《聚合物的粘接作用》简介

第一章 胶粘接头形成过程

第二章 通过表面活性物质控制胶粘剂性质

第三章 聚合物混合物胶黏剂的性质

第四章 胶粘接头中的内应力及其消除方法

第五章 液态介质中胶粘接头的粘接与实施

第六章 填充聚合物的分子流动性及粘接作用

第七章 胶粘接头强度的判据

第八章 用于多孔材料浸渍的聚合物性质控制

第九章 聚合物粘接作用研究的实际应用

1、简介：在工业上一些特殊领域的实际应用中，要求能解决聚合物复合材料PCMs的性质控制问题，对于实现这种控制的方法，可如下所列：
a.基础理论研究部，要求其成员在基础研究中作出了贡献；
b.应用研究部，考虑基础理论研究部所取得的成果，集中注意力于对PCMs性质的控制，为特殊工业及民用工程部门的应用研究和PCMs的进一步开拓服务；
c.中间试验工厂部，开拓PCMs制造的专门技术，创立现场试验的中间试验工厂；
d.技术部，开拓PCMs在应用中的实际操作方法；
e.鉴定证书部，从事PCMs及由其制造的产品的全部检测试验；

2、现场维护与修复用的胶粘剂：
a.船舶的修复：
■船身修复；
■操舵室对甲板的粘接；
■遇难船只的修复
b.在石油及煤气工业中的损伤控制：
■油贮槽的重建；
■输油管的修复；
c.结构单元及建筑物的翻修改造：
■地面建筑及结构的翻修改造；
■地下建筑结构的翻修改造；
■水下结构的翻修改造；

3、含纤维素材料的压制品制备：由木材经粉碎制得的木材碎片与以脲醛树脂为基础的胶粘剂一起用于名为“木质层压塑料”（WPL）的层压制品的生产，胶粘剂的用量约为12%~15%； 全文 »

1、引言：对于浸渍多孔结构包括被水饱和吸附的结构用的有机胶料及技术所面对的问题有：具有高渗透性，能在结构内以特定速度固化，能使其强度、气密性及化学稳定性有显著提高，对以下技术的探讨有助于上述问题的解决：
a.改变被浸渍材料的表面能，使液体介质中聚合物胶料对孔径表面做选择性润湿；
b.含有功能基及冠醚的单组分浸渍用胶料的应用，这些冠醚与处于被浸渍材料表面的金属原子形成络合物，这些络合物具有催化活性并能引发及加速胶料的聚合反应；

2、多孔性材料浸渍作用的理化性质：热力学和动力学这两个重要因素在直接影响着多孔材料的浸渍作用，热力学因素决定着胶料被材料孔径表面吸附的条件，而动力学因素则影响着浸渍作用的速度，它基本上受材料中孔径大小、胶料粘度及胶料对孔径表面的润湿性所决定：
a.胶料对浸渍材料的粘接作用：胶料对浸渍材料的粘接作用程度极大地决定着浸渍后材料的强度，粘结作用在热力学上是受著名的Durpet方程所制约，也依赖于材料及胶料二者的表面张力和界面张力；
b.胶料组分的选择性吸附：像混凝土这类具有高吸附活性特征的物质，在进行浸渍过程中会导致胶料组分的分离，从而破坏了体系的化学计量关系，而用表面活性剂作预先浸渍处理的混凝土，在浸渍后带来了其强度的显著增大；
c.潮湿材料的浸渍作用：潮湿材料的浸渍至少存在两个问题。首先水是有机胶料渗透到材料体内的机械障碍物，其次是水阻止了材料孔径表面被胶料所润湿，若水膜存在于已固化了的胶料和固体材料之间，其浸渍作用的增强效果将是最小的； 全文 »

1、各种应力综合作用下的胶粘接头的强度：
a.可以通过考虑各种应力条件即法向断裂、剪切、法向压缩作用下的各种综合作用以及特定比例下的正及切向应力的综合作用对胶粘接头强度的影响和它们与材料、粘接条件及聚合反应动力学的关系来进行研究;
b.胶粘剂接触连接的特征包括在从胶粘剂开始固化起到进行测试时的强度与时间依赖关系中，这种关系对各种不同胶粘剂组分可用不同方法表示，但是在研究及工程实践中尚不能经常考虑到强度随时间变化的动力学问题，因为在试验结果的比较及在胶粘接头承载能力计算中的误差方面存在很多困难，而粘接强度随时间变化的规律性试验是胶粘剂组分合理选择及其工作特性保证的必须条件；
c.剪切断裂应力随压缩应力成比例增大可能是胶粘接头的一个特征，很明显，胶粘接头抗法向压缩及剪切力综合作用比抗法向开裂及剪切力作用为好，对于胶粘接头抗法向压缩及剪切力综合作用的规律性的进一步研究和阐述将推动在液体介质中各种压缩条件下结构粘接的应用以及在不能用传统方法（焊接、搭接、铆接、螺接等）粘接的材料构成的结构上的应用，且不仅可在空气中而且直接在液体介质中运行亦可；

