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乐泰胶水小知识,接触角和金属表面能对粘接性

  • 发布日期:18-02-02 10:28
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     在粘接过程中,将乐泰胶水胶液涂到金属表面上,胶液滴能否在平整的表面上自发的延长,在热力学平衡理论中要涉及到接触角和表面自由能的问题。一般认为乐泰胶水的接触角和湿润性与粘接性能有很大的关系。乐泰胶水对被粘接材料表面湿润性好,接触角小,其粘接强度就大。因此,要制取粘接强度高的粘接体系,就必须设法获得乐泰胶水对粘接材料表面较小的接触角和良好的湿润性。一般说来,纯金属表面能高,而有机聚合物乐泰胶水表面能往往较低,从热力学的观点出发,有机聚合物乐泰胶水能够对高能表面的金属进行良好的湿润。但是金属表面常被一些有机或无机物所污染,造成其表面能发生较大的变化。如果污染物为表面能低的物质,则金属的表面能就变小,接触角增大,湿润性变差。因此,在粘接前对金属表面进行适当的表面处理是极为重要的环节。像铝、钛、不锈钢等材料在用 H2SO4/Na2Cr2O7处理前后的接触角与湿润性的改变对粘接性能具有明显的影响。如果对铝合金、钛等同采用一种乐泰胶水粘接(用酚醛-缩醛胶),铝合金在处理前的接触角为67°,其粘接强度为17.2MPa; 而处理后的接触角为0,其粘接强度升至36.7MPa。钛处理前的接触角为50°~75°,其粘接强度为9.5MPa; 处理后的接触角为10°,其相应的粘接强度升至49.7MPa。由此可见,随着接触角的变小,湿润性的改善,其粘接强度随之提高。值得注意的一种现象是上述金属 (如铝、镁、钛等) 经化学处理后,在空气中放置一段时间,其接触角会增大,如铝经化学处理之后,在空气中放置1h,由于新处理表面氧化膜的生成,造成其接触角增大较快,但对其粘接强度没有十分明显的影响,仍具有处理后的粘接强度。这表明对铝而言,粘接强度不仅仅与接触角的大小有关,还与表面氧化层及其表面结构密切相关 。

     影响金属表面能的另一重要因素是金属表面所生成的金属盐或金属氧化物。众所周知,一般贵重金属疏水性好,难以被氧化。但一旦其表面形成金属盐类,其表面亲水性大。金银材料非常相似,铑表面形成氧化层后也具有亲水性。一旦除去氧化层,金属表面亲水性变差,接触角随之变大。要想改善金属表面粘接性能,就必须对不同的金属材料采用不同的处理方法,改善其表面的亲水性和湿润性。如采用硝酸阳极化后,其表面具有亲水性,可降低接触角,改善其湿润性。银经真空加热处理,其表面能吸附1~2分子层水膜,可改善其湿润性。白金经真空加热处理,其表面也可形成1~2分子层水膜,若抛光处理后,胶滴可在其表面快速扩展。铝经酸处理后,其表面容易被湿润。不锈钢抛光处理后,其表面湿润性亦佳。由此可见,金属表面的亲水性与湿润性有着密切的关系,将影响粘接强度。

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