由于粘接力是在粘接劑與被粘物的界面區(qū)形成,了解粘接過程中界面的物理化學(xué)反應(yīng)十分重要。
1.表面能和表面張力:固體或液體物質(zhì)表面層的分子與內(nèi)部分子不同,其受力不平衡,會產(chǎn)生一種向內(nèi)收縮的力。受這種力作用的結(jié)果,液滴會收縮成球形,固體表面則會吸附環(huán)境中的物質(zhì)而獲得平衡。對固體而言,這種力稱為表面能,對液體則稱為表面張力。
2.潤濕與接觸角:當(dāng)液體滴在固體表面時,它可以鋪展開獲得一定形狀而達(dá)到平衡。
液體在固體表面的潤濕(wetting)程度,常以接觸角(contactangle)θ的大小來表示。接觸角是通過液滴三相點(diǎn)(氣、液、固)作液滴曲面的切線,該切線在液滴接觸面一側(cè)與固體的夾角。接觸角θ越小醫(yī)學(xué)教`育網(wǎng)搜集整理,液體在固體表面的潤濕性能越好,潤濕速度越快。當(dāng)θ=0°,表示固體表面被液體完全潤濕;θ<90°,表示固體表面能被液體潤濕;90°<θ<180°,表示不完全潤濕,液體難以潤濕固體表面。
3.表面能與粘接的關(guān)系:粘接劑潤濕被粘物后形成界面,分子或原子間產(chǎn)生相互作用力,這種作用力在粘接劑固化后被固定為粘附功,宏觀表現(xiàn)為粘接強(qiáng)度。研究表明,最大粘附功與固體表面能成正比例關(guān)系,為獲得最大粘附功或粘接強(qiáng)度,應(yīng)盡量增大固體的表面能。