式來達到對膠接性能的提高或者減小需要。

【Abstract】This paper describes in detail the common types of adhesives in the market， analyzes the main factors affecting the bonding performance of adhesives. According to the related research， with the increase of the adhesive layer thickness， the bonding performance is enhanced first and then decreased. In order to improve the bonding performance of adhesive， it is necessary to enhance the vacuum degree to improve the bonding performance. However， when the vacuum in the adhesive reaches the limit， the bonding performance of the adhesive will be reduced accordingly. In addition， the improvement or reduction of the bonding performance can be achieved through bag pressing method and clamping distance.

【關鍵詞】膠粘劑;膠接性能;因素;類型

【Keywords】adhesive; bonding performance; factor; type

【中圖分類號】TQ430.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2021）07-0159-02

1 我國主要膠粘劑類型

1.1 PU膠

PU膠是我國目前應用比較廣泛的膠粘劑之一。PU膠主要應用于鞋子制作、產品包裝、建筑行業以及交通運輸行業等。PU膠是我國膠粘劑類型中發展最迅速的，我國國內大概有300多家公司專門用于生產PU膠，其中比較著名的PU膠公司有高盟新材、天山新材以及回天新材等。目前對于PU膠的相關研究仍然有待發展，雖然低端的PU膠已經能夠滿足國內市場的需求，但對于比較高端的產品和原材料仍然依賴于進口。隨著經濟全球化的發展，水性化和高性能化已經成為未來PU膠發展的必然趨勢。

PU膠的主要成分是水性聚氨酯，因此，膠粘劑具有粘度小、固化速度過慢以及耐水和耐熱性差等缺點。在PU膠未來的發展中，仍然需要不斷的優化和改進來提高其性能，從而達到擴寬其應用領域的目的。目前，PU膠的主要的改性方式有交聯改性、共混改性、共聚改性以及助劑改性等。其中共聚改性主要是以有機硅和含氟化合物為主要改性材料，作為研究和提高PU膠活躍的依據。

1.2 EP膠

EP膠粘劑相較于PU膠粘劑而言主要應用于建筑、汽車、設備、儀器儀表和太陽能等行業。我國EP膠粘劑的發展在2015年得到快速的提高，但大多數的EP膠粘劑只能應用在建筑行業和土木工程中，對于電子電氣和汽車行業的應用仍然需要進口，相較于PU膠的發展趨勢而言，EP膠則更傾向于向環保性、高性能化方向發展。

EP膠的主要原料是環氧聚氨酯和環氧丙烯酸酯等膠粘劑，能夠在一定程度上提高EP膠的韌性和靈活性，特別是有效地擴大了粘結基材的范圍，使得EP膠在原有的程度上得到了有效的技術改性，同時也具備了比較好的熱老化性能和韌性。

1.3 輻射固化膠

輻射固化膠主要是應用于電子產品以及玻璃等行業中，就發展水平和發展速度而言，輻射固化膠的發展較為緩慢，大多數的輻射固化膠都應用于電子電氣領域和水晶玻璃行業。目前我國生產輻射固化膠的主要企業有康達新材以及天山新材，但這些企業雖然在中低端輻射固化膠的研究和生產方面都有不俗的表現，但對于輻射固化膠在高端領域的應用研究仍然有所欠缺，因此，大部分高端輻射固化膠仍然依賴于進口，因此在未來的發展和研究中，對于輻射固化膠的研究需要以改進技術和開發高性能產品為主要趨勢，促進輻射固化膠的發展。

在對輻射固化膠的技術改進方面，可以通過提高紫外線技術來實現降低輻射固化膠對空氣或者濕氣的敏感性的方式，或者可以通過減小土層厚度，提高固化膠的附著力以及內聚力等，從而提高輻射固化膠的利用率，拓寬輻射固化膠的應用范圍。

1.4 氰基丙烯酸酯膠粘劑

氰基丙烯酸酯膠粘劑的應用范圍主要是消費品、汽車以及木制品和醫療行業。相較于其他膠粘劑而言，氰基丙烯酸酯膠粘劑在我國增長速度較快，大多應用于工業消費中;氰基丙烯酸酯膠粘劑在醫療行業中的應用大多依賴于進口，因此，氰基丙烯酸酯膠粘劑的主要發展趨勢是高性能化，而對于氰基丙烯酸酯膠粘劑粘度低，固化速度過慢以及強度低等問題仍然需要進一步的改善。

