科普橡膠製品粘接理論與(yǔ)粘接技術工藝!
目前有太多橡(xiàng)塑製品在工藝上找(zhǎo)不到突破口的情況(kuàng)下,還是需(xū)要附帶其(qí)他工藝,比如矽膠製品,橡膠製品常見的粘接成型以及手(shǒu)動粘接工序都以成為我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(miàn)也有一(yī)定的技術參數與要求,所以很多朋友對於粘接方法(fǎ)不了解它的特性與理論(lùn)技術導致粘接失敗,那麽裏麵具體(tǐ)有哪些學問呢?

一、粘接的(de)理(lǐ)論(lùn)技術
1、機械理(lǐ)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(pái)除(chú)其界麵上吸附的空氣,才能產生粘接作(zuò)用。在粘 接如發泡矽橡膠的(de)多孔(kǒng)被粘物時,機械嵌定是重要因素。膠粘劑粘接經表麵打磨的致密(mì)材料效果要比表麵光滑的致密材料好,這 是因為(1)機械(xiè)鑲嵌;(2)形成清潔表麵;(3)生成反應性表麵;(4)表(biǎo)麵積增加。由於打(dǎ)磨確使表麵變得比(bǐ)較粗糙,可以 認為表麵層物理和(hé)化(huà)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,粘接是由兩材料間分子接觸和界麵力產生所引起的。粘接力的主要來源是分子間作用力包括氫(qīng)鍵力和範(fàn)德華(huá)力。 膠(jiāo)粘劑與被粘物連續接觸的過程叫潤濕,要使膠粘劑潤濕固體表麵,膠粘劑的表麵張力應小於固(gù)體的臨界表麵張力,膠粘(zhān)劑浸(jìn)入 固體表麵的凹陷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(jī),從而降低 了接頭(tóu)的粘接(jiē)強度。
許多合成膠粘(zhān)劑都容易潤濕(shī)金屬被粘物,而多數固體被粘物的表麵張力都小於膠粘劑的表麵張力。實際上獲得良好潤濕的條件(jiàn)是(shì) 膠(jiāo)粘劑比被粘物的表麵張力低,這就是環氧樹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(jù)合物,如聚乙烯、聚丙烯和 氟(fú)塑料很難粘接。
通過潤濕使膠粘劑與被粘物緊密接觸,主要是*分子(zǐ)間(jiān)作用力(lì)產生永久的粘接。在粘附力和內聚力中所包(bāo)含的化學鍵有四種類型 :
1、離(lí)子鍵
2、 共價鍵
3、 金屬鍵(jiàn)
4、 範德華力
3、擴散理論
擴散理論認(rèn)為,粘接是通過膠粘劑與被粘物界麵上分子擴散產生的。當膠粘劑和被粘物都是具有能夠運動的長鏈大分子聚合物時 ,擴散(sàn)理論基本是適用的。熱塑(sù)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、靜電理論
由於在膠粘劑與被粘物界麵上形成雙(shuāng)電層而產生(shēng)了靜電引力,即相互分(fèn)離的阻力。當膠粘劑從被粘物上(shàng)剝離時有明顯(xiǎn)的電荷存在(zài) ,則是對該理論有力的證實。
5、弱邊界層理論
弱邊界層理論認(rèn)為,當粘接(jiē)破壞被認為(wéi)是界麵破壞時,實際上(shàng)往(wǎng)往是內聚(jù)破壞或弱邊界層破壞。弱邊界層來自(zì)膠粘劑、被粘物、 環境,或三者之間任意(yì)組合。如果雜質集中在粘接界麵附近,並與被粘物結合不牢,在膠粘劑和被粘物(wù)內部都(dōu)可出現弱邊界層。 當發生破壞時,盡管多數發生在膠粘劑(jì)和被粘物(wù)界麵,但實際上是(shì)弱邊界層的破壞(huài)。
聚乙烯與金屬氧化物的粘接便是(shì)弱邊界層效應的實例,聚乙烯含有(yǒu)強度低的含氧雜質或低分子物,使(shǐ)其界麵存(cún)在弱邊界層所承受 的破壞應力很少。如果采用表麵處理方法除去低分(fèn)子物(wù)或(huò)含氧雜質,則粘接強度獲得很大的(de)提(tí)高,事(shì)實業已證明,界麵上(shàng)確存在 弱邊界層,致使粘接強度(dù)降低(dī)。
6、粘接的一般過(guò)程
在進行粘接之前(qián),首先要(yào)對被粘表麵進行適當的處理,然(rán)後將準備好的膠粘劑均勻(yún)地塗覆在被粘物表麵上(shàng),接(jiē)著便是膠粘劑潤濕 、流變、擴(kuò)散、滲透、疊合之後,使之(zhī)緊密接(jiē)觸。當膠粘劑的大分子與被粘物表麵的(de)距離小於0.5nm時(shí),則會互相吸引,產生範 德華力或形成(chéng)氫鍵、配位鍵、共價鍵、離子(zǐ)鍵、金屬鍵(jiàn)等,加上滲入孔隙中的膠粘劑,固化後生成無數(shù)的小"膠鉤子(zǐ)",從而完成(chéng) 了粘接過程,於是獲得(dé)了牢固的粘接。
一般來說(shuō),粘接過程就是表麵處理、塗膠、疊合、固化(huà)、後(hòu)處理等,是一複雜的物理(lǐ)和化學過程。

二、矽橡膠產品硫化粘接問題
粘接工(gōng)藝上有很多需要注(zhù)意的部分,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(shǔ)表麵的處(chù)理是否出現問題,比如(rú)有灰塵、有油?
