表面處理對膠粘劑粘接強度的影響分析

表面處理是粘接過程的首要工序，也是膠接成功與否的關鍵因素。由于基材在加工、運輸、貯存、使用過程中，表面會存在不同程度的氧化物、銹跡、油污、吸附物及其它雜質(zhì)等，直接影響膠接強度。

膠黏劑和粘接材料多種多樣。按照熱力學的觀點，有高能表面與低能表面之分；從化學結(jié)構(gòu)上考慮，又有活性表面與惰性表面之分。為了獲得粘接強度高、耐久性好的粘接接頭，要求待粘接的表面層與基體材料及膠粘劑必須結(jié)合牢固。

表面處理的作用主要有：

（1）除去妨礙膠接的表面污物及疏松層；
（2）提高表面能；
（3）增加粘接面積。

表面處理的好壞將直接影響膠接材料的膠接強度。其主要影響因素是清潔度、粗糙度和表面化學結(jié)構(gòu)這三個方面。

一、清潔度
要獲得良好的膠接強度，必要的條件是膠粘劑完全浸潤基材表面。基材表面上經(jīng)常有一層銹垢或氧化物，以及在金屬的制造、切削、成型加工、熱處理等過程中吸附的有機或無機污染物。這些污染物所組成的污染層內(nèi)聚強度很低，它們的存在一般都要降低膠接強度。

二、粗糙度
適當?shù)貙⒈砻娌诨?，均能提高膠接強度。但是，粗糙度又不能超過一定的界限。表面太粗糙又反而會降低膠接強度。因為過于粗糙的表面不能被膠粘劑很好地浸潤，凹處所殘留的空氣等對膠接是不利的。膠接材料表面糙化之所以會提高膠接強度，首先，是因為機械糙化的過程無疑也使表面得到了凈化；其次，是因為它還改變了表面的物理化學狀態(tài)，形成了新的表面層；最后，粗糙度的不同還會影響界面上的應力分布，從而獲得較好的膠接強度。

三、表面化學結(jié)構(gòu)
膠接材料表面的化學組成與結(jié)構(gòu)對膠接性能、耐久性能、熱老化性能等都有重要影響；而表面結(jié)構(gòu)對膠接性能的影響往往是通過改變表面層的內(nèi)聚強度、厚度、孔隙度、活性和表面自由能等而實現(xiàn)的。其中，表面化學結(jié)構(gòu)既可引起表面物理化學性質(zhì)的改變，也可引起表面層內(nèi)聚強度的變化，因而對粘附性能產(chǎn)生明顯的影響。

如聚四氟乙烯是一種表面能很低的惰性高分子材料，一般的膠粘劑都無法牢固地進行膠接。但是，用鈉-萘-四氫呋喃溶液處理后，使四氟乙烯發(fā)生裂變作用，表面上的部分氟原子被扯下來，并在表面上產(chǎn)生很薄的黑棕色碳層。這樣，既改變了表面的化學結(jié)構(gòu)，也增加了表面自由能，因而改進了膠接性能。