胶粘剂粘接原理：作用力与界面化学机制解析

一、粘接件间的作用力
粘接件之间的稳固连接依赖于多种作用力的共同作用，主要包括化学键、分子间力、界面静电引力和机械作用力，这些作用力直接影响着粘接强度和稳定性。

胶黏剂与被粘物之间若能引入化学键，可显著提升粘接效果。例如，聚氨酯胶黏剂在粘接橡胶、纤维等物质时，会发生化学反应形成化学键，从而大幅增大粘接强度。

分子间力是粘接过程中的重要作用力，它分为色散力、诱导力、取向力（这三种力合称范德华力）以及氢键。对于高分子胶黏剂而言，色散力在分子间作用力中占比极大，可达到 80%-100%；而氢键力的强度则大于范德华力，对粘接性能有着积极影响。
当金属材料与非金属材料（如高分子胶黏剂）密切接触时，由于金属容易失去电子，非金属容易得到电子，电子的转移会使界面两侧产生接触电势，进而形成双电层，由此产生界面静电引力。此外，当胶黏剂充满被粘物表面的缝隙或凹凸之处时，固化后界面区会产生啮合力，也就是机械连接力。机械连接力的本质是摩擦力，在粘接多孔材料、织物及纸等材料时，这种作用力尤为重要。

二、粘接过程的界面化学
要形成完美的密封或粘接，液体胶黏剂与固体被粘件之间必须实现完好的浸润，而浸润情况与胶黏剂的组成与性能、被粘件的结构与性能以及两者之间的相互作用密切相关，其中界面张力的影响至关重要。
液体的表面张力是作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力，它是液面分子受液体内部分子吸引的结果。这一特性使得液体总是倾向于保持尽可能小的表面积，因此空气中的小液滴通常呈球状。
与液体不同，固体具有固定的形状，其表面无法收缩，所以固体没有表面张力，只有表面自由能，在实际讨论中，常将固体表面自由能称为表面张力。
在浸润现象中，表面张力小的物质能够很好地浸润表面张力大的物质，反之则浸润效果较差。例如，水的表面张力比油大得多，所以油能够在水面上很好地铺展，而水却难以在油面上铺展。金属、无机盐等物质的表面张力较大，容易被胶黏剂浸润；塑料的表面张力一般与胶黏剂相近，因此浸润程度相对较差。
基于此，在对表面张力较小的物件进行粘接时，可在胶液中适当加入一些表面活性剂，以改善浸润效果，提升粘接质量。