3、粘接劑是否(fǒu)過期?
4、塗刷在金屬表麵的粘接劑是否(fǒu)幹透了?
5、硫化溫度(dù)是否合理?
6、矽橡膠是(shì)否發(fā)生了變化?
硫化後粘接不好(hǎo),你要看(kàn)你(nǐ)塗的膠水是跟著矽橡膠製品還是跟著骨(gǔ)架!膠水跟著矽橡膠(jiāo)走,證明你的金屬件處(chù)理有問題。如果(guǒ)膠 水(shuǐ)跟著骨架走,證明你(nǐ)的硫化工藝存在問題,還有一些問題需要去逐一排查的,是否膠水失效,矽橡膠是(shì)否(fǒu)存在問題,等等。有 些問題找不到原(yuán)因的時候,需要耐心的逐(zhú)一排查。直到找到答案為止。
骨架的處理方式:高溫除油(yóu)——噴砂——磷化——烘烤——塗膠——固化
三、膠粘劑相關(guān)概念
1、膠黏劑的主要理化性能指標
操作(zuò)時間
膠粘劑混合到待粘結(jié)件配對之間的(de)最大時間(jiān)間隔
初固化時(shí)間
達到可搬卸強度時間,允許處理粘結件的足夠強度,包(bāo)括從夾(jiá)具上移動零件
完全固化時間
膠粘劑混合後得到最終機(jī)械性能需要的時間
貯存期
在一定條件下,膠黏劑仍能保持其操作性能和規定強度的存放時間
粘接強(qiáng)度
在外力作用(yòng)下,使膠粘件中的膠黏劑與被粘物界麵或(huò)其鄰近處發(fā)生破壞所(suǒ)需要的應力
剪切強度
剪切(qiē)強(qiáng)度是指粘(zhān)接件破壞時,單位粘接麵所能承受的剪切力,其單位用MPa(N/mm2)表(biǎo)示
不均勻扯離強度
接頭受到不均勻(yún)扯離力(lì)作用時(shí)所能承受的最大載荷,因為(wéi)載荷多集中於膠層的兩個邊緣或一個邊緣上(shàng),固(gù)是單位長度而不是單位 麵積受力,單位(wèi)是KN/m
拉(lā)伸強度
拉伸強度又稱均勻(yún)扯離(lí)強度、正拉強度(dù),是指粘接受力破壞時,單位麵積所承受(shòu)的拉伸力,單位用MPa(N/mm2)表示
剝離強度
剝離強度是(shì)在規定(dìng)的剝離條件下,使粘接件分離時單位寬度所(suǒ)能承受的最(zuì)大載荷,其單位用KN/m表示
2、膠粘劑的常見檢測(cè)項目
1.物理性能
常規性能:厚度;粘(zhān)度;耐水(shuǐ)性
機械測試:拉伸(shēn)性能;剝離(lí)強度;拉伸剪切強度;壓縮(suō)剪切強度;水平(píng)和垂直持粘性
燃燒性能(néng):水平(píng)燃燒;垂直燃燒;灼熱絲燃燒
電性能:絕緣材料表麵和體(tǐ)積電阻率;防(fáng)靜(jìng)電材料(liào)表麵電阻率;介電強度(dù)、擊穿電壓(yā);耐電壓
2.老(lǎo)化測試
快速紫外老化;氙燈老化;耐溫濕老化;鹽霧老化 ;老化後外觀及性(xìng)能(néng)評價
3.成分分析
主成分定性分析;全成分定性分析;全成分定量分析(xī);灰分含量
4.可靠性
溫濕循環;溫度衝擊;防水防塵;振動測試
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