影响粘接性能的环境因素

　　粘接接头必须承受外力的作用，也要经受使用环境因素的考验，如温度、湿度、化学介质、户外气候等都会影响粘接强度。胶粘剂如果在恶劣环境下使用，应该做环境的模拟试验，ASTM标准环境试验方法有：
　　　　　　　　　　　　 ASTM D896； ASTM D2295； ASTM D1151；
　　　　　　　　　　　　 ASTM D2557； ASTM D1828； ASTM D4299；
　　　　　　　　　　　　 ASTM D1829； ASTM D4300。
　　 胶粘剂在两种曝露条件下的老化实验有：
　　 （1） 典型的实验室加速老化；
　　 （2） 典型的大气老化。
　　 有人认为工加速老化试验能排列胶粘剂的耐水性和环境对内聚强度影响的顺序。然而，通常的户外大气老化试验是以金属界面耐腐蚀能力排列胶粘剂顺序的[3]。
　　 1.高温 所有曝露于高温环境下的聚合物，都会发生某种程度的降解，经高温试验后，力学性能降低。在热老化时，力学性能也有降低。最新研制的一些聚合物胶粘剂，能耐260--310°C的高温。
　　 对于耐高温的胶粘剂来说，熔点或软化点一定要高，且应抗氧化。热塑性胶粘剂室温下能获得良好的粘接效果，然而，一旦使用温度达到胶粘剂的玻璃化温度，就会造成胶层变形，使内聚合强度降低。热固性胶粘剂没有熔点，由大分子高度交联的网络构成，多数都适合在高温下使用。热固化的关键问题是因热氧化和高温分解引起的强度降低速率[1]。
　　 耐高温胶粘剂通常具有刚性的高分子结构，很高的软化温度和稳定的化学基团。这些都给粘接工艺带来困难。故只有为数不多的热固性胶粘剂能在177°C高温下长期使用[1]。
　　1．1 环氧树脂类
　　 环氧树脂胶粘剂一般仅适用于121°C以下的温度，有些能在260°C下短期工作，有的可在149--260°C下长期使用。这些胶粘剂是在其中加入热稳定性的环氧树脂或高温固化剂，专门为高温环境配制的。耐高温的环氧树脂是酚醛环氧树脂，由于兼具了酚醛树脂优良的热稳定性与环氧树脂良好的粘附性，而使胶粘剂能在371°C下短期工作，在177°C下连续使用[1]。
　　酸酐固化剂要比其他环氧固化剂使未改性环氧树脂胶粘剂有更好的高温稳定性，例如苯酐、均苯四甲酸酐和氯茵酸酐会使环氧胶有较大的交联度，因而短期可耐高温232°C，但承受长期热疲劳却只能耐149°C[1]。
　　 环氧树脂胶粘剂的优点是固化温度低，固化时无挥发物放出，价格低廉，配方多样，用途广泛，耐高温的胶粘剂虽然无上述优点，但却有益于改善耐热性能。
　　 1．2 改性酚醛类
　　（1） 丁腈—酚醛 在一般的改性类酚醛胶粘剂中，丁腈—酚醛具有最好的耐高温性能，在121--177°C时有较高的剪切强度，高温老化时的强度保留率很高。丁腈—酚醛胶粘剂的韧性很好，剥离强度很高，这种胶粘剂可制成胶液和有载体或载代表的胶膜使用。
　　（2） 环氧—酚醛 这类胶粘剂大部分用于军事上，设计使用温度为149--260°C，但环氧—酚醛和丁腈—酚醛类胶粘剂都不能于177°C下固化，因为会放出气体而发泡，故推荐在93°C下固化24h.。
　　 1．3 聚砜 这是一种高温热熔的热塑性塑料，已被用作胶粘剂。聚砜能与金属粘合，软化点高，热稳定性好，热变形温度为174°C，二级玻璃化转变温度193°C，弯曲模量在较宽的温度范围内不变。聚砜胶粘剂以干颗粒状供应，粘接金属—金属的接头有很高的剥离强度和剪切强度。在高达193°C时聚砜保持着结构的完整性，在149°C时其强度保留率为室温剪切强度的60%以上，并有相当时间，只要能产生足够的热量充分浸润被粘物即可。聚砜热熔胶粘接包层铝合金、不锈钢和冷轧钢的效果很好。在粘接之前，必须进行认真的表面处理，这很重要。