科普橡膠製品粘接理論與粘接技術工藝!
目前有太多橡塑製品在工藝上找不到突破口的情況下,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粘接工序都以成為(wei) 我們(men) 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(yu) 要求,所以很多朋友對於(yu) 粘接方法不了解它的特性與(yu) 理論技術導致粘接失敗,那麽(me) 裏麵具體(ti) 有哪些學問呢?
一、粘接的理論技術
1、機械理論
機械理論認為(wei) ,在粘接矽橡膠製品膠粘劑必須滲入被粘物表麵的空隙內(nei) ,並排除其界麵上吸附的空氣,才能產(chan) 生粘接作用。在粘 接如發泡矽橡膠的多孔被粘物時,機械嵌定是重要因素。膠粘劑粘接經表麵打磨的致密材料效果要比表麵光滑的致密材料好,這 是因為(wei) (1)機械鑲嵌;(2)形成清潔表麵;(3)生成反應性表麵;(4)表麵積增加。由於(yu) 打磨確使表麵變得比較粗糙,可以 認為(wei) 表麵層物理和化學性質發生了改變,從(cong) 而提高了粘接強度。
2、吸附理論
吸附理論認為(wei) ,粘接是由兩(liang) 材料間分子接觸和界麵力產(chan) 生所引起的。粘接力的主要來源是分子間作用力包括氫鍵力和範德華力。 膠粘劑與(yu) 被粘物連續接觸的過程叫潤濕,要使膠粘劑潤濕固體(ti) 表麵,膠粘劑的表麵張力應小於(yu) 固體(ti) 的臨(lin) 界表麵張力,膠粘劑浸入 固體(ti) 表麵的凹陷與(yu) 空隙就形成良好潤濕。如果膠粘劑在表麵的凹處被架空,便減少了膠粘劑與(yu) 被粘物的實際接觸麵積,從(cong) 而降低 了接頭的粘接強度。
許多合成膠粘劑都容易潤濕金屬被粘物,而多數固體(ti) 被粘物的表麵張力都小於(yu) 膠粘劑的表麵張力。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,這就是環氧樹脂膠粘劑對金屬粘接極好的原因,而對於(yu) 未經處理的聚合物,如聚乙烯、聚丙烯和 氟塑料很難粘接。
通過潤濕使膠粘劑與(yu) 被粘物緊密接觸,主要是*分子間作用力產(chan) 生永久的粘接。在粘附力和內(nei) 聚力中所包含的化學鍵有四種類型 :
1、離子鍵
2、 共價(jia) 鍵
3、 金屬鍵
4、 範德華力
3、擴散理論
擴散理論認為(wei) ,粘接是通過膠粘劑與(yu) 被粘物界麵上分子擴散產(chan) 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 ,擴散理論基本是適用的。熱塑性塑料的溶劑粘接和熱焊接可以認為(wei) 是分子擴散的結果。
4、靜電理論
由於(yu) 在膠粘劑與(yu) 被粘物界麵上形成雙電層而產(chan) 生了靜電引力,即相互分離的阻力。當膠粘劑從(cong) 被粘物上剝離時有明顯的電荷存在 ,則是對該理論有力的證實。
5、弱邊界層理論
弱邊界層理論認為(wei) ,當粘接破壞被認為(wei) 是界麵破壞時,實際上往往是內(nei) 聚破壞或弱邊界層破壞。弱邊界層來自膠粘劑、被粘物、 環境,或三者之間任意組合。如果雜質集中在粘接界麵附近,並與(yu) 被粘物結合不牢,在膠粘劑和被粘物內(nei) 部都可出現弱邊界層。 當發生破壞時,盡管多數發生在膠粘劑和被粘物界麵,但實際上是弱邊界層的破壞。
聚乙烯與(yu) 金屬氧化物的粘接便是弱邊界層效應的實例,聚乙烯含有強度低的含氧雜質或低分子物,使其界麵存在弱邊界層所承受 的破壞應力很少。如果采用表麵處理方法除去低分子物或含氧雜質,則粘接強度獲得很大的提高,事實業(ye) 已證明,界麵上確存在 弱邊界層,致使粘接強度降低。
