胶粘剂的老化稳定性分析

　　老化是指材料或者粘接头随着时间的推移而发生的性能的改变，它是由外部环境或者材料自身加工过程引起的，影响因素有机械应力、温度、辐射和介质（如水）。胶粘剂本身含有的一些物质也可能导致粘接头的性能变化，除了受到各种不同的影响因素外，粘接头中发生的老化的位置也会不同，老化可能发生在内聚层、粘附层或者基材材料上，老化是由几种因素共同作用引起的，但是这些影响因素很难被彻底测量和预测。

　　一、机械应力

　　粘接接头可能处于下面几种机械应力：A剥离应力，B拉伸应力，C剪切应力，D扭转应力。

　　剥离应力导致在粘接接头处受到较高的线受力，该应力远超过大多数胶粘剂的强度，当进行粘接接头结构设计时，必须确保避免粘接接头承受这类剥离应力。

　　当承受拉伸载荷时，作用力是垂直于粘接面的。力的传递穿过整个粘接面，原则上粘接接头承受拉伸应力是不存在问题的。拉伸应力一般只在对接接头中会碰到，对接接头通常粘接面小，只能通过改变基材的厚度来增大粘接面积，由于通常情况下基材强度超过了胶的拉伸强度，因此充分利用基材强度的设计是不可能实现的。

　　粘接接头承受的*佳应力类型是剪切应力，因为这种应力是平行于粘接面的，剪切应力存在于粘接的搭接接头，通常具有足够大的粘接面积。如果已有的粘接面积无法承受足够的载荷，也可以相对容易地通过增加粘接面积来增加粘接承受的载荷。

　　扭转应力类似于剪切应力，粘接接头对压缩应力不敏感。随着时间的延长，任何类型的机械应力都会引起粘接接头的老化，例如可能产生永久性的变形（蠕变）或者形成裂纹，机械应力也可能会加剧其他老化因素的影响（如，水汽导致的接头破坏）。

　　二、环境影响

　　在使用的过程中，粘接接头暴露于不同的环境影响中。这些影响因素可能同时发生作用，而且相互之间会产生影响。

　　1.温度和辐射影响

　　对化学反应*主要的影响因素是温度。温度越高，越容易发生化学反应且反应速度越快。这样的反应通常会导致接头的性能变化(通常是不希望的)。高温条件下机械应力对粘接接头的破坏会大大加速，般认为，温度升高会加速老化。

　　辐射也是引起粘接接头老化的影响因素之一(包括太阳光中的紫外线)。胶粘剂和塑料基材中的高分子链易受到辐射的破坏。特别是聚氨酯对紫外线非常敏感。

　　2.水

　　湿气能渗透(扩散)到已经固化的胶层中，并被胶层吸收，这些被吸收的水分降低了胶的强度，因为水在高分子链之间扮演了润滑剂的作用(增塑剂效应)，使得分子链之间更容易滑动。水分渗透进胶层的速度很低，但是持续性的。在40℃温度下，水对于交联结构聚合物渗透速率大约为每个月几个毫米。当粘接接头被干燥后，内聚强度重新上升，但无法回到原先的水平，粘接接头暴露于湿气中产生的*大问题是降低了基材与胶粘剂之间的粘附力。水渗透进入了粘接接头后粘附力减弱，胶粘剂与基材粘附力减弱通常也是个缓慢的过程，胶与基材表面形成的化学键比物理相互作用力的耐水性更好，一旦化学键遭到破坏，干燥后粘附力不能再恢复。防止粘接接头不受水汽影响的*好办法是远离水。如果无法达到，可将接头密封起来。

　　3.腐蚀

　　对于金属基材粘接接头，与吸收水汽紧密相关的是基材的腐蚀。基材的腐蚀导粘接接头在短期内快速失效，因此腐蚀也是很关键的方面。腐蚀通常很快发生，特别是除了水之外还有一些加速腐蚀的介质存在（例如: 盐、酸、碱，等)，能从外部或从胶层里面侵蚀基材。但是在很多情况下这种效应可以加以控制，如将整个基材保护起来或仅对粘接区域进行保护。