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研究紫外光固化膠粘劑粘接強(qiáng)度

瀏覽次數(shù)：次更新時(shí)間：2013-12-16

UV(紫外光)固化膠具有固化速率快、可大面積施工和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，已在電子電器、醫(yī)療器械等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。UV固化膠的粘接強(qiáng)度主要與配方、被粘接材料及其表面處理技術(shù)等有關(guān)，并且UV固化膠中低聚物的選擇及配方設(shè)計(jì)極其重要。

其粘接強(qiáng)度的影響因素如下：

1、稀釋單體種類對(duì)膠粘劑粘接強(qiáng)度的影響

通過實(shí)驗(yàn)得知，當(dāng)稀釋單體為四氫呋喃丙烯酸酯和丙烯酸異冰片酯時(shí)，相應(yīng)膠粘劑的粘接強(qiáng)度相對(duì)較高，體積收縮率相對(duì)較低。這是由于這兩種稀釋單體均屬于單官能團(tuán)單體，并且兩者側(cè)基體積均較大，故相應(yīng)膠粘劑的體積收縮率均相對(duì)較低;另外，四氫呋喃丙烯酸酯對(duì)大多數(shù)塑料(包括PC)的溶脹能力均較強(qiáng)，從而有利于改善相應(yīng)膠粘劑與塑料間的粘接強(qiáng)度。綜合考慮，本研究選擇四氫呋喃丙烯酸酯作為UV固化膠的稀釋單體。

2、偶聯(lián)劑種類及用量對(duì)膠粘劑粘接強(qiáng)度的影響

KH-560、KH-570對(duì)膠粘劑附著力的貢獻(xiàn)相對(duì)較大(這是由于前者分子中環(huán)氧基與PC的親和力較好，后者分子中雙鍵可在UV輻照下參與固化反應(yīng)，故相應(yīng)膠接件的剝離強(qiáng)度明顯提高)。綜合考慮，選擇KH-560為偶聯(lián)劑時(shí)較適宜。

通過實(shí)驗(yàn)可知，膠粘劑剝離強(qiáng)度隨KH-560用量增加基本上呈先快速上升后趨于穩(wěn)定態(tài)勢(shì);當(dāng)w(KH-560)=1.50%時(shí)，膠粘劑的剝離強(qiáng)度相對(duì)最高。這是由于過少的KH-560不能完全潤(rùn)濕、覆蓋被粘物表面，致使膠接件的剝離強(qiáng)度相對(duì)較低;過多的KH-560會(huì)與水在膠接界面處發(fā)生縮合反應(yīng)，致使膠粘劑的剝離強(qiáng)度不升反降。綜合考慮成本與性能因素，選擇w(KH-560)=1.00%時(shí)較適宜。

3、填料種類及用量對(duì)膠粘劑粘接強(qiáng)度的影響

填料既可以調(diào)節(jié)體系黏度，又具有補(bǔ)強(qiáng)作用，因此填料種類對(duì)膠粘劑性能影響較大。在其他條件保持不變的前提下[如w(二官能團(tuán)PUA)=64%、w(四氫呋喃丙烯酸酯)=30%、w(KH-560)=1.00%、w(填料)=2.0%和w(HCPK)=3.0%等]，通過改變填料類型來考察膠粘劑剝離強(qiáng)度的變化情況。     由實(shí)驗(yàn)可知，膠粘劑的剝離強(qiáng)度隨填料種類不同而異;當(dāng)填料為TiO2時(shí)，相應(yīng)膠粘劑的剝離強(qiáng)度相對(duì)最低;當(dāng)填料為nano-SiO2時(shí)，相應(yīng)膠粘劑的剝離強(qiáng)度相對(duì)最高。這是由于TiO2能吸收大量UV輻射能，致使相應(yīng)膠粘劑固化不完全，表現(xiàn)為膠粘劑的粘接強(qiáng)度極低;硅灰粉粒徑較大，會(huì)阻止UV深層固化，致使相應(yīng)膠粘劑的粘接強(qiáng)度相對(duì)較低;nano-CaCO3易吸濕，因而會(huì)嚴(yán)重影響UV固化膠的長(zhǎng)期穩(wěn)定性;nano-SiO2既具有增黏作用，又賦予膠粘劑良好的粘接強(qiáng)度，因此本研究選擇其作為UV固化膠的填料。

4、光引發(fā)劑用量對(duì)膠粘劑粘接強(qiáng)度的影響

UV固化膠的性能與光引發(fā)劑種類及用量有關(guān)：一方面光引發(fā)劑種類必須與UV輻射源相匹配;另一方面光引發(fā)劑用量會(huì)直接影響臨界曝光量和透射深度，因而對(duì)膠粘劑的固化性能及固化深度影響較大。

HCPK是常用的光引發(fā)劑，其最大吸收波長(zhǎng)為333nm，與市售的主發(fā)射波長(zhǎng)為365nm的UV輻射源相接近;同時(shí)其具有引發(fā)活性高、不易黃變和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，本研究選擇HCPK作為UV固化膠的光引發(fā)劑。

實(shí)驗(yàn)得知，膠粘劑剝離強(qiáng)度隨HCPK用量增加呈先快速上升后緩慢下降態(tài)勢(shì);當(dāng)w(HCPK)=3.0%時(shí)，剝離強(qiáng)度相對(duì)最大。這是由于光引發(fā)劑用量過少時(shí)，膠粘劑固化不充分，表現(xiàn)為剝離強(qiáng)度相對(duì)較低;光引發(fā)劑用量過多時(shí)，體系中會(huì)殘留較多的引發(fā)劑，致使膠粘劑的粘接強(qiáng)度和耐久性呈下降態(tài)勢(shì)。綜合考慮，選擇w(HCPK)=3.0%時(shí)較適宜。

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