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软包装生产中粘合剂的粘接机理及粘接强度(上)

摘 要:复合是复合软包装材料生产的核心工序，只有通过复合才能使单一性能的材料结合成具有各种综合性能的新材料。无论何种复合工艺，均需采用粘合剂作为粘接材料。粘合剂在相当程度上影响了复合膜的性能。

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复合是复合软包装材料生产的核心工序，只有通过复合才能使单一性能的材料结合成具有各种综合性能的新材料。无论何种复合工艺，均需采用粘合剂作为粘接材料。粘合剂在相当程度上影响了复合镀铬棒膜的性能。

在实际粘合过程中，往往是复杂的，是多种粘合机理共同起作用的。在复合软包装材料生产中，使用最普遍的是聚氨酯粘合剂，其作用机理主要有：粘合剂的粘接机理；影响粘接强度的因素； 影响粘接强度的物理因素；影响粘接强度的化学因素；影响粘接强度的环境因素；复合薄膜的剥离强度；复合面上粘合剂的固化程度，如固化不足，略发粘；完全固化无粘着感但粘合力弱，复合膜经过一段时间后剥离强度下降，等等。

影响粘接强度的物理因素：

渗透

粘接面受环境的作用，常被渗入一些低分子物。如渗入水分、有机溶剂、芳香剂。低分子物的渗入首先使胶层变形，然后进入胶层与被粘物界面，使胶层强度降低。

迁移

许多高聚物材料均含有各种增塑剂、抗氧剂、滑爽剂、抗静电剂等，这些助剂容易从高聚物内部迁移出来，迁移出的小分子助剂聚集在界面上就会影响粘合剂与被粘材料的粘接。

粘合压力

在粘接时，向粘接面施加一定的压力，可使粘合剂更容易充满被粘物表面上的坑洞，甚至流入伸孔和毛细管中，增加粘合接触面。当粘合剂粘度较小时，加压会使粘合剂过度流淌，造成缺胶。所以应施加较小压力，或待其粘度上升后再加压；对于粘度较高或固体粘合剂可施加较高压力。

涂胶量

涂胶量决定了粘合剂层的厚度，关键是保证涂胶均匀，无气泡、无缺陷。如果胶层太薄，粘合剂不能填满基材表面的孔隙和凹坑，留下空缺，粘接强度不够，当胶层厚度增加时，粘接强度下降；胶层过厚也易产生气泡、滑移，厚胶层受热后的热膨胀在界面区所造成的热最后应力也较大。

溶剂的挥发

对于溶剂型粘合剂来说，涂胶后必须晾置或加热鼓风干燥，使溶剂挥发。否则大量溶剂残留胶层中，容易在胶层中形成气泡，还影响粘合剂的固化。

配胶组合冷库

对于一些双组份粘合剂，82A~．要准确，否则影响性能紧缩实验在主机的台板与移动横梁之间进行。如双组份聚氨酯粘合剂，若配胶中异氰酸根基团太多，固化的胶层较硬、发脆；若羟基量过多，则胶层软粘，内聚力低，粘接强度差。

内应力

内应力包括收缩应力和热应力。当粘合剂固化时，因挥发、冷却、结晶和化学反应使粘合剂体积发生收缩，引起收缩应力。当收缩力超过粘弹簧改变实验机的主机是立式结构附力时，粘接强度显著漩涡泵降低。热应力是在高温下，熔融的树脂冷却固化时，会产生体积收缩，在界面上由于粘接的约束而产生内应力。

外应力

作用在粘接面上的负荷应力是复杂的，包括剪切应力、剥离应力和交变应力。在不同的粘合产品上，所承受的应力各有侧重，还存在拉伸力和撕裂力。尤其是剥离应力破坏性很大。对存在交变应力的情况下，应使用高韧性、高弹性粘合剂。

粘合剂的粘度

前面已述及不同型号的粘合剂，有不同的粘度指标，而粘合剂对被粘物表面的浸润与粘接，实质上是两者相互作用，达到能量最低的结合。影响粘接强度的化学因素：

分子链结构

分子链规整、结晶度高，机械强度和粘接强度高，分子链极性强，内聚强度强度大，粘合力高。

分子量

高聚物分子量直接影响到分子间作用力。对于反应型的粘合剂体系，分子量对粘接强度的影响主要取决于分子扩散能力、官能度及固化产物的韧性、交联密度等综合因素。对于线性热塑性聚合物，分子量与粘接强度的关系有两种类型：一种是只发生粘合剂的内聚破坏，这时，粘接强度随分子量增加而增加，到一定数值则稳定。另一种是在小分子量范围内发生内聚破坏，随着分子量的增大粘接强度增大。当分子量达到某一数值后，粘合剂的内聚力同粘附力相等，发生混合破坏；当分子量进一步增大时，内聚力超过粘附力，发生界面破坏。在其中某一分子量时粘接强度为最大。

极性

极性强的分子内聚能高，分子间作用力大，对于极性被粘物，粘接强度大，如聚酯型比聚醚型的聚氨酯粘接强度大。但对于非极性被粘物无多大影响。此时只有改变被粘物的表面极性，经过处理产生许多极性基团后可明显改善粘接强度。

交联

照相机

一定的交联酯提高粘合剂的粘接强度、耐热性、耐水解性、耐溶剂性。聚合物的内聚强度随着交联密度的增加而增大，而当交联密度过下面为被测试样大时，聚合物则变硬变脆，使聚合物耐 中击强度降低。

结晶性

结晶作用能极大地提高粘接层的内聚力和粘接力，链段结构的规整性影响着结晶性。聚氨酯粘合剂的链上侧基小，亚甲基数多，软段的分子量高使得其结晶性高，故四氢呋喃型聚氨酯有较高的粘接强度。

添加剂

添加剂可改善粘合剂性能。

分解

在使用过程中，水、热、辐照、酸、碱及其它化学物质可影响粘合剂、使其分解，使粘接强度降低。

环境因素对粘接的影响是多方面的，外力、温度、湿度、光照、化学介质都能引起粘合剂一系列的物理化学变化。

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