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膠粘劑(涂料、油墨)附著力的機理人們并未完全了解，但形成了一些假設理論，并用以分析附著過程和影響附著力的因素。

一、附著力

當兩種物體被放在一起達到緊密的界面分子接觸，以至生成新的界面層時就生成了附著力。

當膠粘劑涂布于基材上，在干燥和固化的過程中附著力就生成了。這些力的大小取決于基材表面和膠粘劑的性質(zhì)。

廣義上講附著力可分為二類：主價力和次價力?；瘜W鍵即為主價力，具有比次價力高得多的附著力。次價力基于以氫鍵為代表的弱得多的物理作用力。這些作用力在具有極性基團(如羧基)的基材上更常見，而在非極性表面如聚乙烯上則較少。

二、附著力理論

1、機械連接理論

在亞微觀狀態(tài)下觀察，基材表面是粗糙的，充滿孔洞、凹陷。具有良好流動性能的液態(tài)膠粘劑流入并填滿這些孔洞、凹陷，干燥固化后形成鉤錨、榫接、鉚合等機械連接力?；牡拇植诔潭雀?、表面積大，附著力就大。只有當膠粘劑完全滲透到粗糙表面的不規(guī)則界面處，才對附著力有利。

只要涂膜稍具流動性，就很少會產(chǎn)生不可釋放應力。但隨著涂膜粘度、剛性的增加和對基材附著力的形成，就會產(chǎn)生大量的應力。膠粘劑在基材的凹凸處的厚度顯然不同，這種不同導致物理性質(zhì)不同。不均一的涂層會產(chǎn)生很大的內(nèi)部應力，甚至會導致膜層的破裂。

2、化學鍵理論

在界面間產(chǎn)生化學鍵，互相反應的化學基團牢牢結(jié)合在基材和膠粘劑上。這類連結(jié)最強且耐久性最好。

含反應性基團如羥基和羧基的膠粘劑傾向于和含有類似基團的基材有更強的附著力。光譜分析法可證實這一點。

3、靜電理論

膠粘劑和基材表面都帶有殘余電子而形成帶電雙電層，這些電子的相互作用也能提高附著力。

靜電力主要來源于色散力和由永久偶極子引起的相互作用力(一個分子的正電區(qū)和另一個分子的負電區(qū))。誘導偶極子之間的吸引力稱為色散力或倫敦力，是范德華力(分子間力)的一種。

當膠粘劑分子與基材分子之間的間距超過0.5納米(5埃)時，這些力的作用明顯降低。所以保證一定壓力用壓輥使膠粘劑與基材緊密接觸是非常重要的。

4、擴散理論

當膠粘劑與基材接觸時，大分子的某些短鏈會向界面另一邊進行不同程度的擴散。即鏈段穿過界面后相互擴散形成交錯網(wǎng)狀結(jié)構。

由于長鏈性質(zhì)不同及擴散系數(shù)較低，非相似聚合物通常不相容。完整的大分子穿過界面互相擴散是不可能的。實驗表明，局部鏈段擴散很容易發(fā)生，并在界面產(chǎn)生10-1000埃的擴散界面層。

三、附著力形成機理

1、機理描述

當不相似的兩種材料密切接觸時，在空氣中的兩個自由表面消失，形成新的界面。界面相互作用的性質(zhì)決定了涂料和底材之間成鍵的強度，這種相互作用的程度基本由一相被另一相的潤濕性決定,使用液體涂料時，液相的流動性也有很大幫助，因此潤濕可被看作涂料和底材的密切接觸。為了保持涂層與底材的附著力，除了保證初步的潤濕外，在涂膜形成后的完全潤濕和固化后仍保持鍵合情況不變是很重要的。

成膜方式

(a)、冷卻到熔融溫度(玻璃化溫度Tg)以下

(b)、化學交聯(lián)反應

(c)、溶劑和稀釋劑的揮發(fā)

(d)、粘結(jié)料在干燥時也有交聯(lián)能力。因此涂料對底材的潤濕是形成附著鍵的關鍵。

2、界面現(xiàn)象

附著力形成機理的前提是液體涂料在固體基材上產(chǎn)生有效潤濕。涂料在液態(tài)時的表面張力以及基材和固態(tài)涂膜的表面能是影響界面連接強度和附著力形成的重要參數(shù)。

液體的表面張力數(shù)值低于固體的表面張力(表面自由能)數(shù)值時，液體才能在該固體上有效潤濕，才可能充分鋪展。二者數(shù)值差越大，潤濕、鋪展的程度越好。

1)潤濕

潤濕過程就是相界面上一種流體被另一種流體所取代的過程。衡量潤濕程度的參數(shù)是接觸角。

2)、凈吸力

物體表面和內(nèi)部分子的受力狀態(tài)是不同的。

如圖：

液體表面某分子所受的各個方向的吸引力，其中A1、A2的力可以互相抵消，C向力及B、D向下的合力為F，B、D水平分力也互相抵消，所以分子受到一個垂直于液體表面指向液體內(nèi)部的”合吸力”，通常稱為凈吸力，由于有凈吸力的存在，致使液體表面的分子有被拉入液體內(nèi)部的傾向，所以任何液體表表都有自發(fā)縮小的傾向，這也是液體表面表現(xiàn)出表面張力的原因。

固體表面分子同樣存在凈吸力，只是固體分子不能象液體分子一樣可以自由移動，不能產(chǎn)生表面收縮，但以自由能的形式存在于表面。

3)、表面張力

以球形液滴鋪展到表面為例

表面積變大、意味著液體內(nèi)部的某些分子被“拉到“表面并鋪于表面上。當內(nèi)部分子被拉到表面時，需要克服內(nèi)部分子的吸引力而消耗功。因此，表面張力可定義為增加單位面積所消耗的功。

表面張力的單位是N/M。是作用在單位長度上的力。

分子間力可以引起凈吸力。而凈吸力引起表面張力，表面張力永遠和液體表面相切，而和凈吸力相互垂直。

4)、表面潤濕

把液滴放在固體表面時，會出現(xiàn)二種現(xiàn)象：一種是液滴會立即鋪展開來，即固體被液體所潤濕;另一種是液滴團聚成球狀不鋪展，即固體不被液體所潤濕。

液體對固體的潤濕程度，通常用液-固二相的接觸界面AC與液體表面的切線AB之間的夾角(稱接觸角)的大小來表示。

液體對固體的潤濕程度

基材可以被表面張力、接觸角小的涂料所潤濕、或者說二者較接近時才能潤濕。理論上講：若某種物體表面自由能低于33dyn/cm，就幾乎無法附著目前所知的任何一種膠粘劑。

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來源：互聯(lián)網(wǎng)綜合