一般來說,暴露在空氣中的金屬、玻璃、陶瓷等表面,一般都吸附一定的水分和氣體,而被一層水膜所覆蓋,不僅影響膠黏劑的濕潤,而且在加熱固化過程中還會產生氣泡,降低粘接強度。另外,真正光滑的表面并不完全有利于粘接,適當的粗糙度不僅可以增大粘接面積,還能夠增強機械嵌合作用,從而提高粘接強度。此外,對于一些非極性材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等,一般的膠黏劑很難發揮粘接作用,需要進行專門的表面敏化處理,在其表面引人極性基團,這樣才可以達到粘接的效果。下面跟著拜高一起來看下粘結技術前的表面處理要注意哪些事項吧!
(1)表面水分。許多材料具有多孔性、易吸水和排水,并有干縮濕脹的特點,這些均會影響到粘接強度,造成制品變形、開裂、剝離。同時,有些膠黏劑易與水分發生反應,因此,構件粘接前需要進行干燥,除去水分后才可進行粘接。通??梢圆捎貌潦?、干燥、熱風等方法。
(2)表面粉塵。可用刷子刷,壓縮空氣吹,或用干凈的布擦拭等。
(3)表面平整。當被粘接表面不平整、不光滑時,膠黏劑不易形成厚度均勻的膠膜而致使應力不均勻,最終導致粘接缺陷。因此被粘接物表面的平整度十分重要。
由于被粘接材料的性質不同,粘接表面處理的方式也不一樣,以木制品為例,其表面雖經刨光或砂光,但總有些沒有完全脫離的木質纖維殘留在表面,它們一經吸收水分或溶劑會潤濕膨脹而豎立刮手,并影響表面涂膠的均勻性,因此涂膠前一定要去除毛刺。對一般木制品只要經幾次砂磨即可,高級木制品可用如下的方法處理。
(4)表面污物。受膠痕、油跡等污物弄臟的粘接表面,可先用砂紙打磨將其磨光,再用棉紗蘸汽油等有機溶劑擦洗。若仍然清洗不凈時,可用機加工的方法將表面污物清理干凈。
對于金屬材料表面的氧化物,可采用烯酸清洗來去除。
(5)表面油脂。油脂是影響粘接質量的主要因素之一。對于金屬、塑料等材料表面的油脂可采用酸洗和堿洗的方法。而對于油脂和蠟等含量多的木材,為改善濕潤性和粘接性,可用10%的苛性鈉(NaOH)水溶液或用甲苯等溶劑刷洗粘接面,或用浸過上述溶劑的棉布擦拭粘接面進行脫脂處理,處理后的木材的粘接強度比未處理的粘接強度有所提高,但油脂含量少的樹種無明顯改善。處理后的表面不宜存放過久,待洗液揮發干燥后,即可進行涂膠粘接。
對于松木這一類含脂較多的木材,松脂的存在會影響涂膠的均勻性及黏性。在氣溫較高的情況下,松脂還會從木材中溢出,造成涂層發黏。清除松脂常用的方法是用有機溶劑清洗,如用酒精、松節油、汽油、甲苯和丙酮等清洗,也可用堿洗,如用5%~6%的碳酸鈉溶液或4%~5%燒堿溶液清洗,使松香皂化,再用刷子或海綿蘸熱水擦洗干凈。待表面干凈后,在清洗部位刷1~2道蟲膠漆,防止木材內層的松脂繼續滲出。
(6)金屬除銹與粗化。金屬材料在空氣中由于氧、水分及其他介質作用下會引起氧化、腐蝕或變色。銹蝕和氧化膜將妨礙膠黏劑對基體的濕潤,需要清除,露出基體的新鮮表面。同時,為了增加粘接面積、提高粘接強度,通常要求表面具有適當的粗糙度(聚乙烯例外)。對于金屬材料,在除銹的同時,往往也會達到粗化的目的。除銹的方法有手工法、機械法、化學法、電解法等。
(7)高聚物表面改性。高聚物的表面改性可以通過等離子體處理來實現。這是一種由離子、電子和中性粒子組成的部分或全部反應活性很大的離子化氣體。其主要特征是處理時間短((幾秒到幾分鐘),只在固體材料表面薄層發生反應,而材料內部基本不受影響。
等離子體產生的高能粒子和光子與聚合物表面發生強烈相互作用,其結果是除去有機污染物,使表面清潔,通過消融和蝕刻消除弱界面層并增大粘接面積;表面分子接枝或交聯,形成膜層改善耐熱性和粘接強度﹔表面氧化出現新的活性基團,產生酸堿相互作用和共價鍵結合﹔提高表面濕潤性,消除弱界面層,促進表面形成共價鍵。
因此,將這一特性用于高分子材料的表面改性,具有重要的實際意義。尤其是低表面能材料如聚烯經、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、硅橡膠等,可使粘接強度提高十倍到幾百倍。
(8)防止滲漏。在粘接多孔材料時,由于大量孔隙的存在會導致粘接面缺膠,因此要進行防滲漏處理。如在粘接斜面或疏松多孔的的木材時,要預先涂以防滲劑或底層膠。