扩展条件

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料粘接技术手册》第2页（1265字）

图1－1 表示在固体表面上微小的液滴接触的模型。在清洁的、完全平滑的被粘体表面上，假定胶粘剂的粘度非常低，当胶粘剂液滴成为静平衡时，则P点受的力平衡。

图1－1 液滴和平滑的固体表面间的接触角

此时，Young式成立：

r_S=r_SL+r_L·cosθ

(1)

式中 r_S——固体的表面张力

r_L——液体的表面张力

r_SL——固体和液体的界面张力

液体为扩展成非常薄的膜，即完全浸润固体的整个表面，必须θ=0(cosθ=1)，则：

r_S≥r_SL+r_L (2)

式(2)为初期扩展湿润的条件，这是达到最好的粘接强度的必要条件。

Cooper和Nuttall提出：设S为初期扩展系数，则：

S=r_S－(r_L+r_LS) (3)

当液体在固体表面扩展时：S＞0

当液体在固体表面不能扩展时：S≤0

有机液体在有机固体表面上扩展时，r_LS比r_L小至可以忽略不计，式(3)可换写为下式：

S=r_S－r_L (4)

因为液体在固体表面扩展时，S＞0，则：

r_S＞r_L

此式说明：为了使固体的表面充分湿润，液体的表面张力必须小于固体的表面张力，即r_S＞r_L是胶粘剂在被粘体表面湿润、扩展的必要条件。由此可知，以各种方法提高固体表面能(r_S)，便可选择具有较高r_L的胶粘剂，从而获得最强的界面粘接力。固液界面张力r_SL趋近于零，对产生良好的湿润、扩展都是有利的。r_LS的大小取决于液体(胶粘剂)和固体(被粘物)的结构。

胶粘剂在被粘接表面的湿润性能，一般用接触角来判断，接触角越小，湿润性越好。把式(1)变为：

根据此式，接触角小的条件：

①被粘接体表面清洁，表面自由能大，则r_S值大。

②胶粘剂与被粘接体有亲和力，r_SL值小。

③胶粘剂的表面张力r_L小时。