为了达到较强的AB胶粘接强度，紧密的分子接触是必需的，即是说，所 用的胶粘剂应能扩展到固体的表面，并取代存在于表面的空气或其它附着物。要满足这一要求，必需具备以下条件：

液体的接触角应为0,或接近于〇;

粘度要低，即不得大于几mPa.s;

能驱除被粘物接头间所夹的空气。

为了能满足AB胶以上3个条件，必须考虑以下四个因素：

浸润平衡；

胶粘剂和被粘物的表面自由能，以及胶粘剂 被粘物界面间的自由能；

浸润过程的动力学测定；

粘接操作 方法 表面张力

文本框:  

图7-1液体在固态表面的平衡

AB胶表面张力是分子间力的直接表现，表面张力产生是由于物体主体 对AB胶表面层吸引的结果，这一吸引力使得表面区域的分子数减少，从而 导致分子间的距离增大。增大分子间的距离则需作功，而要使得体系 回复为正常状态就需要回复功

作用于体系上，因而产生了表面 张力，也有了表面自由能。

AB胶浸润平衡

AB胶理论上的描述

液滴在固体表面上的状况 及浸润可由图7-1表示，图中相 接触处的张力分别以Av，表示，代表液气接触，固/液接触和固/气接触，这些张力在平衡状 态下与平衡状态接触角0的关系可以用Young氏公式表示：

/sv-^sL + yLvcos^        

Av表示固体物质的表面自由能，它是由于由固体对液体的蒸气吸 附而产生的。在数值上，它可能比固体在真空里的表面自由能ys小得 多。这一减少值被定义为平衡扩展压n5,它表示固体表面覆盖一层服 从理想气体定律的蒸气后，其表面自由能的减少为：

115 =   ~ ^sv — RT rd(\nP)               

J 0

式中/5为蒸气压，尸。为平衡蒸气压，及为气体常数，r为绝对温度，r 为被吸附蒸气的表面浓度。以真空下固体的表面自由能表示时，Ymmg 氏公式则改写为：

= ^SL + rLyC〇se + Us       

当沒>0°时，液体不能在固体表面扩展，而当6=〇°，液体对固体 完全浸润，且自发地扩展到表面上。其扩展速率取决于多种因素，例 如液体的粘度和固体表面的粗糙度。由以上的理论分析可知，要能产 生自发浸润，必须满足

ySv>ySL + yLv                  (7-4)

7s>ysi.+yLy + ns                       (7-5)

当然，当0>〇。时，也可以使用压力使得液体在固体表面上 扩展。

AB胶 表面及界面自由能

有机物，如某些聚合物的表面自由能小于lXl(T5J/m2,金属、金 属氧化物、陶瓷的表面能大于5Xl(T5J/m2,前者属低能固体表面，后 者属高能固体表面。

(1)低能AB胶表面

临界表面张力Z1Sman等首先按经验关系表征低能聚合物的 表面，他们发现低能固体及许多液体间，接触角的余弦值c〇W与该浸 润液体的表面张力Av存在一直线关系

表7-1室温下几种所得的塑料、橡胶及复合材料的表面自由能

固体表面 临界表面张力 7c/(mN/m) 7s/(mj/m2) 式（7 12)计算值 式（7 14)计算值

/(mj/m2) 熔融聚合

物表面张力

/ (mN/m)

聚六氟丙烯 16 2〜17 1 18 0 11 7 0 7 12 4 —

聚四氟乙烯 18 5 19 5 18 6 0• 5 19. 1 26 5

聚氣化磷乙烯 25 — 23. 2 7. 1 30. 3 —-

聚氟代乙烯 28 - 31 3 5.4 36.7 -

聚三氟氣乙烯 31 30. 8 31 4 2 1 33 5 31 1

聚乙烯 31 35. 0 31 3 1. 1 32.4  

聚丙烯 31 30 2 — — — —

聚苯乙烯 32 8 44. 0 38.4 2. 2 40. 6 40 7

聚氟乙烯 39 一 40 0 15 41. 5 —

尼龙66 42. 5 — 33. 6 7 8 41.4 —

聚对苯二甲酸乙二醇酯 43 — 41 8 3.3 45. 1 —

胺固化环氧树脂 — — 41. 2 5. 0 46.2 —

橡胶增韧环氧树脂 — — 37.2 8.3 45.5 —

丁腈橡胶 — — 26.5 9.5 36.0 一

碳纤维增强塑料（打磨过） — — 27.4 30.6 58.0 —

有人发现，对某一聚合物表面来说，不同系列的液体具有不同的 A值，而且接触角的余弦与液体表面张力通常为指数曲线形式而不是 直线。Good-Giritalco的处理可以解释这一现象。

Good-Giritalco处理方法 Good和Giritalco以纯净相的表面 自由能来描述界面的自由能，他们确定一 f，使它具有整体的最大值， 并定义为分子几何形状及通过相邻相间的相互作用力。