6、粘接的一般過程
在進行粘接之前,首先要對被粘表麵進行適當的處理,然後將準備好的膠粘劑均勻地塗覆在被粘物表麵上,接著便是膠粘劑潤濕 、流變、擴散、滲透、疊合之後,使之緊密接觸。當膠粘劑的大分子與(yu) 被粘物表麵的距離小於(yu) 0.5nm時,則會(hui) 互相吸引,產(chan) 生範 德華力或形成氫鍵、配位鍵、共價(jia) 鍵、離子鍵、金屬鍵等,加上滲入孔隙中的膠粘劑,固化後生成無數的小"膠鉤子",從(cong) 而完成 了粘接過程,於(yu) 是獲得了牢固的粘接。
一般來說,粘接過程就是表麵處理、塗膠、疊合、固化、後處理等,是一複雜的物理和化學過程。
二、矽橡膠產(chan) 品硫化粘接問題
粘接工藝上有很多需要注意的部分,如果出現問題,都需要查:
1、金屬基材是不是變化了?
2、金屬表麵的處理是否出現問題,比如有灰塵、有油?
3、粘接劑是否過期?
4、塗刷在金屬表麵的粘接劑是否幹透了?
5、硫化溫度是否合理?
6、矽橡膠是否發生了變化?
硫化後粘接不好,你要看你塗的膠水是跟著矽橡膠製品還是跟著骨架!膠水跟著矽橡膠走,證明你的金屬件處理有問題。如果膠 水跟著骨架走,證明你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,矽橡膠是否存在問題,等等。有 些問題找不到原因的時候,需要耐心的逐一排查。直到找到答案為(wei) 止。
骨架的處理方式:高溫除油——噴砂——磷化——烘烤——塗膠——固化
三、膠粘劑相關(guan) 概念
1、膠黏劑的主要理化性能指標
操作時間
膠粘劑混合到待粘結件配對之間的最大時間間隔
初固化時間
達到可搬卸強度時間,允許處理粘結件的足夠強度,包括從(cong) 夾具上移動零件
完全固化時間
膠粘劑混合後得到最終機械性能需要的時間
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
粘接強度
在外力作用下,使膠粘件中的膠黏劑與(yu) 被粘物界麵或其鄰近處發生破壞所需要的應力
剪切強度
剪切強度是指粘接件破壞時,單位粘接麵所能承受的剪切力,其單位用MPa(N/mm2)表示
不均勻扯離強度
接頭受到不均勻扯離力作用時所能承受的最大載荷,因為(wei) 載荷多集中於(yu) 膠層的兩(liang) 個(ge) 邊緣或一個(ge) 邊緣上,固是單位長度而不是單位 麵積受力,單位是KN/m
拉伸強度
拉伸強度又稱均勻扯離強度、正拉強度,是指粘接受力破壞時,單位麵積所承受的拉伸力,單位用MPa(N/mm2)表示
剝離強度
剝離強度是在規定的剝離條件下,使粘接件分離時單位寬度所能承受的最大載荷,其單位用KN/m表示
2、膠粘劑的常見檢測項目
1.物理性能
常規性能:厚度;粘度;耐水性
機械測試:拉伸性能;剝離強度;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(si) 燃燒
電性能:絕緣材料表麵和體(ti) 積電阻率;防靜電材料表麵電阻率;介電強度、擊穿電壓;耐電壓
2.老化測試
快速紫外老化;氙燈老化;耐溫濕老化;鹽霧老化 ;老化後外觀及性能評價(jia)
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;灰分含量
4.可靠性
溫濕循環;溫度衝(chong) 擊;防水防塵;振動測試
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