雙組份聚氨酯膠粘劑的粘接機(jī)理

　　由于聚氨酯膠粘劑的分子結(jié)構(gòu)中含有活性很高的性基因異氰酸酯基因，所以此類膠粘劑可粘接的基材品種廣泛，如：金屬、塑料、木材、紙張、織物、陶瓷、玻璃等，在軟包裝復(fù)合材料中常用的基材有大類：塑料、鋁箔，而用得多的當(dāng)屬塑料。怎樣才能獲得個(gè)性能優(yōu)異的軟包裝呢？下面從幾個(gè)方面對(duì)粘接這現(xiàn)象進(jìn)行微觀的分析。
　　粘接基材的選擇：
　　為了使兩種基材在膠粘劑的作用下牢固的粘接在起，先個(gè)必要的條件就是要使膠粘劑能夠在固體表面上實(shí)現(xiàn)完浸潤(rùn)，即要獲得個(gè)均勻、完整的膠膜。只有使膠粘劑完潤(rùn)濕基材表面，才能使各種機(jī)理發(fā)揮作用，這是要獲得 佳粘接果的前提。如果浸潤(rùn)不完，在膠膜斷開的地方會(huì)產(chǎn)生很多應(yīng)力集中點(diǎn)，變小時(shí)則易從該處發(fā)生破壞，那么粘接強(qiáng)度也就會(huì)下降很多。那么個(gè)液體怎樣才能在個(gè)固體表面自動(dòng)鋪展呢？
　　當(dāng)雙組份聚氨酯膠粘劑的表面張力與基材的表面張力相同時(shí)，膠粘劑對(duì)基材表面實(shí)現(xiàn)了完潤(rùn)濕，此時(shí)粘接強(qiáng)度 大。已知聚氨酯膠粘劑的表面張力在40達(dá)因左右，因此，若想使其在基材表面完潤(rùn)濕，復(fù)合基材的表面張力也要達(dá)到40達(dá)因左右，才能實(shí)現(xiàn)完潤(rùn)濕。
　　軟包裝常用的兩大基材中，鋁箔現(xiàn)在因其不可替代的性能，正在被越來越多的使用。鋁金屬屬于高表面材料，其純金屬的表面張力達(dá)到1909達(dá)因，但因其易被氧化，在它的表面通常總是有定厚度的氧化層。另外，在其生產(chǎn)過程中因?yàn)榇罅渴褂脻?rùn)滑油，如果后期沒有清洗徹底，殘留的油漬會(huì)影響到鋁箔的表面張力，通常生產(chǎn)廠家將其分為四，A、B、C、D。那么用于復(fù)合的基材，要選A、B的產(chǎn)品，C、D的產(chǎn)品就不能保證涂布果，也就保證不了粘接牢度。另外鋁箔的貯運(yùn)過程中，包裝要嚴(yán)密，貯存期不要過長(zhǎng)，以免表面生成過厚的氧化膜，影響復(fù)合果。各種塑料膜是包裝復(fù)合基材的主流，而塑料膜的表面張力因其化學(xué)結(jié)構(gòu)不同而不同，從微觀角度講只有改變其表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)才能使其表面張力發(fā)生變化。
　　些基材的原始表面張力是低于聚氨酯膠粘劑的表面張力40達(dá)因很多的，那么這些基材要想用于復(fù)合就必須將其表面張力提高到38達(dá)因以上，否則無(wú)法使膠粘劑在其表面實(shí)現(xiàn)潤(rùn)濕，也就達(dá)不到高的復(fù)合牢度。通常常用的辦法是采用電暈處理。在高壓電場(chǎng)下，空氣中的氧氣變成臭氧，臭氧又分解成氧氣和新生態(tài)的氧原子。這種新生態(tài)的氧原子是十分強(qiáng)烈的氧化劑，使低表面能的基材表面發(fā)生氧化，氧化后的表面分子性增大，表面張力提高，這樣就可以使膠粘劑達(dá)到潤(rùn)濕了。但是需要明確的是，這種表面張力是不穩(wěn)定的，如果處理后沒有及時(shí)復(fù)合，在放置過程中這種張力是會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)而衰減的，因此放置時(shí)間般不超過7天為宜。如果放置時(shí)間長(zhǎng)了，使用前定要用表面張力測(cè)試液測(cè)試，如果表面張力小于38達(dá)因則需要重新進(jìn)行電暈處理，否則不能復(fù)合。
　　另外，電暈處理時(shí)，高壓電場(chǎng)下電子流對(duì)基材表面進(jìn)行轟擊，還可以引起表面起毛，起到了糙化表面的作用。這種物理形態(tài)的變化增加了表面積，對(duì)潤(rùn)濕是有增強(qiáng)作用的，同時(shí)凸凹的表面對(duì)粘膠劑的“錨固”作用也是有利的。
　　粘接力的形成機(jī)理：
　　在基材表面張力符合要求的前提下，膠粘劑在基材表面上形成了均勻、完整的膠膜，二種基材在復(fù)合壓力作用下有了充分緊密的接觸條件，此時(shí)在粘接界面上便發(fā)生了系列的物理作用和化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)的集合體現(xiàn)就形成了粘接力。
　　1．分子間力
　　當(dāng)分子之間距離達(dá)到1nm時(shí)，分子間產(chǎn)生了分子間作用力，這種分子間力是粘接力的主體來源。聚氨酯粘合劑中含有異氰酸酯基，它的反應(yīng)活性高，當(dāng)它與基材表面接觸時(shí)，能與基材表面吸附生成牢固的脲鍵，膠粘劑中的氨酯鍵、酯鍵、醚鍵等又可與基材表面的性基團(tuán)形成氫鍵。從而進(jìn)步增加剝離強(qiáng)度。
　　2．機(jī)械作用力
　　在顯微鏡下看，任何固體表面都不是 對(duì)光滑的，它由無(wú)數(shù)的峰谷組成，當(dāng)膠粘劑把這些峰谷灌滿并固化后，便形成了無(wú)數(shù)個(gè)微型的“錨釘”，將兩種基材牢牢地鎖在了起，這就從物理力學(xué)方面加強(qiáng)了粘接果，這種力也是粘接力的個(gè)重要部分。應(yīng)當(dāng)說明的是，對(duì)于塑料薄膜上的膠粘劑層這種機(jī)械作用是十分有限的，并不是決定剝離終強(qiáng)度的因素，而只是增加牢度的方法而已。當(dāng)然對(duì)于多孔性材料如織物或紙類機(jī)械作用是十分重要的了。
　　3．?dāng)U散作用力
　　當(dāng)膠粘劑與基材緊密接觸時(shí)，由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，在界面上產(chǎn)生互相擴(kuò)散作用，越是相容性接近的，則擴(kuò)散越容易進(jìn)行，同時(shí)膠粘劑分子量越低也越利于擴(kuò)散。而基材屬于高度結(jié)晶分子結(jié)構(gòu)的，由于其分子鍵堆集緊密，則不易發(fā)生分子間的擴(kuò)散作用。例如聚酯，雖然它屬于高表面能材料，但它粘接起來，并不容易。原因就是它是屬于高結(jié)晶度的分子結(jié)構(gòu)，材料非常緊密。擴(kuò)散作用使得界面模糊，你中有我，我中有你，這種作用力，也是粘接力形成的部分。