黏結劑

概述

黏結劑又稱膠粘劑，簡稱膠（bonding agent, adhesive），是使物體與另一物體緊密連接為一體的非金屬媒介材料。在兩個被粘物面之間膠粘劑只佔很薄的一層體積，但使用膠粘劑完成膠接施工之後，所得膠接件在機械性能和物理化學性能方面，能滿足實際需要的各項要求。由於膠粘劑具有應用廣，用簡便，經濟效益高等許多特點，隨著科學技術的發展，膠粘劑正在越來越多地代替機械聯結，從而為各行業簡化工藝、節約能源、降低成本、提高經濟效益提供了有效途徑。

黏結劑連接的優缺點

優點：

1、能連接同類或不同類的材料，如鋼與鋁、金屬與玻璃等的連接。

2、簡化機械加工工藝，縮短生產周期，提高生產質量，降低成本。

3、表面光滑，氣體動力性能良好，對於飛機、導彈等十分重要。

4、可以製成複合結構、蜂窩夾層結構等，應力分佈均勻，沒有鉚釘孔，減輕結構重量，延長結構壽命。與電焊相比，不經過高溫，不破壞金屬組織，不易產生零件的溫度變形和內應力。

5、密封性能良好，非導電膠有絕緣、絕熱和抗震性能。有良好的耐腐蝕性。

6、粘結需要的勞動量小，操作人員技術水平要求不高，勞動強度較低。

缺點：

1、熱固性黏結劑的剝離力比較低，熱塑性膠黏劑在受力時有蠕變傾向。

2、有一些黏結劑粘結工藝複雜，有些黏結劑易燃、有毒。

3、有些黏結劑在高溫、高濕、冷、熱、日光、化學的作用下產生逐漸老化。

4、缺乏可靠的無損檢驗粘結質量的方法。

5、有些黏結劑中含有苯、甲醛等物質，粘結后，散發出的氣體對人體有害。

黏結劑的分類

黏結劑可分為兩大類，即無機黏結劑和有機粘結劑。

無機黏結劑有：硫酸鹽，硅酸鹽，磷酸鹽和硼酸鹽。

有機粘結劑又分為天然黏結劑與合成黏結劑兩類。

天然黏結劑有：動物黏結劑、植物黏結劑、礦物黏結劑、天然橡膠黏結劑。

合成黏結劑有樹脂型、橡膠性和混合型。

選擇時應注意的問題

1、被粘結材料的性質。

2、考慮粘結接頭的情況

3、溫度 包括耐熱性。耐寒性和耐冷熱交變性。

4、用於結構部件粘結時，應盡量使粘結接頭的強度大於或至少接近被粘結母材的強度。

5、高溫固化黏結劑的性能遠高於室溫固化的黏結劑，要求強度高、耐久性好的宜選用高溫固化的黏結劑。

6、用於密封或防漏可選用密封膠或厭氧膠；對要求透明的接頭，可選用聚乙烯醇縮醛膠、丙烯酸聚酯膠、聚氨酯膠、不飽和聚酯膠等。

環境污染問題

由於膠粘劑的組分或者溶劑的化學品多是有機化學物，對環境和勞動者的健康危害十分嚴重。對居住環境也產生影響，可能與甲醛、甲苯、二甲苯或者增塑劑等揮發性有機物（VOC）有關。對人體健康的影響有：

皮膚損害：皮膚過敏，接觸性皮炎；皮膚起水皰；

刺激作用：刺激眼睛、口、喉和鼻腔、呼吸道；

窒息：接觸高濃度正己烷的工作場所，有發生窒息的可能性。

設計原則

1、盡量使粘縫受剪力或拉力，盡量避免粘縫承受剝離和不均勻扯離，否則需要採取必要的加固措施。

2、在可能與允許的條件下適當地增大粘結面積，以提高膠層承受載荷的能力。

3、粘結接頭強度和被粘物強度在同一數量級上。

4、盡量採用混合連接的方式。

5、接頭加工方便、夾具簡單、粘結質量易於掌握。

常用粘結接頭形式

常用的粘結接頭形式一般有：對接，搭接，平接，角接，T形接和套接等。

粘結接頭的改進結構

為了提高粘結接頭的強度，在結構設計方面可以採取各種措施，常採用的措施有：改變粘結膠層受力形式，用受剪切力或正拉力的結構代替受剝離力和不均勻扯離力的結構；加大粘結面積；加附件連接件；採用減小應力集中的結構等。