包裝盒定制生產(chǎn)中影響粘合強度的因素

(1)高分子化合物的相對分子質(zhì)量及結構的影響。
高分子化合物的相對分子質(zhì)量較小時,黏度較小,粘附性能較好。但內(nèi)聚力較小,黏結強度較小。當相對分子質(zhì)量過大時,黏度較高,粘附性能較差。所以,一種黏合劑的相對分子質(zhì)量必須在特定的范圍內(nèi),才能具有較好的粘附性能和內(nèi)聚強度。

高分子化合物的分子結構與黏結強度的關系很大。含有極性基團的黏合劑對極性材料的黏結強度大,而對非極性材料的黏結強度較小。

(2)黏結面內(nèi)應力的影響?zhàn)そY面內(nèi)應力會極大地減小黏結強度,甚至會導致接縫自動脫開。

造成黏結界面內(nèi)應力的因素有4項：

①相變化

黏合劑是液態(tài),要牢固黏結必須固化。很多黏合劑固化后會產(chǎn)生體積收縮現(xiàn)象,這是黏結界面產(chǎn)生內(nèi)應力的原因之一。在黏合劑中加入體積變化小的填料,降低黏合劑中反應基團的密度和改進固化工藝(如采用分段升溫和逐步冷卻工藝)等方法,都能有效地減小相變化時體積減小造成的內(nèi)應力。由于黏合劑和被黏結物的熱膨脹系數(shù)不同,溫度變化會在界面上造成

②熱膨脹內(nèi)應力。
這種內(nèi)應力的大小與黏合劑和被黏結物的熱膨脹系數(shù)差別的大小、溫度變化的大小和被黏結物的剛性大小有關。黏合劑和被黏結物的熱膨脹系數(shù)差別愈大、溫度變化愈大和被黏結物的剛性愈大,造成的內(nèi)應力愈大。在用有機黏合劑黏結無機材料時,加入無機填料,縮小熱膨脹系數(shù)的差別,可以減小熱膨脹造成的內(nèi)應力。在大面積黏結時,采用點、條式涂膠,也可以減小內(nèi)應力。

③組成改變

黏合劑與被黏結物的含水量會隨空氣濕度的變化而改變。有些材料會因含水量的改變引起體積的變化,產(chǎn)生黏結面的內(nèi)應力。黏合劑中可溶性組分的遷移、溶劑和增塑劑的揮發(fā)等都會造成黏合劑組成的改變。此外,熱性黏合劑的固化、橡膠類黏合劑的硫化等,也造成組分的改變和體積的收縮,產(chǎn)生內(nèi)應力

④被黏結物的影響

被黏結物的性質(zhì)以及表面狀況對黏結強度影響很大。極性材料一般要選用極性黏合劑,黏結非極性材料選用非極性黏合劑。但是,也有例外,在具體的黏結實踐中要小心。具曲下,內(nèi)熱固性塑料不能用熱焊和溶劑黏結,只能用黏合劑黏結。但是,聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等非極性塑料,常常要用電火花處理表面后再黏結。有增塑劑的熱塑性塑料比較難黏結。多孔性材料用黏合劑的量較大。纖維素類材料用的黏合劑的PH值不能太低,否則在酸的作用下會分解,降低黏結強度。黏結金屬材料時,隨金屬原子體積的增大,黏結強度降低。

(4)黏結工藝的影響。
黏結一般要經(jīng)過以下幾個步驟。

①黏合劑的配制。

②被黏結物表面的處理。

③涂膠。

④晾置

⑤搭接、固化。

⑥性能檢測。

上述每一步驟的操作對黏結強度都有較大的影響。黏合劑配制時,成品的濃度、黏度、密度、pH值等都要符合規(guī)程的要求。聚乙烯、聚丙烯用薄膜電暈等方法進行表面處理后要及時黏結。黏結時的溫度、壓力、加壓時間、施膠方法、搭接寬度、膠層厚度、涂膠后晾置的時間、固化溫度等對黏結強度均有影響。人們往往認為,黏合劑層越厚,黏結越牢。但同時,隨著黏合劑層的增厚,內(nèi)應力增大。所以,在均勻涂敷的前提下,黏合劑層愈薄,黏結強度愈大。

(5)弱界面層

黏合劑、被黏結物和環(huán)境中含有的低相對分子質(zhì)量的化合物或雜質(zhì)由于熱運動或界面吸附等原因,富集在黏結界面,形成弱界面層。弱界面層極大地降低了黏結強度。

例如,聚乙烯與鋁黏結時,聚乙烯中含有0.1%的油酸,就會使黏結強度顯著下降。油酸含量達到1%時,黏結強度為零。一些增塑劑和黏合劑互溶性很好,不會析出形成弱界面層。無機填料能和聚合物緊密混合在一起,也不會形成弱界面層。

(6)水分和其他雜質(zhì)的影響

水分在黏結的兩個過程中產(chǎn)生有害的影響。一是在施工時,材料表面吸附的水分妨礙黏合劑在材料表面的浸潤,導致黏結強度下降。特別是在對具有高表面能的材料的黏結施工中,需要加熱到40℃以上才能驅走全部吸附的水分。這在包裝材料的黏結施工中很難做到。因此,水分在包裝材料的黏結中危害很大。二是在黏結后,環(huán)境中的水分會被黏合劑和被黏結的材料慢慢地吸收,并遷移到界面形成弱界面。食品、藥品等與黏結物品接觸的介質(zhì)所含的水分對黏結強度的有害影響與水分類似。

(7)各種老化作用的影響

熱對黏結強度的影響有兩種情況。一是屬于物理變化。受熱使膠層軟化,熔融。這類變化是可逆的,冷卻后可以基本復原。二是受熱引起氧化分解。受熱時,促進氧分子與黏合劑分子作用生成過氧化物,過氧化物再分解生成游離基,引發(fā)游離基鏈式分解反應,導致黏結層的老化破壞。這種破壞稱為熱老化。空氣中的水蒸氣和氧氣能在黏合劑與金屬的黏結面引起電化銹蝕,腐蝕金屬表面,使黏結縫脫開。疏水的黏合劑和與金屬表面能形成化學鍵的黏合劑可以保護金屬表面防止這種銹蝕。

黏結件在靜態(tài)負荷的作用下,黏結層分子發(fā)生蠕變導致黏合劑層或被黏結界面產(chǎn)生裂紋和破壞。這種破壞作用稱為靜態(tài)應力老化。負荷愈大,環(huán)境溫度愈高,這種老化過程愈快。黏結件在動態(tài)負荷的作用下,引起升溫和斷裂。這種破壞作用稱為動態(tài)應力老化。負荷愈大,環(huán)境溫度愈高,這種老化過程愈快。動態(tài)應力老化的破壞作用比靜態(tài)應力老化嚴重得多。