2.2　膠黏劑的黏附理論

膠黏劑和物體接觸，首先潤濕表面，然后通過一定的方式連接兩個物體并使之具有一定的機械強度的過程稱為膠接。膠接過程中必須經過一個便于浸潤的液態或類液態向高分子固態轉變的過程。膠接是一個復雜的物理化學過程。它包括膠黏劑與被粘物的接觸、膠黏劑的液化流動、對被粘物的潤濕、擴散、滲透、固化等。膠接涉及高分子化學、高分子物理學、界面化學、材料力學、熱力學、流變學等多門學科。

2.2.1　機械錨合理論

膠黏劑必須滲入被粘物表面的空隙內，并排除其界面上吸附的空氣，才能產生粘接作用。機械理論對解釋木材等多孔材料及表面粗糙的材料的膠接很有說服力，并在實踐中得到驗證。如膠黏劑粘接表面經打磨的致密材料效果比表面光滑的致密材料好，因為經過機械錨合，形成了清潔的粘接表面，生成反應性表面，表面積增加，提高了膠接的質量。但是機械理論有一定的局限性，它無法解釋非多孔材料，如玻璃、金屬等物體的膠接現象，也無法解釋材料表面的化學變化對膠接作用的影響。

2.2.2　吸附理論

吸附理論認為，膠接是由兩材料間分子接觸和界面力產生所引起的；粘接力主要來源于氫鍵力、范德華力等分子間作用力，膠接作用是物理吸附和化學吸附共同作用的結果。膠黏劑分子通過布朗運動向被粘物表面移動，使二者的極性分子基團和鏈段靠近，當分子間距小于0.5～1nm時，便產生分子間力，即范德華力，而形成粘接。膠黏劑與被粘物的連續接觸的過程叫潤濕，要使膠黏劑潤濕固體表面，膠黏劑的表面張力應小于固體的臨界表面張力。膠黏劑浸入固體表面的凹陷與空隙就會形成良好的潤濕，但如果凹處被架空，便減少了膠黏劑與被粘物的實際接觸面積，降低接頭的粘接強度。同一種膠黏劑可以膠接不同材料，說明了吸附用途的普遍存在，但是吸附理論不能解釋膠接的內聚破壞現象，無法解釋非極性材料的膠接。

2.2.3　擴散理論

擴散理論又稱為分子滲透理論，擴散理論認為粘接是通過膠黏劑與被粘物界面上分子擴散產生的，大分子相互纏繞交織或在界面發生互溶，導致界面消失和過渡區的產生，從而固化后形成牢固的膠合。擴散理論主要用來解釋同種或結構、性能相近的高分子材料之間的膠接。如聚合物在溶劑或熱作用下的自粘。溶解性相近的聚合物的表面粘接，無法解釋聚合物膠黏劑與金屬、玻璃、陶瓷等無機物的膠接過程；無法解釋一些膠黏劑與被膠接物的溶解度參數近似卻難以得到良好的膠接的現象。

2.2.4　靜電理論

靜電理論又稱為雙電層理論，它認為膠黏劑與被粘物接觸的界面上形成雙電層，由于靜電的相互吸引而產生膠接力。當膠黏劑從被粘物上剝離時有明顯的電荷存在，則是對該理論有力的證實。但是靜電理論不能解釋性能相同或相近的聚合物之間的膠接；無法解釋導電膠黏劑以及用炭黑作填料的膠黏劑的膠接過程；無法解釋溫度等因素對剝離實驗結果的影響。

2.2.5　化學鍵理論

該理論認為膠接作用是膠黏劑分子與被粘物表面通過化學反應形成化學鍵的結果。化學鍵能比分子間力要高1～2個數量級，如能形成化學鍵，則會獲得高強度、抗老化的膠接。對于木材等的膠接很有指導意義。形成化學鍵膠接可以通過膠黏劑和被膠接物之間的活性基團在一定條件下反應形成化學鍵來實現，可以加入偶聯劑或通過表面處理產生活性基團。但是化學鍵理論不能解釋大多數不發生化學反應的膠接現象。