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                                        AB膠粘接強度特點有哪些

                                        發布日期:2018-10-13 15:15:39 瀏覽:| 收藏

                                        為了達到較強的AB膠粘接強度,緊密的分子接觸是必需的,即是說,所 用的膠粘劑應能擴展到固體的表面,并取代存在于表面的空氣或其它 附著物。要滿足這一要求,必需具備以下條件:

                                        1. 液體的接觸角應為0,或接近于〇;
                                        2. 粘度要低,即不得大于幾mPa.s;
                                        3. 能驅除被粘物接頭間所夾的空氣。
                                        為了能滿足AB膠以上3個條件,必須考慮以下四個因素:
                                        1. 浸潤平衡;
                                        2. 膠粘劑和被粘物的表面自由能,以及膠粘劑 被粘物界面間的自由能;
                                        3. 浸潤過程的動力學測定;
                                        4. 粘接操作 方法 表面張力
                                        文本框:  
圖7-1液體在固態表面的平衡
AB膠表面張力是分子間力的直接表現,表面張力產生是由于物體主體 對AB膠表面層吸引的結果,這一吸引力使得表面區域的分子數減少,從而 導致分子間的距離增大。增大分子間的距離則需作功,而要使得體系 回復為正常狀態就需要回復功
                                        作用于體系上,因而產生了表面 張力,也有了表面自由能。
                                        AB膠浸潤平衡
                                        1. AB膠理論上的描述
                                        液滴在固體表面上的狀況 及浸潤可由圖7-1表示,圖中相 接觸處的張力分別以Av,表示,代表液氣接觸,固/液接觸和固/氣接觸,這些張力在平衡狀 態下與平衡狀態接觸角0的關系可以用Young氏公式表示:
                                        /sv-^sL + yLvcos^        
                                        Av表示固體物質的表面自由能,它是由于由固體對液體的蒸氣吸 附而產生的。在數值上,它可能比固體在真空里的表面自由能ys小得 多。這一減少值被定義為平衡擴展壓n5,它表示固體表面覆蓋一層服 從理想氣體定律的蒸氣后,其表面自由能的減少為:
                                        115 =   ~ ^sv — RT rd(\nP)               
                                        J 0
                                        式中/5為蒸氣壓,尸。為平衡蒸氣壓,及為氣體常數,r為絕對溫度,r 為被吸附蒸氣的表面濃度。以真空下固體的表面自由能表示時,Ymmg 氏公式則改寫為:
                                        = ^SL + rLyC〇se + Us       
                                        當沒>0°時,液體不能在固體表面擴展,而當6=〇°,液體對固體 完全浸潤,且自發地擴展到表面上。其擴展速率取決于多種因素,例 如液體的粘度和固體表面的粗糙度。由以上的理論分析可知,要能產 生自發浸潤,必須滿足
                                        ySv>ySL + yLv                  (7-4)
                                        7s>ysi.+yLy + ns                       (7-5)
                                        當然,當0>〇。時,也可以使用壓力使得液體在固體表面上 擴展。

                                        AB膠 表面及界面自由能
                                        有機物,如某些聚合物的表面自由能小于lXl(T5J/m2,金屬、金 屬氧化物、陶瓷的表面能大于5Xl(T5J/m2,前者屬低能固體表面,后 者屬高能固體表面。
                                        (1)低能AB膠表面
                                        • 臨界表面張力Z1Sman等首先按經驗關系表征低能聚合物的 表面,他們發現低能固體及許多液體間,接觸角的余弦值c〇W與該浸 潤液體的表面張力Av存在一直線關系,如圖7-2所示。
                                        Zisman提出一臨界表面張力 ',即將/lv直線外推到cos/9趨近于

                                         
                                         
                                        (c)
                                        圖7-2 Z1Sman對各低能聚合物表面的作圖 1,或6角趨近于〇,也即是浸潤液體擴展到表面上接觸角為〇時的表 面張力,并發現很多液體同系物和固體表面表現相似。他將一系列極 性液體的對八v作圖,這些點都近似地落在一條直線上。然而也觀 察到了一些偏差,有些固體表面具有非常低的4值(yc<20mN/m), 如圖7-2 (b)所示。由于廣泛存在的是coW和5YV間的直線關系,因 而Zisman應用這一臨界表面張力來表征和比較各種不同的低能表 面,表7-1列出了一些典型聚合物固體的A值。臨界表面張力對低能 固體的表征是一個特別有用的參數,甚至有人推導出/c與玻璃化溫度 間的經驗關系。Z1Sman—再強調,々并不是材料的表面自由能,僅僅 只是表面自由能所表現出的一個相對上的經驗數值,后來仍有作者假 設這兩個參數是相等的。
                                        表7-1室溫下幾種所得的塑料、橡膠及復合材料的表面自由能
                                        固體表面 臨界表面張力 7c/(mN/m) 7s/(mj/m2) 式(7 12)計算值 式(7 14)計算值
                                        /(mj/m2)
                                        熔融聚合
                                        物表面張力
                                        / (mN/m)
                                          y?  
                                        聚六氟丙烯 16 2?17 1 18 0 11 7 0 7 12 4
                                        聚四氟乙烯 18 5 19 5 18 6 0• 5 19. 1 26 5
                                        聚氣化磷乙烯 25 23. 2 7. 1 30. 3 —-
                                        聚氟代乙烯 28 - 31 3 5.4 36.7 -
                                        聚三氟氣乙烯 31 30. 8 31 4 2 1 33 5 31 1
                                        聚乙烯 31 35. 0 31 3 1. 1 32.4  
                                        聚丙烯 31 30 2
                                        聚苯乙烯 32 8 44. 0 38.4 2. 2 40. 6 40 7
                                        聚氟乙烯 39 40 0 15 41. 5
                                        尼龍66 42. 5 33. 6 7 8 41.4
                                        聚對苯二甲酸乙二醇酯 43 41 8 3.3 45. 1
                                        胺固化環氧樹脂 41. 2 5. 0 46.2
                                        橡膠增韌環氧樹脂 37.2 8.3 45.5
                                        丁腈橡膠 26.5 9.5 36.0
                                        碳纖維增強塑料(打磨過) 27.4 30.6 58.0
                                         
                                         

                                         
                                         

                                         
                                        有人發現,對某一聚合物表面來說,不同系列的液體具有不同的 A值,而且接觸角的余弦與液體表面張力通常為指數曲線形式而不是 直線。Good-Giritalco的處理可以解釋這一現象。
                                        • Good-Giritalco處理方法 Good和Giritalco以純凈相的表面 自由能來描述界面的自由能,他們確定一 f,使它具有整體的最大值, 并定義為分子幾何形狀及通過相鄰相間的相互作用力。如以相a和相 b的表面自由能來表示,則兩相間的界面自由能'b為:
                                        (yjhy/z               (7-6)
                                        式中'和A為相a和相b的表面自由能,將此式和式(7-3)相結合,


                                        行業案例
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