環(huán)氧膠粘劑膠接破壞機理

要設(shè)計出環(huán)氧膠粘劑的最佳配方，達到所要求的膠接性能，就必須了解環(huán)氧膠粘劑的粘附機理和膠接的破壞機理。在這方面已做了大量研究，提出了許多理論，雖然都還存在一些不足之處，但是已闡明和解決了不少實際問題，大大推動了環(huán)氧膠粘劑的開發(fā)應(yīng)用。

(1)環(huán)氧樹脂含有多種極性基團和活性很大的環(huán)氧基，因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料，尤其是表面活性高的材料具有很強的粘接力，同時環(huán)氧固化物的內(nèi)聚強度也很大，所以其膠接強度很高。

(2)環(huán)氧樹脂固化時基本上無低分子揮發(fā)物產(chǎn)生。膠層的體積收縮率小，約1%一2%，是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一。加入填料后可降到0.2%以下。環(huán)氧固化物的線脹系數(shù)也很小。因此內(nèi)應(yīng)力小，對膠接強度影響小。加之環(huán)氧固化物的蠕變小，所以膠層的尺寸穩(wěn)定性好。

(3)環(huán)氧樹脂、固化劑及改性劑的品種很多，可通過合理而巧妙的配方設(shè)計，使膠粘劑具有所需要的工藝性(如快速固化、室溫固化、低溫固化、水中固化、低粘度、高粘度等)，并具有所要求的使用性能(如耐高溫、耐低溫、高強度、高柔性、耐老化、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、導(dǎo)熱等)。

(4)與多種有機物(單體、樹脂、橡膠)和無機物(如填料等)具有很好的相容性和反應(yīng)性，易于進行共聚、交聯(lián)、共混、填充等改性，以提高膠層的性能。

(5)耐腐蝕性及介電性能好。能耐酸、堿、鹽、溶劑等多種介質(zhì)的腐蝕。體積電阻率1013-1016Ω·cm，介電強度16-35kV/mm。

(6)通用型環(huán)氧樹脂、固化劑及添加劑的產(chǎn)地多、產(chǎn)量大，配制簡易，可接觸壓成型，能大規(guī)模應(yīng)用。

(1)不增韌時，固化物一般偏脆，抗剝離、抗開裂、抗沖擊性能差。

(2)對極性小的材料(如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等)粘接力小。必須先進行表面活化處理。

(3)有些原材料如活性稀釋劑、固化劑等有不同程度的毒性和刺激性。設(shè)計配方時應(yīng)盡量避免選用，施工操作時應(yīng)加強通風(fēng)和防護。

如無溶劑型膠粘劑、(有機)溶劑型膠粘劑、水性膠粘劑(又可分為水乳型和水溶型兩種)、膏狀膠粘劑、薄膜狀膠粘劑(環(huán)氧膠膜)等。

冷固化膠(不加熱固化膠)。又分為:低溫固化膠，固化溫度<15℃;室溫固化膠，固化溫度15-40℃。

熱固化膠。又可分為:中溫固化膠，固化溫度約80-120℃;高溫固化膠，固化溫度>150℃。

其他方式固化膠，如光固化膠、潮濕面及水中固化膠、潛伏性固化膠等。

快固型(K)和普固型(P)

產(chǎn)品標記:膠粘劑名稱、品種、標準號順序標記。

結(jié)構(gòu)膠，抗剪及抗拉強度大，而且還應(yīng)有較高的不均勻扯離強度，使膠接接頭在長時間內(nèi)能承受振動、疲勞及沖擊等載荷。同時還應(yīng)具有較高的耐熱性和耐候性。通常鋼-鋼室溫抗剪強度>25MPa，抗拉強度≥33MPa。不均勻扯離強度>40kN/m。

次受力結(jié)構(gòu)膠，能承受中等載荷。通常抗剪強度17-25MPa，不均勻扯離強度20-50kN/m。

非結(jié)構(gòu)膠，即通用型膠粘劑。其室溫強度還比較高，但隨溫度的升高，膠接強度下降較快。只能用于受力不大的部位。

通用型膠粘劑。

特種膠粘劑。如耐高溫膠(使用溫度≥150℃)、耐低溫膠(可耐-50℃或更低的溫度)、應(yīng)變膠(粘貼應(yīng)變片用)、導(dǎo)電膠(體積電阻率10-3~10-4Ω·cm)、密封膠(真空密封、機械密封用)、光學(xué)膠(無色透明、耐光老化、折光率與光學(xué)零件相匹配)、耐腐蝕膠、結(jié)構(gòu)膠等。

此外也可按固化劑的類型來分類，如胺固化環(huán)氧膠、酸酐固化膠等。還可分為雙組分膠和單組分膠，純環(huán)氧膠和改性環(huán)氧膠(如環(huán)氧-尼龍膠、環(huán)氧-聚硫橡膠膠、環(huán)氧-丁腈膠、環(huán)氧-聚氨酯膠、環(huán)氧-酚醛膠、有機硅環(huán)氧膠、丙烯酸環(huán)氧膠等)。

此改性環(huán)氧樹脂膠粘劑可室溫固化，具有優(yōu)異的耐油、耐水、耐酸、堿、耐有機溶劑的性能，可粘接潮濕面，油面及金屬、塑料、陶瓷、硬質(zhì)橡皮、木材等。

端羥基丁腈橡膠改性環(huán)氧膠粘劑原材料與配方(單位:質(zhì)量份)

環(huán)氧樹脂(E-51) :100 .固化劑10~20

端羥基液體丁腈橡膠(HTBN)16 其他助劑適量

端羥基丁腈橡膠改性環(huán)氧膠粘劑用HTBN增韌雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成工藝簡單易行，增韌樹脂貯存穩(wěn)定性好。若選用合適的固化劑，在加熱或室溫固化時，均能獲得好的力學(xué)性能。

基于水中粘結(jié)的特殊環(huán)境，理想的水下環(huán)氧砂漿應(yīng)具備以下條件:①遇水后能在固化前保持穩(wěn)定，不被水破壞，不與水混溶;②能在水中對被粘物表面進行有效的浸潤和固化;③要求膠粘劑滿足在水中對被粘物浸潤的熱力學(xué)條件，即在水中粘附功要大于零;④具有一定的表面活性作用，能置換(或混溶)被粘物表面上的水分子;⑤應(yīng)具有適當?shù)恼扯?，以保持良好的初粘?⑥固化后有必要的物理及力學(xué)性能、良好的耐水穩(wěn)定性。此外，還必須能適應(yīng)水下各種幾何形狀的構(gòu)造物的粘結(jié)，操作簡便，不污染環(huán)境等特點。若想將環(huán)氧砂漿用于水下修補，還需解決以下幾個問題:①水下粘接性能;②低溫流動性;③可操作時間與水下快速固化速度的平衡。