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粘接机理与胶粘剂的选择
粘接机理与胶粘剂的选择胶粘剂的基本功能胶粘剂的基本功能是涂覆在被粘物表面间使这些被粘物连接起来。在要制造粘接件时，首先要考虑从不同类型的胶粘剂中挑选适宜的胶粘剂。这就提出了凭借什么标准来挑选胶粘剂的问题。如果是根据使用者早先的经验，而不考虑粘接件的所有条件、要求，那么将可能得不到最好的制品粘接件。由于不存在能满足所有材料，所有应用条件和所有粘接条件的万能胶粘剂，所以经常需要将所期望的粘接性能及所要求的粘接条件折衷一下。对每种粘接件要判定哪些性能或条件是最重要的，哪些是不那么重要的。通常在挑选胶粘剂时主要考虑的因素是，被粘接材料、粘接件的强度和耐久要求、粘接件的服务要求、粘接过程的要求，成本和其它的专门考虑，等等。在制造粘接件之前，应该了解粘接件所要求的全部信息以及在制造过程中粘接件制造都的条件。只有了解上述信息后，才能决定是从现成的胶粘剂商品中选择一种适宜的胶粘剂叱，或是需要设计和制造一种适用的胶粘剂新品种，或是不能彩胶粘剂。虽然有许多书中介绍了许多类型胶粘剂的性能及适于的被粘接材料的类型，但没有讲到被粘材料和粘合件的尺寸、粘合件的暴露条件（暴露于服务环境时所受力的情况：是否连续地、间歇地、振动地或循环地受力等等），以及其它许多因素。而这些因素对于认定胶粘剂本身所起的作用以及其与被粘接材料的相互影响是重要的。当几种化学了万分完全不同的胶粘剂，都可以满足一种粘接接头的物理性质方面的要求时，要注意，接头在某方面强度获得额外的增益时，这种增益常常是牺牲了另外性质的结果，或者增加了成本。同时不要超规格使用有粘剂，因为片面的追求高指标，将有可能导致粘合件的可靠性不足。只要有可能，在挑选胶粘剂时应尽可能得到胶粘剂制造者或胶粘工艺的内行专家的帮助。粘接组合件的要求在考虑粘接时，粘接组合件的结构常常是胶粘剂选择的决定因素。被粘接零件之间接头类型和式样是结构的主要表征。通常接头类型有角接、T形接、对接和面接。两个平板形零件间粘接时，采用面接显然比其它类型的接头强度高，甚至采用较低强度的胶粘剂也能获得较好的接头强度。同样是面接，套接和槽接与平面接相比，在差不多的面积上会得到更高的接头强度，因此常常用不着采用高强度胶粘剂。虽然采用对接时，这类型接头适于承受张力或压力，要求采用较高强度的胶粘剂，但如果采用隼式对接、坡形对接或阶梯形对接，就可以采用不那么高强度的胶粘剂。在被粘区域内，尽可能地扩大被粘面积，有助于在不降低接头强度要求的情况下，采用价廉、强度较低的胶粘剂。粘接组合件的整个加工过程或多或少对胶粘剂的选择有影响。粘接前的加工在被粘面所造成的表面直接关系到粘接效果，如果不能改变它，那就要选择与这种表面相匹配的胶粘剂。在粘接完成以后，整个被粘接件的加工方法（切削、冲压、加温、冷冻、浸渍等等）在选择胶粘剂时也都要考虑到。整个粘接件如果是生产流水线上的一个单元，为了与其他单元同步，所采用的胶粘剂操作性能必须与生产线的速度相适应。同是胶粘剂的形态（液体、膏状、膜状或固体）与粘接件的加工手段（手工或机械）也要相匹配。有时对胶粘剂的要求远不只是简单粘接作用。这些粘接以外的作用，包括绝热、电绝缘或密封（对气体、潮湿、油类和溶剂）。有时要求胶粘剂对被粘体或接头具有抗腐蚀性、抗振动性和抗疲劳性。对胶粘剂的第二作用的要求有进有显著的重要作用，可能成为挑选胶粘剂时主要考虑的因素之一。被粘材料被粘材料的物理性质和化学性质及其在粘接前所需的表面制备程度，是挑选胶粘剂所考虑的另一重要因素。此时的选择目标是扩展接头上的粘接程度，使接头在受试时粘接是内聚破坏而不要在胶粘剂/被粘体界面上发生接头破坏。因为这样就有可能达到粘接剂的最高强度。低强度材料，如织物、毛毡或某些类似木材的材料，可能比胶粘剂还要脆弱，因此接头破坏发生在材料内容。对这类应用，所选的胶粘剂允许粘接件在其材料经受得住的任何物理条件下使用，而且无粘接破坏的危险。此时使用高强度胶粘剂将使粘接材料超规格或者高价化了。被粘体的厚度与强度同样重要，特别是在那些胶粘剂的弹性系数与接头设计相关的地方。柔性材料，如橡胶、薄金属片、塑料膜等，它们在使用中易于弯曲，不要用硬而碎的胶粘剂来粘接，因为类胶粘剂可能破裂而导致粘接强度降低。被粘体的可曲挠性或热膨胀性的差异可使在胶层内产生内应力。这样的应力可能在接应承载任何外加负荷前就已导致接应过早地破坏了。这样的接应在零下温度使用特别危险。在一定程度上，应力可用接应设计减到最小，但已固化的胶层仍存在应力。相同材料之间是客观存在最小应力的地方。通过调节胶粘剂组成和挑选胶粘剂，可以指望一种胶粘剂，其流变性、热膨胀性和化学稳定性都与被粘材料类似。在化学介质（气体、液体）中接头材料之一膨胀，将导致应力接近到胶粘剂与被粘体界面上。对不同组成的被粘材料（如钢与塑料），有人提出，如果这两种材料的弹性模数各自为E1和E2，总的相对伸长各自为L1和L2，要满足最小应力的必要条件，是胶粘剂的弹性模数接近于1/2（E1+E2），总伸长接近于1/2 （L1+L2）。此处L=施张力于单位长度时的长度变化。这种关系是假定的关系。这种根据胶粘剂的机械性质应是界于被粘体之间的选择方法，是假设此时胶粘剂的其它性质是满足了粘接件的制造和使用条件的。此处强调了强度，但在许多场合，接头的其它性能比最终强度还显得急需，而最终强度并不那么重要（例如密封），那就要考虑粘接剂的其它性能。另一个不可忽略的因素是胶粘剂的形态。溶剂型胶粘剂在粘接热塑性薄膜或其复合薄膜时使接头的边缘起折皱，而它们对硬质热塑性材料的作用常常减少了对材料表面处理的要求。被粘材料的特殊形状通常有助于特殊形式胶粘剂的应用。铝蜂房结构对平金属薄板的边接，用液态底胶和热固性胶膜（玻纤布作衬）粘接最好。用糊状胶比较方便地将铜翼片和铝管制成换热器。对多孔性材料，采用粘度特别大的或者膏状胶粘剂更合适。

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