极性

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18页（1314字）

胶粘剂的极性对粘接强度的影响是众所周知的，由于极性分子的极性表面有强的吸附力，一般情况粘接力是较大的。胶粘剂和被粘接体分子间的结合，许多情况是二次结合，两方的极性越大，二次结合力越大。

含有极性基团的胶液，对极性高分子化合物的粘接性能较好，而对非极性的高分子化合物粘接性能较差，这是由于极性物质间混溶性较好，有利于扩散的缘故，当然也有例外的情况，所以有人提出，对强的极性表面，使用非极性胶粘剂不能得到好的粘接强度；相反，对非极性表面的粘接，不能用极性的胶粘剂。

如何判定作为胶粘剂使用的聚合物的极性大小呢?一般，根据下列数值定性地判定：①偶极矩；②内聚能；③表面张力等。

1．偶极矩

聚合物所含基团的偶极矩越大，表示其极性越大。像－CH基偶极矩最小，卤素、－C=0、－OH、－NH₂、－CN、－NCO、－COOH、－COOR等极性基偶极矩最大。表1－5表示各种基团的偶极矩。

表1—5 原子基团的偶极矩

2．内聚能

当线形高聚物分子链中不含有极性原子或不带有极性取代基时，分子间作用力较小，则内聚能密度较低；当高分子链中含有极性原子或带有极性基团时，则由于静电吸引力或能够生成分子间的氢键，使分子间作用力增加，内聚能密度增加。表1－6列出了部分有机基团的内聚能。表1－7列出了线形高聚物的内聚能密度。

表1—6 有机基团的内聚能

表1－7 高分子的分子内聚能

注：1kca=4．1868kJ。

3．表面张力

极性越大的分子，表面张力也越大。部分聚合物的表面张力如表1－1所示。

高分子化合物结构中含有极性基团的多少及其极性强弱，对胶粘剂的内聚强度和粘接强度均有较大的影响。例如：环氧树脂分子结构中的环氧基、羟基(－OH)、醚键(－O－)、丁腈橡胶的腈基(－CN)等都是极性较强的基团。根据吸附作用的原理，极性基团的相互作用，能够大大提高粘接强度。因此含较多极性基团的高分子化合物，如环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、丁腈橡胶、氯丁橡胶等都常被采用做为胶粘剂的主体材料，而不含极性基团的聚乙烯、聚丙烯等很少被采用。但是，这种关系不是线性的，一般情况都出现粘接强度的最高值，其原团是由于最初增加的极性基团在粘接中起主导作用，但随着极性基团的增多，聚合物本身分子间作用力也增加，聚合物分子链节柔性下降，流动性减低，导致对被粘物的浸润差，粘接强度反而下降。