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聚氨酯胶粘剂的粘接机理

文章来源: www.gdxiangao.com 作者: 翔奥胶业-PUR热熔胶专业生产商编辑时间: 2019年07月26日 15时44分20秒

两块不同或不同的固体，由于介于两表面之间的另一种物质的作用而牢固地结合起来，这种过程称为粘接。介于两块固体表面间的物质称为胶粘剂，被粘接的两块固体则称为被粘物。为了使被粘物和胶粘剂形成良好的粘接接头，必须研究胶粘剂与被粘物之间发生的物理和化学变化，从理论上进行解释，以指导粘接实践。

一、金属、玻璃、陶瓷等的粘接
金属、玻璃等物质表面张力很高，属于高能表面，在PU胶固化物中含有内聚能较高的氨酯键和脲键，在一定条件下能在粘接面上聚集，形成高表面张力粘接层。一般来说，PU胶粘剂中极性基因含量高，胶粘层坚韧，能与金属，玻璃等硬基材很好地匹配，粘接强度较高。
含NCO基团的胶粘剂对金属的粘接机理如下。
金属表面一般存在着吸咐力（即便经过打磨处理的金属表面也存在微量的吸附水或金属氧化物水合物），NCO与水反应生成的脲键与金属氧化物之间通过氢键螯合形成酰脲－金属氧化物络合物，NCO基团还能与金属水合物形成共价键等。
在无活泼CNO场合，金属表面水合物及金属原子与聚氨酯中的氨酯键及脲键之间产生范德华力氢键。金属表面成分较为复杂，与PU胶之间形成的各种化学键或次价键（如氢键）的类型也很复杂。
玻璃、石板、陶瓷等无机材料一般由A12O3、SIO2、CAO和NA2O等成分构成，表面也含吸附水、羟基，粘接机理大致也与金属相同、

二、塑料、像胶的粘接
橡胶的粘接一般选用多异氰酸酯胶粘剂或橡胶类胶粘剂改性的多异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂中所含的有机溶剂能使橡胶表面溶胀，多异氰酸酯胶粘剂分子量较小，可渗入橡胶表层内部，与橡胶中存在的活性氢反应，开成共价键。多异氰酸酯还会与潮气反应生成脲基或缩二脲，并且在加热固化时异氰酸酯会发生自聚，形成交联结构，与像胶分子交联网络形成聚合物交联互穿网络(IPN)因而胶粘剂层具有良好的物理性能，用普通的聚氨酯胶粘剂粘接极性橡胶时，由于胶粘层具有良好的物理性能。用普通的聚氨酯胶粘剂粘接极性橡胶时，由于各材料基因之间的化学及物理作用，也能产生良好的粘接。
PVCPETFRP等塑料表面的极性基因能与胶粘剂中的氨酯、酯、醚等基因形成氢键，形成有一定粘接强度的粘接物。有人认为玻纤增强塑料(FRP)中含OH基因，其中表面的OH与PU胶粘剂中的NCO反应形成化学粘接力。

非极性塑料如PEPP,其表面极性很低，用极性的聚氨酯胶粘剂粘接时可能遇到困难，这可用多种方法对聚烯烃塑料进行表面处理加以解决。一种办法是用电晕处理，使其表面氧化，增加极性；另外一种办法是在被粘的塑料表面上采用多异氰酸酯胶粘剂等作增粘涂层剂（底涂剂、底胶）如熔融PE挤出薄膜在PET等塑薄膜上进行挤出复合时，由于PE表面存在低聚合度的弱界面层，粘接强度不理想，使用底胶时，多异氰酸酯在热的聚乙烯表面上扩散，使弱界面层强化，复合薄膜则具有较好的剥离强度。