2、应用于胶粘接头的强度判据的分析：
a.许多的研究努力旨在积累胶粘接头强度的实验数据和企图解释伴随其断裂过程的现象，但正如胶粘接头应用经验所示，在法向开裂及剪切力下从广范围的实验室强度试验得到的显然令人非常鼓舞的结果常常是与胶粘剂部件的实际效能保证相距很远，这也就是使用胶粘剂的连接方法尚不可令人全信的原因，有时只有当不可能用其他方法时才被使用； 全文 »

1、添加填料来控制聚合物对固体表面的粘结强度：
a.在系统中添加两种不同化学性质及宏观结构的填料来直接改变聚合物链间的相互作用，这些填料也就是纤维增强填料及精细的分散填料，用化学吸附长链脂肪族化合物分子得到的带有亲水或疏水表面特性的矿物性填料；
b.聚合物链间的相互作用发生在聚合物复合材料中形成的两个不同类型的表面层上：在精细的分散性填料表面上的聚合物及在玻璃增强组分表面上的填充聚合物的表面层；
c.在聚合物中同时引入增强纤维及填料可导致涂层-被粘物粘接力显著地提高，另外引入增强及分散填料而无需采用对胶粘剂或被粘接的表面的修饰来影响其相互间粘结作用是可能的，同时粘结作用以及用修饰填料填充的聚合物的分子流动性与填料表面化学吸附的修饰剂分子的直链长度的关系研究也是很有必要的；

2、填料表面修饰剂的分子大小对固体被粘物粘接强度及填充聚氨酯的分子流动性的影响：
a.在聚合物塑化的情况下，存在着粘结强度和分子流动性间密切关系，但是填料经有机分子化学键连于其表面进行修饰后，则既改变了聚合物与填料间也改变了聚合物组分与被粘物间的相互作用；
b.从对粘结强度影响性质看，提高接枝于填料表面的修饰分子的长度并不能用提高较短接枝分子修饰填料的含量来代替，因为较大的修饰分子的线形尺寸可导致松弛条件的改善，即改善了其自身的流动性，同时因此推动了聚合物在边界层更好的平衡状态产生和填充的胶粘剂与被粘物间更好的相互作用；

3、在不同填料含量时填充聚氨酯的分子流动性及其粘接性质：
a.填料引入到聚合物基体中引起的分子流动性的变化，清楚地显示了与偶极链段松弛作用相联系的向右方高温区位移过程及偶极基团向左方低温位移过程，这些现象的分子水平解释是基于与固体边界紧密连接的聚合物链的流动性受吸附制约的设想，结果会引起大分子堆积条件的受损，从而导致在偶极基团松弛过程中聚合物链的动力学单元流动性增大； 全文 »

1、不同液体在被粘物表面的存在阻碍了牢固的胶粘接头的形成，由于在粘接表面可能形成一定厚度的吸附水膜，甚至大气的湿度也影响这一粘接过程中的粘接强度，当胶粘剂在液体环境中应用到固体上时，固体表面被胶粘剂润湿的过程也就是环境液体被强制挤出的过程最为重要；

2、许多理论基础的分析表明，胶粘剂与固体表面间的表面张力必须达到最小值时才能使胶粘剂将固体表面润湿，实际上像聚合物等低能表面的粘接在水存在的基本都可进行，但金属的粘接却受水的阻碍，因为水对金属的亲和力要比胶粘剂为高；

3、水的存在能与胶粘剂的一些组分起化学反应，还可以阻止胶粘剂有金属间界面上不饱和化合物的聚合反应，从而降低了其粘接强度，为了获得牢固的粘接头，胶粘剂在进行粘接的液体介质中还必须是不溶并且润湿的；

4、当粘接在液体介质中进行且没有提供机械功作用于胶粘剂-被粘物界面时，甚至在其热力学条件也适宜于胶粘剂对被粘物的选择性润湿时，要得到牢固的粘接头是不可能的，实际上机械功可借胶粘剂和被粘接表面间相互位移而提供，在胶粘剂-金属界面所作的机械功对在液体中实施粘接比在空气中实施粘接时对相应的接头粘接 有更大的影响； 全文 »

1、内应力对胶粘接头性质的影响：
胶粘接头中内应力的增加有两个原因，一是在胶粘剂固化过程中，由于溶剂的挥发、聚合物作用或物理结构变化，而使其体积减小；胶粘剂与被粘物间相互粘结作用的结果是胶层厚度紧缩，这是在其中产生平行于表面的收缩应力的原因，它会在被粘物胶层中延伸，这种导致胶层尺寸收缩的应力迅速增长是从聚合物失去流动性开始的。第二个产生内应力的原因是基于胶粘剂与被粘物的线性热膨胀系数的差异造成的热应力，它在胶粘接头的加热或冷却时发生，在胶粘接头中产生内应力的机理与涂料中情况一般是相同的，但前者系两个固体表面间的应力实际上要大得多；

