粘接理論

粘接是指通過緊密的界面接觸將不同的物體保持在一起，使得機械力或功可以通過界面?zhèn)鬟f。而將兩個物體保持在一起的作用力可以由范德華力、化學(xué)鍵或靜電引力等產(chǎn)生。當(dāng)材料表面緊密接觸時，總伴隨著物理或化學(xué)的力，因此粘接行為是一個復(fù)雜的物理和化學(xué)現(xiàn)象。其不僅與基材表面的元素組成、化學(xué)狀態(tài)有關(guān)系，還取決于界面處的其他因素，如粗糙度、表面能等。粘接行為的研究涵蓋了高分子科學(xué)、表面和界面科學(xué)、材料科學(xué)、機械和流變等學(xué)科。若想提高材料間的粘接性能，則必須先了解其粘接機理。為了解釋粘接成型過程中的微觀機理變化，各國內(nèi)外研究人員提出了許多理論模型。最著名的理論有：吸附理論、機械互鎖理論、靜電理論、擴散理論、化學(xué)鍵理論等。

1吸附理論
人們認為粘接強度主要由吸附理論支撐。理論認為，粘接力主要有范德華力以及氫鍵作用。因此在制備膠黏劑的過程中，極性基團含量越高，與有極性的被粘物品表面就可以形成更大的分子間作用力。

2機械互鎖理論
理論認為，被粘物品表面十分粗糙，膠黏劑與被粘物品形成了一定程度上的機械作用。膠黏劑被涂抹以后，滲透到被沾物表面的凹凸不平地方，在凝固以后，在粘接界面形成了嚙合力，甚至像釘子一樣，釘在了被沾物的縫隙中，形成機械釘合作用。

3化學(xué)鍵理論
理論認為，膠黏劑分子與被粘物表面分子發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了化學(xué)鍵，化學(xué)鍵的強度比分子間作用力大很多。但是不是所有的的膠黏劑與被粘物表面都能生成化學(xué)鍵的。并且，在單位面積上，化學(xué)鍵的數(shù)量遠小于分子間作用力。

4擴散理論
理論認為，膠黏劑在被粘物表面固化時，膠黏劑分子與被粘物分子互相運動，由于布朗運動的特性，使得兩者在分子層面互相滲透，形成粘接力。然而在現(xiàn)階段的膠黏劑使用過程中，許多聚合物分子很難解釋金屬以及玻璃的粘接現(xiàn)象。

5靜電理論
理論認為，在聚合物與金屬站粘接時，金屬對于電子的吸引能力不如一些聚合物，因此電子轉(zhuǎn)移，形成雙電層體系，產(chǎn)生了靜電力。但是這種現(xiàn)象比較局限，只存在于少數(shù)特殊的粘接體系中。

歷史上，機械互鎖、靜電、擴散和吸附、表面化學(xué)反應(yīng)已被認為描述黏附的基本理論。目前粘接行為很難將其完全歸于單個理論，不同理論的相互組合最有可能解釋在給定的粘接體系內(nèi)的粘接行為，而每種理論的作用程度也可能因不同的粘接體系而發(fā)生變化。粘接劑與被粘物之間的相互作用并不總是發(fā)在原子和分子水平上的，除了其相互作用復(fù)雜性之外，還由于它們發(fā)生在材料的界面處，所以很難利用現(xiàn)有的技術(shù)手段來研究其粘接行為。