胶黏剂,是指通过黏附作用,能使被黏物结合在一起的物质。在实用场合,有时可简称为胶,如热熔黏合剂可简称为热熔胶。
当胶黏剂相对分子质量足够大时,胶黏剂本身的力学模量和强度都会较高。然而,随着相对分子质量的提高,易于扩散到黏附体表面层内的分子自由链端数目减少,而大分子的中间链段向黏附体扩散成为主要形式。但由于空间位阻,链段较难扩散而渗入黏附体分子间隙,致使黏结强度并不一定随之相应增强。只有采用适当相对分子质量的胶黏剂,方能获得较高的黏结强度。
聚合物的相对分子质量(或聚合度)直接影响聚合物分子间的作用力,而分子间作用力的大小决定物质的熔点和沸点的高低,对于聚合物决定其玻璃转化温度和熔点。所以聚合物无论是作为胶黏剂还是作为被黏体,其相对分子质量都影响着黏结强度。一般来说,相对分子质量和黏结强度的关系仅限于无支链线性聚合物的情况,包括两种类型。第一种类型在相对分子质量全范围内均发生胶黏剂的内聚破坏,这时,黏结强度随相对分子质量的增加而增加,但在相对分子质量达到某一数值后则保持不变。第二种类型由于相对分子质量不同破坏部分也不同。这时,在小相对分子质量范围内发生内聚破坏,随着相对分子质量的增大,黏结强度增大;在相对分子质量达到某一数值后,胶黏剂的内聚力与黏附力相等,则发生混合破坏;当相对分子质量再进一步增大时,则内聚力超过黏附力,浸润性不好,则发生界面破坏。结果使胶黏剂为某一相对分子质量时的黏结强度为最大值。
液体的黏度是由于液体的分子之间受到运动的影响而产生内摩擦阻力的表现。它除了受溶液浓度的影响以外,主要受相对分子质量的影响:
式中,η为高分子溶液的特性黏数;为平均相对分子质量;K,α为两个与体系有关的常数,当相对分子质量小于相容临界相对分子质量时,α=1,如果大于相容临界相对分子质量,则α=3.5。实际上,α值通常在1~之间。(www.daowen.com)
此式表明高分子溶液的特性黏数η与高分子相对分子质量的依赖关系。相对分子质量大,黏度亦高。
胶黏剂的相对分子质量降低有利于增加其分子扩散的能力,但相对分子质量过低会使胶黏剂的内聚强度明显地下降,因此,要获得由扩散作用加强的最佳黏结强度,务必选择适宜相对分子质量的胶黏剂。
另外,相对分子质量分布大小也会影响黏结强度。胶黏剂的相对分子质量分布较窄,意味着高分子链端数目减少;反之,即相对分子质量分布较宽,其高分子链端数目增加,导致聚合物自由体积与高分子链及链段可动性增加,因此,胶黏剂的内聚强度下降。所以,必须具体分析,综合地考虑。有时胶黏剂相对分子质量分布的加宽,对提高黏结强度还是有利的。当胶黏剂的平均相对分子质量相同时,其分布较宽的胶黏剂中之低相对分子质量部分具有降低黏度的作用,这样可以使胶黏剂更好地铺展湿润,从而获得较高的黏结强度。
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