卷烟工业用胶

  熊安言，1969年生．高级工程师，工学学士，河南中烟技术中心主任工程师。主要从事烟草工艺技术研究和管理工作。主持和参加了多项行业重大科研项目．在科技研发自主创新，减害降焦．黄金叶品悼开发与维护，卷烟工艺研究、精益生产和生产降耗等方面业绩突出。获省部级科技进步二等奖2项．三等奖3项；发表论文30余篇，其中核心期刊发表20余篇．出版著作2部；起草行业标准2项：获授权发明专利10余项。

  孙觅。1974年生。1997年毕业于合肥经济技术学院工业分析专业．本科学历，高级工程师。2000年开始从事卷烟工艺专业方向研究．参与和主持了烟草行业重人专项、重点项目、重点实验室等各类科研项目20多项，获得省部级科技进步二等奖2项、三等奖5项，取得授权发明专利32项、实用新型专利48项，发表论文27篇，出版专著2部。

    第一章胶的粘接原理

    多年以来，许多学者进行了长期的探索，期望找出一种能解释一切黏合剂粘接现象的理论，但直到现在还没有成功。科学工作者们根据产生粘接的机械力、物理力、化学力和朴电力的试验结果，提出了各种粘接理论．这些理论仅能从不同的侧面解释部分的粘接现象，而不能解释一切粘接现象，而且又彼此独立。目前已提出的粘接理论主要有：机械嵌合理论，吸附理论，扩散理论，化学键理论，静电理论，弱边界层理论，配位键理论和酸碱理论等。粘接存在着涉及面广而机理复杂的问题．不同的粘接系统有着不同的粘接机理，下面就主要的粘接原理做些介绍。

    第一节机械嵌合理论

    机械嵌合理论是最早建立的粘接理论，机械嵌合理论认为，粘接只是一个机械过程，是粘接剂对相邻两个粘接面机械附着和互锁作用的结果。

    任何物体的表面都不会绝对光滑平整，即使用肉眼看或用手摸起来十分光滑的物体表面，在显微镜下看也是粗糙不平的，有些物体的表面甚至是多孔的。由于胶粘剂具有流动性，物体之问用胶粘接时，在压力或其他条件作用下．胶液很容易扩散渗透到被粘接材料表面的微小凹槽或空隙中，固化之后，就像一个个锚一样钩挂在那里，这种作用称为撇锚效应，这种界面的粘接力是机械作用力，故称为机械嵌合力。

    机械嵌台理论认为，胶粘剂必须渗透到被粘物表面的微小凹槽或空隙内，并排除其界面上的空气和杂质，才能产生粘接作用，胶粘剂固化后就像许多钩子和榫头一样通过胶粘剂将被粘物粘接在一起。这种微观的机械结合对粘接多孔表面材料效果更为显著，在粘接泡沫、木材、塑料、橡胶等多孔被粘物时，机械嵌合作用是重要粘接力。粘接剂粘接表面经打磨的致密材料效果要比表面光滑的材料好，这是因为：(1)致密材料表面被打磨后，会形成很多表面凹陷和凸起，粘接时在胶粘剂的作用下能够形成很好的机械嵌合；  (2)表面经过打磨后，除掉了粘接表面的杂质，形成了清洁粘接面，有利于胶液的渗透契合；  (3)打磨后，清除了表面氧化物，形成了反应性粘接面；  (4)表面经过打磨后，形成了许多表面沟槽和凸起．增大了表面面积，从而增加了粘接面积。由于机械打磨会使粘接物表面变得比较粗糙，清除了杂质和氧化层，可以理解为表面层的物理和化学性质发生了改变，从而提高了粘接强度和粘接效果。而且对于弹性模量高的胶粘剂粘接效果更为显著，这与其机械嵌合原理是分不开的。

    但机械理论不能解释非多孔性的、表面十分光滑的某些物体(如玻璃等)的粘接，也无法解释由于粘接剂引起的材料表面化学性能的变化而形成的粘接现象。

    第二节吸附理论

    吸附理论是以分子间作用力，即范德华力为理论基础建立起来的粘接理论，该理论是在20世纪40年代提出的。

    吸附理论认为，粘接是由两个材料之间因分子接触和产生界面力所形成的。粘接力的主要来源是分子间作用力，包括氢键和范德华力，是胶粘剂分子与被粘物分子在界面上相互吸附所产生的，是物理吸附和化学吸附共同作用的结果，而物理吸附则是产生粘接作用最为普遍的原因。同时，吸附理论也认为：粘接剂对被粘物表面的吸附作用可以是分子间的作用力，也可以是氢键、离子键和共价键。很显然，如果能使被粘物表面与粘接剂之问产生化学键，将增强物体的粘接效果。

    要使粘接剂与被粘物产生很好的吸附作用，粘接剂必须很好地浸润被粘物·粘接剂与被粘物连续接触的过程叫浸润或润湿。根据《超级微观物理学基本原理》中的理论，宇宙中不存在绝对的真空(除天体磁场弧以外的空穴间外)，“占据力”是宇宙粒子运动的共性，“占据力”的作用使得宇宙空间充满粒子，类似于‘物理化学'一书中的商函理论。任何物体表面均存在“磁毛”，浸润与不没润现象的形成取决于两个物体磁毛的分布密度、弹性硬度，取决于固体磁毛对液体分子的拦截作用，液体分子能进入固体磁毛缝隙间，便形成了浸润现象；液体分子不能进入固体磁毛缝隙间，便无法形成浸润现象。要使粘接剂j曼润(润湿)被粘物表面．粘接剂的表面张力应小于固体被粘物的临界表面张力，这样粘接剂能进入被粘物磁毛缝隙间，粘接剂浸入固体表面的凹陷或空隙中就形成了良好的浸润(润湿)。如果胶粘剂在固体表面的凹处或空隙中被架空，不能完全漫润，便减少了胶粘剂与被粘物的有效接触面积．从而降低了被粘物粘接面的粘接强度。

    多数金属固体被粘物的表面张力都小于粘接剂的表面张力，这正是许多胶粘剂很难粘接金属固体的原因。实际上获得良好润湿的条件是粘接剂比被粘物的表面张力低·环氧树脂粘接剂对金属的粘接效果极好就是一个很好的例证。而对于聚乙烯、聚丙烯和氟

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