科普橡膠製品粘接理論(lùn)與粘接技術工藝!
發表時間:2019-03-09
目前有太多橡塑(sù)製品在工藝上(shàng)找不到突(tū)破口的情況下,還是需要附帶其他工藝,比如矽膠製品,橡膠製品常見的粘接成型以及手動(dòng)粘接工序都以(yǐ)成為我(wǒ)們目前常見的加工方法,而矽橡膠製品加工工藝在粘接方麵也有一定的技術參數與(yǔ)要求,所以很多朋(péng)友對於粘接(jiē)方法不了解(jiě)它的特性與理論技術導致粘接失敗,那麽裏麵具(jù)體有哪些學問呢?

一、粘接的理論技(jì)術
1、機械理論
機械理論認為,在粘接矽橡膠製品膠粘劑必須滲入被粘物表麵的空隙內,並排除其界麵上吸附的空氣,才能產生粘接作(zuò)用。在粘 接如發泡(pào)矽橡膠的多孔被粘物時,機械嵌定是重(chóng)要因素。膠粘劑粘接經表麵打磨的(de)致密材料效果要比表麵(miàn)光滑的致密材料好,這 是因為(1)機械鑲嵌;(2)形成(chéng)清潔表麵;(3)生成反應性表麵;(4)表麵積增加(jiā)。由於(yú)打磨確使表麵變得比較粗糙,可以 認為表麵層物理和化學性質發生了改變,從而提高了粘接強度。
2、吸附理論
吸附理論認為,粘接是由(yóu)兩材料間分子接觸和界麵力產生所引起的(de)。粘接力的主要來源是分子間作用(yòng)力包(bāo)括氫鍵力和範德華力(lì)。 膠粘劑與被粘(zhān)物連續接觸的過程叫潤濕,要(yào)使膠粘劑潤濕固體(tǐ)表(biǎo)麵,膠粘劑的表麵張力(lì)應小於(yú)固體的臨界表麵張力,膠粘劑浸入 固體表麵的凹陷(xiàn)與空隙就形成良好潤濕。如果膠粘劑在表(biǎo)麵的凹處被架空,便減少了膠粘劑與被粘物的實際接觸麵積,從而降(jiàng)低 了接頭的粘接強度。
許(xǔ)多合成膠粘劑都容易潤(rùn)濕金(jīn)屬被粘(zhān)物,而多數固體被粘物的表麵張力都小於(yú)膠粘劑的(de)表麵張力。實際上獲得良好潤濕的條件是 膠粘劑比被粘物的表麵張力低,這就是環氧樹(shù)脂膠粘劑對金屬粘接極好的原因,而(ér)對於未經(jīng)處理的聚合物,如聚乙(yǐ)烯、聚丙烯和 氟塑(sù)料很難粘接。
通過潤濕使膠粘劑(jì)與(yǔ)被(bèi)粘物緊密接觸,主要(yào)是*分子間作(zuò)用力產生(shēng)永久(jiǔ)的粘接。在粘附力和內聚力中所包含的化學鍵有四種類型 :
1、離子鍵
2、 共價鍵
3、 金屬鍵
4、 範德華力
3、擴散理論
擴散理論認為(wéi),粘接是通過膠粘劑與被粘物界麵上分子擴散產生的(de)。當膠粘劑和被粘物都是具有能夠運動的長鏈大分(fèn)子(zǐ)聚合物時 ,擴散理論基本是適用的。熱(rè)塑性塑料的溶劑粘接和熱焊接可以認為是分子擴散的結果。
4、靜電(diàn)理論
由於(yú)在膠粘劑與被粘物界麵上(shàng)形成雙(shuāng)電層而產生了靜電引力,即相互分離的阻力。當(dāng)膠粘劑從被(bèi)粘物上剝離時有明(míng)顯的電荷存在 ,則是對該理論有力的證實。
5、弱邊界(jiè)層理論
弱邊界層理論認為,當粘接破壞被認為是界麵破壞時,實際上往往是內聚破壞或弱邊界層破壞。弱邊界層來(lái)自膠粘劑、被粘(zhān)物、 環境,或三者之間任意組合。如果雜質集中在粘接界麵附(fù)近,並與被粘(zhān)物結合不牢,在膠粘劑和被粘物內部都可(kě)出現弱邊界層。 當發生破壞時,盡管多數(shù)發生在膠粘劑和被粘物界麵,但(dàn)實際上是弱(ruò)邊界層的破壞。
聚乙烯與金(jīn)屬氧化物的粘接便是弱邊界層效(xiào)應的(de)實例,聚乙烯含有強度低的含氧雜(zá)質或低分子物,使其界麵存在弱邊界層(céng)所承受 的破壞應力(lì)很少。如果采用表麵處理方法除去低(dī)分子物或含(hán)氧雜質,則粘接強度獲得很大的提高,事實業(yè)已證明,界麵上(shàng)確存在 弱邊界層,致使粘接強度降低。
6、粘(zhān)接的一般過程
在進行粘接之前(qián),首先要對被粘表麵進行(háng)適當的處理,然後將準備(bèi)好的膠粘劑均勻地塗(tú)覆在被粘(zhān)物(wù)表麵上,接著便是膠粘劑(jì)潤濕 、流(liú)變、擴(kuò)散、滲透、疊合之後,使之緊密接觸。當膠粘劑的大分子與被(bèi)粘物表麵的(de)距離小於0.5nm時,則會(huì)互(hù)相吸引,產生範 德華力或形(xíng)成氫鍵、配位(wèi)鍵、共價鍵、離子鍵、金屬鍵等,加上滲入孔隙中的(de)膠粘劑,固化後生成無數的小"膠鉤子",從而完成 了粘接過程,於是獲得了牢固的粘接(jiē)。
一般來說,粘接過程就是表麵處理、塗(tú)膠、疊合、固化、後處理等,是一複雜的物理和化學(xué)過程。

二、矽橡膠產品硫化粘接問題(tí)
粘接工藝上有很多需要注意(yì)的部分,如果出現問題,都需要查(chá):
1、金屬基材是不是變化了?
