什么是膠粘劑的老化？膠粘劑老化的原因有哪些？

　　隨著粘結(jié)技術(shù)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，膠粘劑的老化問(wèn)題也引起重視。老化是指膠粘劑的粘接部位隨著時(shí)間推移而發(fā)生的變化。老化是由外部環(huán)境或者材料自身加工過(guò)程引起的。影響因素有機(jī)械應(yīng)力、溫度、輻射和介質(zhì)（如水）。膠粘劑自身內(nèi)在的物質(zhì)也可能導(dǎo)致粘接部位的性能改變。除此，發(fā)生老化的位置也會(huì)不同，它可能發(fā)生在黏附層、內(nèi)聚層或者基材上，由很多因素共同作用導(dǎo)致，很難被徹底測(cè)量和預(yù)測(cè)。

1.機(jī)械應(yīng)力

粘接處通常會(huì)承受四種應(yīng)力：（1）剝離應(yīng)力（2）拉伸應(yīng)力（3）剪切應(yīng)力（4）扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

剝離應(yīng)力是粘接處受到較高的線受力，它的強(qiáng)度遠(yuǎn)超過(guò)大多數(shù)膠粘劑的承受強(qiáng)度。當(dāng)進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，確保避免粘接接頭承受剝離應(yīng)力。

當(dāng)承受拉伸載荷時(shí)，作用力垂直于粘接面。力的傳遞穿過(guò)整個(gè)粘接面，原則上粘接接頭承受拉伸應(yīng)力是不存在問(wèn)題的。拉伸應(yīng)力一般只在對(duì)接接頭中會(huì)碰到，對(duì)接接頭通常粘接面小，只能通過(guò)改變基材的厚度來(lái)增大粘接面積。

粘接接頭承受的最佳應(yīng)力類型是剪切應(yīng)力，因?yàn)檫@種應(yīng)力是平行于粘接面的。剪切應(yīng)力存在于粘接的搭接接頭，通常具有足夠大的粘接面積。如果已有的粘接面積無(wú)法承受足夠的載荷，也可以相對(duì)容易地通過(guò)增加粘接面積來(lái)增加粘接承受的載荷。

扭轉(zhuǎn)應(yīng)力類似于剪切應(yīng)力，粘接接頭對(duì)壓縮應(yīng)力不敏感。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，任何類型的機(jī)械應(yīng)力都會(huì)引起接頭的老化，比如產(chǎn)生永久性的變形或者裂紋。機(jī)械應(yīng)力也可能會(huì)加劇其他老化因素的影響。

2.環(huán)境影響

在使用的過(guò)程中，粘接接頭暴露于不同的環(huán)境影響中。這些影響因素可能同時(shí)發(fā)生作用，而且相互之間會(huì)產(chǎn)生影響。

（1）溫度

在化學(xué)反應(yīng)中，最重要的影響因素是溫度。溫度越高，越容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。且反應(yīng)速度越快。這樣的反應(yīng)通常會(huì)導(dǎo)致接頭的性能改變。高溫條件下機(jī)械應(yīng)力對(duì)粘接接頭的破壞會(huì)大大加速，溫度升高會(huì)加速老化。

（2）輻射

輻射也是引起粘接接頭老化的影響因素之一，如紫外線。膠粘劑和塑料基材中的高分子鏈易受到輻射的破壞。特別是聚氨酯膠粘劑對(duì)紫外線非常敏感。

（3）水

濕氣可以滲透(擴(kuò)散)到已固化的膠層中，并被膠層吸收。這些被吸收的水分降低了膠的強(qiáng)度。因?yàn)樗诟叻肿渔溨g扮演了潤(rùn)滑劑的作用(增塑劑效應(yīng))，使得分子鏈之間更容易滑動(dòng)。水分滲透進(jìn)膠層的速度很低，但是持續(xù)性的。在40℃溫度下，水對(duì)于交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物滲透速率大約為每個(gè)月幾個(gè)毫米。當(dāng)粘接接頭被干燥后，內(nèi)聚強(qiáng)度重新上升，但無(wú)法回到原先的水平。粘接接頭暴露于濕氣中產(chǎn)生的最大問(wèn)題是降低了基材與膠粘劑之間的粘附力。水滲透進(jìn)入了粘接接頭后粘附力減弱。膠粘劑與基材粘附力減弱通常也是個(gè)緩慢的過(guò)程。膠與基材表面形成的化學(xué)鍵比物理相互作用力的耐水性更好。一旦化學(xué)鍵遭到破壞，干燥后粘附力不能再恢復(fù)。防止粘接接頭不受水汽影響的最好辦法是遠(yuǎn)離水。

（4）腐蝕

對(duì)于金屬基材粘接接頭，與吸收水汽緊密相關(guān)的是基材的腐蝕?；牡母g導(dǎo)粘接接頭在短期內(nèi)快速失效，因此腐蝕也是很關(guān)鍵的方面。腐蝕通常很快發(fā)生，特別是除了水之外還有一些加速腐蝕的介質(zhì)存在（例如: 鹽、酸、堿，等)，能從外部或從膠層里面侵蝕基材。但是在很多情況下這種效應(yīng)可以加以控制，如將整個(gè)基材保護(hù)起來(lái)或僅對(duì)粘接區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。