膠接頭的力學(xué)行為

（一）膠接頭的內(nèi)應(yīng)力
　　膠接頭的內(nèi)應(yīng)力是使膠接強度和耐久性下降的重要因素之一，因此制備膠接頭就 必須降低內(nèi)應(yīng)力。
　　1、收縮應(yīng)力 膠粘劑固化過程中由于體積收縮產(chǎn)生收縮應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因：
　　（1）在膠接頭形成過程中，由于膠層或界面上氣泡、雜質(zhì)的存在，固化時膠層體積收縮引起收縮應(yīng)力或因熱膨脹系數(shù)的差異引起熱應(yīng)力；
　　（2）在老化過程中任何氣溫變化將引起內(nèi)應(yīng)力；
　　（3）在老化過程中膠層吸水而發(fā)生溶脹，在不連續(xù)處將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
　　降低固化過程的收縮應(yīng)力：
　　（1）通過共聚或提高聚合體分子量降低反應(yīng)體系中官能團濃度。
　　（2）加入增韌劑；降低固化收縮應(yīng)力。
　　（3）加入無機填料。
　　2、熱應(yīng)力 膠粘劑和被粘物的熱膨脹系數(shù)不同，溫度的變化將引起熱應(yīng)力。為此膠接熱膨脹系數(shù)較大的材料時一般選擇較低的固化溫度。
　　(二)、膠粘劑的力學(xué)性能 大多數(shù)合成膠粘劑的主要成分是非晶態(tài)高聚物。
　　1、非晶態(tài)高聚物的力學(xué)性能。 高聚物的力學(xué)性能取決于分子運動，有四種：
　　（1）分子鏈的鍵角變動，彈性形變，可逆的，范圍1%。
　　（2）鏈段旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生分子構(gòu)象，高彈形變，可逆的，范圍103%。
　　（3）分子鏈相對位置的變動，塑性形變，不可逆的 。
　　（4）側(cè)鏈基團的擺動和轉(zhuǎn)動
　　2、非晶態(tài)高聚物的物理狀態(tài) 高聚物的物理狀態(tài)包括玻璃態(tài)、高彈態(tài)（橡膠態(tài)）和粘流態(tài)，最重要的兩個參數(shù)是玻璃化溫度Tg和熔融溫度Tm。
　　在承受較大應(yīng)力膠粘劑使用工作溫度應(yīng)小于主體材料的Tg;在應(yīng)力釋放材料和緩沖材料的膠粘劑工作于高彈區(qū)內(nèi)；使用熱熔膠必須加熱粘流態(tài)。
　　3、蠕變和應(yīng)力松弛
　　3.1應(yīng)力：單位面積上受到的作用力：P=F/S。應(yīng)力有三種基本形式：拉伸（壓縮）應(yīng)力、剪切應(yīng)力和流體靜壓力。
　　3.2 模量：單位形變所需要的應(yīng)力。E=P/形變量
　　3.3 蠕變：在應(yīng)力保持恒定的條件下，形變隨著作用時間的延長而增長。
　　3.4 應(yīng)力松弛：在形變固定的條件下，應(yīng)力隨作用時間的延長而下降的現(xiàn)象。
　　4、高分子固體的強度
　　4.1 影響高分子固體強度的因素 在材料內(nèi)部存在很多細(xì)小的缺陷受到應(yīng)力作用時應(yīng)力不是均勻地分布著，在缺陷周圍發(fā)生應(yīng)力集中。當(dāng)局部應(yīng)力超過局部強度時，缺陷就發(fā)展成為裂縫真正破裂。 固體材料的強度與分子作用力的大小，材料中的缺陷大小分布情況以及缺陷周圍的應(yīng)力分布有關(guān)。
　　（1）減少材料的缺陷即提高分子量，形成結(jié)晶。
　　（2）增加對裂縫擴展的抵抗力即加入增韌劑 。
　　（三）、膠接頭的破壞力學(xué)
　　A 膠接頭的破壞類型： 破壞強度：每單位面積或單位膠接頭長度上所能承受的最大載荷。
　　造成膠接頭破壞的因素：外應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力（收縮壓力、熱應(yīng)力和因環(huán)境介質(zhì)引起的內(nèi)應(yīng)力）的共同作用，加之接頭內(nèi)部（氣泡、裂縫、雜質(zhì)）的存在，造成局部的應(yīng)力集中。當(dāng)局部應(yīng)力超過局部強度時，缺陷就能擴展成裂縫，導(dǎo)致接頭的破壞。 膠頭的破壞類型
　　a、被粘物破壞：這種破壞在應(yīng)力最集中的接頭臨近處。
　　b、內(nèi)聚破壞：膠粘劑層的內(nèi)聚破壞強度取決于膠粘劑的內(nèi)聚強度。
　　c、界面破壞（粘附破壞）：此破壞伴隨被粘物或膠粘劑表面層的破壞。
　　d、混合破壞：當(dāng)接頭個部分強度相近時就產(chǎn)生混合破壞。
　　C、膠接頭破壞機理 脆性固體理論認(rèn)為：在脆性固體內(nèi)部存在著固有的缺陷，外力作用下在這些固有缺陷的周圍會發(fā)生應(yīng)力集中并造成微小的裂縫，并不斷擴展引起整個材料破壞。 對于高聚物材料，內(nèi)部生成的裂縫表面薄層上有塑性流動、斷面呈 脆性　　
（1）膠層或界面曾中的缺陷造成的裂縫，由于外力作用以及緩慢的速度增長；
　　（2）當(dāng)裂縫增加列其臨界長度時，即裂縫端部造成的應(yīng)力集中超過裂縫增長力時，裂縫快速擴展使接頭立即破壞。