粘接的强化措施

朱俊杰 陈炳耀 李军

摘 要：本文主要从机械加固、粘贴玻璃布增强、防止剥离、防止分层、改变接头的几何形状、消除内应力、表面进行化学处理、偶联剂处理、加热固化、缠绕纤维增强这些方面阐述了粘接的强化措施。

关键词：机械加固;胶粘剂;粘接强化措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.015

0 引言

虽然粘接技术具有独特的性能，可以简化工艺并解决关键问题，但有时它不能满足强度要求。为了更耐用，必须采取加强措施。

粘接的强化措施是增加结合面积，改善应力，承受部分负荷，减少薄弱环节，防止腐蚀泄漏，从而大大提高强度和耐久性。

1 机械加固和粘贴玻璃布增强

机械加固基本上是粘合和机械连接的组合，即混合连接。它可以使关节具有更高的可靠性，并且可以在培养优势和避免弱点方面发挥作用。

机械加固是最常见、最有效的方法，包括嵌波浪键，金属扣，钢板加固，螺钉，铆接，点焊，嵌入式燕尾键等。

在待处理的表面上施加一层玻璃纤维布可以增加粘合面积。提高粘接力，防止胶水流失，保证橡胶层厚度，减少内应力，吸收冲击能量。剪切强度，剥离强度，冲击强度，疲劳强度和耐久性大大提高，并且粘合性能得到显着改善。

待粘结的玻璃布层的面积和厚度应根据实际情况确定，一般为1至3层。层数太大，会导致坚硬和厚，易剥落而且不经济。

所用的玻璃布应为无碱，无蜡，无瑕疵的玻璃布，厚度为0.05至0.15毫米。

2 防止剥离和防止分层

如果其中一个被粘物是柔软的，则粘合剂层容易受到剥离力。典型的粘接接头剥离力特别敏感，例如平面对接，特别是在端部附近。如果受到横向剥离力，则容易脱离并导致整个粘接缝断裂。剥离通常从橡胶层的边缘开始，因此可以通过端部加宽，变薄，斜切，卷曲，包角和铆接来避免。

防止剥落损坏的最简单方法是制作薄钢板或铁皮的夹子。它粘在胶层边缘，可以有效防止剥离损坏。

粘合胶合板，纤维板，FRP，石棉板和其他层压板应防止材料在应力后分层。如果平坦层被研磨并且表面层受到剪切应力，则材料的内部将首先被分层。因此，为了获得牢固的结合，应该使用斜接接头来纵向施力以避免层之间的分层。

3 改变接头的几何形状和消除内应力

改变接头的几何形状可以大大提高粘接强度。对于平搭接，可以采取如下一些措施：

（1）将搭接接头的末端切成斜面形状。（2）去除接头末端的一部分材料，以降低刚性。（3）将薄的柔性层，例如玻璃布，粘在中间。（4）在弯曲处粘接贴板。（5）使接头末端弯曲。（6）接头末端内部削成斜角。

内应力对粘接性能有重要影响，内应力如果大，粘接强度就会小;内应力如果小，粘接强度就大。因此，应该努力消除或减少内部应力。

（1）采用零膨胀粘接技术。在20世纪70年代，据报道，当使用各种溶胀单体与树脂共聚时，由于溶胀单体，在聚合反应中发生化学键变化。总体效果就是聚合物体积扩大。具有零膨胀特性的新型粘合剂可以在没有内部应力的情况下进行粘接。

（2）降低固化反应活性。固化反应产生的放热温度越低，内应力越小。固化温度不宜过高，应采用最低的初始反应温度。延长凝胶时间，使分子不会移动太多，以避免过度收缩和增加内应力。凝胶化后加热固化，应采用逐步加熱方法。

（3）在粘合剂中加入活性增韧剂。添加具有反应性基团的长链脂肪增韧剂在固化体结构中形成长链韧性桥键，这提高了韧性和伸长率并降低了弹性模量。上述韧性系统可以有效地传递固化应力和热应力，从而使内应力分布均匀分散，从而达到降低内应力的目的。

（4）加人无机粉末填料。向粘合剂中加入适量的无机粉末填料可降低热膨胀系数、固化收缩率和放热温度，这可降低内应力。当受到应力时，含有填料的固化产物均匀地转移到填料颗粒的表面。由于填料占据了大部分应力，因此可以均匀地分布应力。粉末填料取代了大部分树脂，从而可以有效地减少固化后的收缩，并减少内应力。

（5）固化后缓慢冷却。加热凝固后不适宜冷却太快，应使大量大分子结构缓慢冷却和收缩，这是降低内应力的重要技术措施。

（6）后固化。后固化可有效消除内应力。

4 表面进行化学处理和偶联剂处理

对于金属的结构键合，化学处理后的键合强度大大提高。化学处理是指在金属表面脱脂后，在一定条件下与酸碱溶液接触，通过化学反应在金属表面上形成难溶于水的非金属膜。可以大大提高粘合剂对表面的粘附性，从而大大提高粘合强度。具有高性能要求的粘合应尽可能进行化学表面处理。

用偶联剂处理待粘接表面是加强粘接的有效方法，操作方便，用量少，效果明显。用于表面处理的偶联剂是非水溶液（通常为乙醇），用量1%至2%。涂布后，应在室温下干燥，然后在80～100℃下干燥半小时。

5 加热固化和缠绕纤维增强

为了获得更高的粘合强度，通常需要热固化，并且强度可以增加50%至100%，这也是粘合增强的良好方法。热固化有利于大分子的进一步扩散，渗透和缠结，使化学反应更完全，增加固化和交联度，并减少蠕变，这可以增加粘合强度。

对于诸如管或杆的圆形粘合接头，可以使用橡胶缠绕的纤维。

6 结语

粘接的强化措施是增加结合面积，改善应力，承受部分负荷，减少薄弱环节，防止腐蚀泄漏，从而大大提高结合强度和耐久性。加强粘接具有重要意义，是满足高性能特殊要求所不可或缺的。加强措施包括机械加固，粘接玻璃布，防止剥落，消除内部应力，更换关节的几何形状，缠绕纤维增强，表面化学处理，用偶联剂进行表面处理，热固化等。在实践中实际使用哪种方法是一种方法或几种方法的组合，具体取决于实际情况和要求。

参考文献：

[1]李子东，李广宇，于敏.现代胶粘技术手册[M].北京：新时代出版社，2002.