水性聚氨酯胶粘剂和材料的粘结理论,最为流行的为扩散,化学键,吸附和静电理论这四种理论.

a.吸附理论中,粘合界面上的分子相互靠近,相互作用,同时形成粘结.此过程分为两个阶段.第一个阶段是借助分子布朗运动,WPU乳液扩散,使极性基团互相靠近.第二阶段是产生吸附力.分子间距<<1nm时,WPU分子与被粘物分子之间的作用力开始作用,使两者分子间的距离进一步缩短,直至稳定.所以在这个理论中,粘结性能在很大程度上是与分子结构相关的.

b.化学键理论,主要论点指的是两种物质之间的官能团相互接触,发生了化学反应,形成牢固的化学键,因此有高强度的粘结,应用最广.

c.扩散理论认为如果两个被粘物表面接触够近,表面分子将相互贯穿,最终界面消失,合成一个整体.在粘结过程中,由于胶粘剂具有流动性,且分子体积小,易扩散,提高了粘结强度.在水性聚氨酯体系中,其柔顺性好,与被粘物容易相容,水性聚氨酯会超过界面向被粘物扩散,使得粘合剂与被粘物直接的界面消失,从而粘结在一起.因此,当水性聚氨酯主链结构柔顺性较好时,扩散容易进行.

d.静电理论指的是当胶粘剂和被粘物接触时,由于存在不同的电子亲和力,两者的界面之间存在接触电势,进而得到双电层.所以也有人叫做双电层理论,离子型水性聚氨酯含有大量的亲水基团,乳胶中存在许多正负电荷,乳液颗粒容易在表面形成双电层.具有一定的电动势,彼此形成静电引力而粘结在一起.另外,亲水基团的数量也影响着双电层的厚度.因此,一定程度上,水性聚氨酯含有亲水基团结构,有利于形成双电层,从而增大WPU粘结强度.

总之,聚合物界面之间的粘结理论极其复杂,以上几种粘结现象可能相继出现.所以这些理论都有一定的局限性.在实际应用中,需灵活运用各种粘结理论,使之更加完善.后续文章我们主要采用的理论为吸附理论,来设计和解释分子结构对其粘结强度的影响,但也不排除和其他理论的混合使用去解释某一现象.