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浅谈粘接件接头老化的原因分析

浅谈粘接件接头老化的原因分析

随着粘接技术的使用范围越来越广,粘接接头的老化问题就越来越受到了重视,导致粘接接头老化的原因大概可以分为以下几方面:机械载荷对接头的影响、自然环境对接头的影响和胶粘剂组份的迁移。篇幅所限,今天先来聊一聊,自然环境是如何加剧粘接接头老化的:

1、 温度和射线

    温度对化学反应的影响很大。温度越高,发生化学反应的可能性越高,且反应越快。这样的反应导致了粘接接头的性能变化差。机械应力同时也导致在高温下的粘接接头的加速破坏。一般认为,高温加速粘接接头速老化。

另一方面就是辐射,尤其是太阳光中的紫外线的照射。胶粘剂和塑料基材中的高分子链段易受到紫外光的照射从而导致分子链的破坏。特别是聚氨酯胶对紫外线非常敏感。

2、 

    湿气能渗透(扩散)到已经固化的胶层中,并被胶层吸收。这些被吸收的水分子减小了胶的内聚强度。因为水在高分子链之间扮演了润滑剂的作用(增塑剂效应),使得分子链相互之间更容易滑动。水分渗入胶层的速度很低,但是持续性很强。在环境温度为40下,对于交联结构的聚合物,水的渗透速率为每个月大约几个毫米。当粘接接头干燥后,内聚强度重新上升,回到原来水平。

粘接接头暴露于湿气中产生的最大的问题是,水的渗透减小了基材与胶的黏附力。水渗透进入了粘接接头后黏附力变小。胶与基材黏附力减弱通常也是一个缓慢的过程。胶与基材表面形成的化学键比物理相互作用力更耐水汽。一旦化学键遭到破坏,干燥后其黏附力也不能恢复。

防止胶水不受水汽影响的最好办法是远离水汽。如果无法做到,可将接头密封起来。

3、 腐蚀

    对于金属接头,基材的腐蚀主要是由水汽的渗透引起的。基材的腐蚀导致粘接接头在短期内快速失效。盐、酸、碱、水汽等物质加速腐的发生。这些物质不但能腐蚀基材还能从胶层外部缓慢渗透到内部从而影响胶层的内聚力及黏附力。所以一方面我们需要尽可能将基材和胶层保护起来,另一方面需要提高胶粘剂和基材的抗腐蚀能力。

4、 化学介质

    自然界中的酸雨、酸性雾霾或大家经常使用的清洁剂等物质也会加速粘接接头的老化。一方面这些含有化学品的物质会对粘接件的基材表面进行腐蚀,另一方面也会对及胶粘剂的粘附层和内聚层造成不可逆的破坏。

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