2、金屬表麵的處理(lǐ)是否出現問題,比如有灰塵、有油?
3、粘接劑是否過期?
4、塗刷在金(jīn)屬(shǔ)表麵的粘接(jiē)劑是否幹透了?
5、硫化溫度(dù)是否(fǒu)合理(lǐ)?
6、矽(guī)橡膠是否發(fā)生了(le)變化?
硫化後粘接不好(hǎo),你要看你塗的膠水是跟著(zhe)矽橡膠(jiāo)製(zhì)品還是跟著骨架(jià)!膠水跟著矽橡膠(jiāo)走,證明你的金屬件處理有問題。如果膠 水跟著骨(gǔ)架走,證明你的硫化工藝存在問題,還有(yǒu)一些(xiē)問題需要去逐一排查的,是否膠水失效,矽橡膠是否存在問題,等等。有 些問題找不到原(yuán)因的時候,需要耐心(xīn)的(de)逐一排查。直(zhí)到找到答案為止(zhǐ)。
骨架的處理方式:高溫除油(yóu)——噴(pēn)砂——磷化——烘烤——塗膠——固化
三、膠粘劑(jì)相(xiàng)關概念
1、膠(jiāo)黏劑的主要(yào)理化性能指標(biāo)
操作時間(jiān)
膠粘劑混合到待粘結件配(pèi)對之間的最大時間間隔
初固化時間
達(dá)到可搬卸強度時間,允許(xǔ)處理粘(zhān)結件的足夠強度,包括從夾具上移動零件
完全固化時間(jiān)
膠粘劑混合後(hòu)得到最終機械性能需要的時間
貯存期(qī)
在一定條件下,膠黏劑仍能保持其操作性能和(hé)規(guī)定強度的存放時間
粘接強度
在外力作用下,使膠粘件中的膠黏(nián)劑與被粘物界(jiè)麵或其鄰近處發生(shēng)破壞所需要的應力
剪切強度
剪切強(qiáng)度是(shì)指粘接件破壞時,單位粘接麵所能(néng)承受的剪切力,其單位用MPa(N/mm2)表示
不均勻扯離強度
接頭受(shòu)到不均勻扯離力作用時所(suǒ)能承受的最大載荷(hé),因為載荷多集(jí)中於膠層的兩個邊緣或一個邊緣上,固是單位(wèi)長度而不是單位 麵積(jī)受力,單位是KN/m
拉伸強度
拉伸(shēn)強度(dù)又稱均勻扯離(lí)強度、正拉強度,是指粘接受力破壞時,單位麵積所承受的(de)拉(lā)伸(shēn)力,單位用MPa(N/mm2)表示
剝(bāo)離強(qiáng)度
剝離強(qiáng)度(dù)是在規定(dìng)的剝離條件(jiàn)下,使粘接件分離時單位寬度所能承受的(de)最大載荷,其單位用KN/m表(biǎo)示
2、膠粘劑的常見檢測項目
1.物理性能(néng)
常規性(xìng)能:厚度;粘度;耐水性
機械測試:拉伸性能;剝(bāo)離強度;拉伸剪切強度;壓縮剪切強度;水平和垂直持粘性
燃燒性能:水平燃燒;垂直燃燒;灼熱絲燃燒(shāo)
電性能:絕緣材(cái)料表麵和體積電阻率(lǜ);防靜電材料(liào)表麵電(diàn)阻率;介電(diàn)強度(dù)、擊穿電壓;耐電壓
2.老(lǎo)化(huà)測試
快速紫外(wài)老化;氙燈老化;耐溫濕老化;鹽霧老化 ;老化後外觀及性(xìng)能評價
3.成分分析
主成分定(dìng)性分析;全成分定性分(fèn)析;全成分定量分析;灰分含量
4.可靠性
溫濕循(xún)環;溫度衝擊(jī);防水防塵(chén);振動測試
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