表面处理对胶粘剂粘接强度的影响分析

表面处理是粘接过程的首要工序，也是胶接成功与否的关键因素。由于基材在加工、运输、贮存、使用过程中，表面会存在不同程度的氧化物、锈迹、油污、吸附物及其它杂质等，直接影响胶接强度。

胶黏剂和粘接材料多种多样。按照热力学的观点，有高能表面与低能表面之分；从化学结构上考虑，又有活性表面与惰性表面之分。为了获得粘接强度高、耐久性好的粘接接头，要求待粘接的表面层与基体材料及胶粘剂必须结合牢固。

表面处理的作用主要有：

（1）除去妨碍胶接的表面污物及疏松层；
（2）提高表面能；
（3）增加粘接面积。

表面处理的好坏将直接影响胶接材料的胶接强度。其主要影响因素是清洁度、粗糙度和表面化学结构这三个方面。

一、清洁度
要获得良好的胶接强度，必要的条件是胶粘剂完全浸润基材表面。基材表面上经常有一层锈垢或氧化物，以及在金属的制造、切削、成型加工、热处理等过程中吸附的有机或无机污染物。这些污染物所组成的污染层内聚强度很低，它们的存在一般都要降低胶接强度。

二、粗糙度
适当地将表面糙化，均能提高胶接强度。但是，粗糙度又不能超过一定的界限。表面太粗糙又反而会降低胶接强度。因为过于粗糙的表面不能被胶粘剂很好地浸润，凹处所残留的空气等对胶接是不利的。胶接材料表面糙化之所以会提高胶接强度，首先，是因为机械糙化的过程无疑也使表面得到了净化；其次，是因为它还改变了表面的物理化学状态，形成了新的表面层；最后，粗糙度的不同还会影响界面上的应力分布，从而获得较好的胶接强度。

三、表面化学结构
胶接材料表面的化学组成与结构对胶接性能、耐久性能、热老化性能等都有重要影响；而表面结构对胶接性能的影响往往是通过改变表面层的内聚强度、厚度、孔隙度、活性和表面自由能等而实现的。其中，表面化学结构既可引起表面物理化学性质的改变，也可引起表面层内聚强度的变化，因而对粘附性能产生明显的影响。

如聚四氟乙烯是一种表面能很低的惰性高分子材料，一般的胶粘剂都无法牢固地进行胶接。但是，用钠-萘-四氢呋喃溶液处理后，使四氟乙烯发生裂变作用，表面上的部分氟原子被扯下来，并在表面上产生很薄的黑棕色碳层。这样，既改变了表面的化学结构，也增加了表面自由能，因而改进了胶接性能。