1.5 改性丙烯酸酯膠粘劑

改性丙烯酸酯膠粘劑主要應用于汽車、航空、建筑以及電子行業中，也可以說改性丙烯酸酯膠粘劑大多應用于高端生產過程中，但由于我國改性丙烯酸酯膠粘劑的產量較少，其中恒大新材為主要的生產企業，因此，我國對于改性丙烯酸酯膠粘劑的需要仍然不能被滿足。除此之外，改性丙烯酸酯膠粘劑的發展趨勢是以高性能化為主，相較于第一代改性丙烯酸酯膠粘劑而言，第二代的改性丙烯酸酯膠粘劑存在耐熱性較差、易燃和有毒等問題，因此需要在未來的發展中不斷優化和改進，通過嘗試添加其他原材料來提高該材料的相對穩定性。

基于此，我們可以通過加入鎳或者鈷等材料來提高改性丙烯酸酯膠粘劑的穩定性，除此之外，還可以采用高沸點的丙烯酸酯來做原材料，提高改性丙烯酸酯膠粘劑的耐熱性。

2 影響膠粘劑膠接性能的因素

2.1 不同膠層厚度對膠接性能的影響

糊狀膠在膠接過程中，對于膠層厚度的把握是非常關鍵的。一方面，過薄的膠層可能會造成膠接過程中局部缺膠，影響整個膠接的過程;另一方面，過厚的膠層又很容易造成膠層的脫粘和氣孔過多等問題。因此需要在膠接過程中，對不同厚度膠層的試樣拉伸剪切強度測試可以得知表征膠層厚度對膠接性能是會產生一定的影響。在膠接過程中，如果膠層厚度降低，則膠粘劑的應力集中會逐漸增大，導致膠接性能的降低，同時過薄的膠層也會導致膠層的應力過于集中，膠接性能減小。而過厚的膠層則會使膠接過程中氣孔不斷增加，降低膠接性能。

2.2 袋壓法對膠接性能的影響

袋壓法主要是不斷提高膠接過程中的真空度，而隨著真空度的不斷增加，拉伸剪切的強度也會呈現出先增加后減少的特點，這真空度的標準是0.03MPa，當真空度大于這一數值時，拉伸剪切的強度就會隨之減少。在膠接過程中，膠粘劑分子通過布朗運動的形式，向膠的表面不斷擴散，使得二者之間的極性基團不斷靠近，而在這一過程中，我們需要不斷向粘接表面施壓，使膠粘劑更容易填滿交接過程中所出現的坑洞，從而達到增強交接強度的目的。除此之外，由于膠粘劑在固化之前已經具備了一定的黏性，隨著壓力的不斷增加，會使得更多的膠粘劑流出膠接范圍，應力不夠集中，不僅會導致膠接性能的降低，同時還可能會出現缺膠的情況，從而引起層板的滑移。

2.3 夾尺距離對膠接性能的影響

夾尺距離和袋壓法具有一定的相似點，即在達到一定的數值后，膠接性能就會產生相應的變化，相較于袋壓法而言，夾尺距離的標準在300mm，超過300mm以后，膠接性能有顯著的提高，而如果夾尺距離小于150mm，膠接性能就會降低。因此我們在對夾尺距離的夾持處進行試壓和加壓時，就需要膠層板有一定的剛度，從而幫助壓力進行一段距離的傳遞，從而達到提高膠接性能的作用，同樣當夾尺距離減少到一定程度時，膠接區域也隨之減少，那么夾尺距離能夠起到的作用也會減小。

3 結論

目前，我們常見的復合材料有膠接、鉚接、螺接等較為簡單的連接工藝，但由于對多重結構的膠接要求不斷提高，導致很多膠接方式并不可取，因此，膠粘劑作為一種新的膠接方式，能夠明顯地提高膠接效率，也能夠滿足復合材料結構膠接表面光滑的需要，因此，無論是在應用方式上還是在應用范圍上都有顯著的提高。本文詳細地闡述了我國當前主要的膠粘劑類型，并對影響膠粘劑膠接性能的因素也進行了分析，以期能夠更好地促進我國膠粘劑的發展。

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