2、胶粘接头中内应力的测定：
光弹法、张力法、Polani法、四偶极共振法、红外光谱法、悬臂法
a.胶粘接头的热应力：虽然热内应力显著地超过收缩应力，但聚合物涂料及胶粘剂中的热内应力的研究却少于收缩应力。我们考虑一种测定胶粘接头中热内应力的方法，它可研究在胶粘剂中，在被粘物中及在界面上的应力分布，用长l远远大于宽b的三层板组成的试样，板的中间层含有胶粘剂，而其顶层及底层可以是具有不同线性热膨胀系数的金属，然后通过内应力的计算、位移量的确定来进行热内应力的测定；
b.胶粘接头中收缩内应力：用悬挂三层臂测定在胶粘接头中收缩内应力的方法比较复杂，Mysko和Garf提出了以夹有胶层的两种不同弯曲刚度的板作为悬臂试样来计算沿胶粘接头截面和收缩内应力分布的方法； 全文 »

1、概述：在聚合物共混过程中可形成如下体系：单相体系，两相（胶体）体系，或者从单相向两相体系过渡的亚稳态体系，聚合物混合物的性质在很大程度上由所形成体系的相平衡来决定，并且它们的性质可以通过控制相分离过程来改变，相分离通过两种机制发生，成核-增长机制或亚稳均相极限线机制；

2、以互穿聚合物网络为基础的胶黏剂：
互穿聚合物网络（IPN）可定义为两种交联聚合物的混合物，至少其中一个是在另一个存在下合成和（或）交联得到的。构成IPN的组分是热力学不相容的，并且在这样的体系中形成了一个两相过渡区，IPN的整体性质是由这个过渡区的功效和特性决定的；在互穿聚合物网络完成形成后，其特征是能使胶粘剂长期强度增大，IPN的特征表现为疏松过渡区的功效，在这种情况下，聚合物主链能更自由地移动，因而它们之间的负荷可以分布更均一，这必然延长了聚合物的寿命；（以Sprut-5M胶黏剂为基础的增强涂料的性质）

3、以热力学不相容聚合物混合物为基础的胶粘剂：
聚合物混合物的性质依赖于体系组分的相容性，聚合物组分不相容的混合物可以被看作是充填聚合物的类似物。在这样的体系中，一个组分分布于另一个组分的连续相中，作用如填料，当填料也是聚合物是，充填聚合物的物理-化学性质和力学行为的基本规律，特别是界面层仍然保留； 全文 »

1、在表面活性物质影响下聚合物复合材料性质的改变：
通过向胶黏剂中添加表面活性物质来控制粘结相互作用具有很大的理论和实践意义，表面活性剂的特殊作用在于它们具有吸附在表面而降低溶液表面张力的能力，添加到体系中的极少量表面活性剂涂覆在固体和液体表面形成最薄的涂层能使相互作用条件和理化过程发生改变；

2、杂链低聚物中表面活性剂的胶体化学性质：
在表面活性剂影响下低聚物性质的变化原则上与在采用水溶性或烃类溶剂时没有差别，表面活性剂与低聚物聚集体的形成，急剧地增大了过饱和吸附层中表面活性剂分子占据的面积，并导致了表面活性剂表面活性的降低及表面张力对温度的反常的依赖关系；

3、含有表面活性剂的杂链低聚物的表面张力：
表面活性剂的表面活性首先由其亲水和亲油部分之间的关系，或者说亲水亲油平衡决定。在表面活性剂和低聚物相互作用的过程中，表面活性剂的亲水性和亲油性，及其结构和亲水-亲油平衡，将根据其极性和活性基团在表面活性剂分子中所处的位置而发生变化，但与此无关的是，这样的相互作用总是导致表面活性剂在低聚物中溶解度增大及其表面活性降低；

4、固化低聚物的表面张力：
添加有表面活性剂的聚合体系的表面张力，同时受到正在聚合的低聚物的结构和化学组成的改变及表面活性剂胶束化学性质改变两方面的影响。 全文 »

1、胶粘接头的强度和适用性主要源于胶黏剂和被粘分子间的相互作用力，两种粘接物体之间在原子尺度上的相互作用力能够产生搞的粘结强度；
2、粘结强度的理论值与测定值之间缺乏统一性的原因在于，获得高的粘接强度的过程受到一系列在胶粘接头形成过程中伴生的因素的阻碍，这些降低胶粘接头强度的因素可分为下列两类：在胶黏剂和被粘物之间边界处弱相互作用层、胶粘接头的内应力；
3、当被粘物表面未被胶粘剂充分润湿或有外来杂质时就会形成弱相互作用层，杂质可能来源于空气、被粘物或胶粘剂（气体、蒸气、油脂、氧化膜、低分子量物质-增塑剂、软化剂、稳定剂、残留单体及其他添加剂）；
4、许多类型胶粘剂的粘结强度取决于固化催化剂以及聚合反应引发剂的种类和用量，其原因是胶粘剂界面的固化程度不同；
5、不同类型的被粘物会影响聚合物的玻璃化转变温度，主要是由于不同被粘物的表面能高低所影响的；
6、在高能被粘物表面使用环氧树脂胶粘剂，可形成固化不完全的聚合层，当粘接低能表面时虽未有固化不完全的聚合物层，但会由于胶粘剂对被粘物的润湿性差而难以达到高的粘结强度； 全文 »