【技术】“白云在线”带领大家探索密封胶的粘接密码

人气：3076

发表时间：2021-02-03

密封胶广泛应用于建筑幕墙、门窗、内装等领域，保障建筑接缝的长久密封，远离雨水渗漏的烦忧，提高建筑节能水平。密封胶能充分发挥密封性能，除了密封胶自身的力学性能，还有非常重要的是密封胶与其接触材料的粘接性。今天，“白云在线”就带领大家探索密封胶的粘接密码。

目前学术界对密封胶粘接的微观理论进行了深入研究，主要存在以下几种理论：

1、吸附理论

吸附理论认为粘接力的主要来源是粘接体系的 分子间作用力，即范德化力和氢键力。首先是胶粘剂分子经过布朗运动扩散到被粘物表面，使两界面的极性基团或链节相互靠近;然后当胶粘剂与被粘物分子间的距离达到5-10埃米时，界面分子之间便产生相互的吸引力。

分子间作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。

2、化学键形成理论

理论认为密封胶与被粘物分子之间除分子间作用力外，有时还有化学键产生。化学键的强度比范德华力高得多，化学键形成对 提高粘接强度和改善耐久性都具有重要意义。但化学键的形成并不普遍，单位粘接界面上化学键数要比分子间作用的数目少得多，因此粘接强度更多来自分子间的作用力。

3、扩散理论

两种聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧密接触时，由于分子的布朗运动或链段的摆动产生相互扩散现象。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产生。但是扩散理论不能解释聚合物材料与金属、玻璃或其他硬体胶粘，因为聚合物很难向这类材料扩散。

4、静电理论

该理论的主要依据是：实验测得的剥离时所消耗的能量与按双电层模型计算出的黏附功相符。

当密封胶和被粘物体系是一种电子的接受体-供给体的组合形式时，在界面区两侧形成了双电层，从而产生了静电引力。但静电作用仅存在于能够形成双电层的粘接体系，不具有普遍性。因此，静电力虽然确实存在于某些特殊的粘接体系，但不是起主导作用的因素。

5、机械结合理论

机械作用并不是产生粘接力的因素，而是增加粘接效果的一种方法。胶粘剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处，固化后在界面区产生了啮合力。机械结合力的本质是摩擦力，在粘合多孔材料、纸张、织物等时，机构连接力尤为重要，但对某些坚实而光滑的表面，这种作用并不显著。

简单理解，粘接包括“粘”和“接”两部分，“粘”是指粘接强度，“接”是指浸润。总结如下图所示：

图1 粘接力分析图

那么，我们进一步通过示意图分析密封胶几种常见的粘接类型。

图2 粘接要素图

如上图所示，A-A, B-B : 材质内聚力 ;C-C : 密封胶内聚力 ;A-C, B-C : 材质和密封胶之粘接力。对于非结构性装配的密封胶而言，一般只有一种基材(A或B)。在实际应用案例中会存在以下几种粘接破坏的类型：

1. 拉力测定时, 由最弱之力处切断破坏。

2. 若C-C最小, 则引起密封胶内聚破坏。

3. 若A-C或B-C最小, 则引起粘接破坏, 即密封胶与材质间之界面破坏。

4. 若A-A或B-B最小, 则引起材质内聚破坏。

对于建筑材料(例如玻璃、铝材等)，内聚力非常大，A-A或B-B是最大的力。所以，此时最理想的粘接情况是C-C最小，密封胶出现内聚破坏(见图3)。但是，当A-C或B-C最小，即粘接界面出现破坏，属于粘接不良的情况(见图4)。当然，部分基材自身强度较低(如ALC板)，可能是A-A或B-B出现破坏，此时就需要对一些基材采取补强措施。