粘結(jié)劑的粘結(jié)機(jī)理和性能要求
1.粘結(jié)機(jī)理
粘結(jié)劑由膠黏劑與被粘物形成的粘合存在著吸附作用與吸附理論、靜電作用與靜電理論和擴(kuò)散作用與擴(kuò)散理論這三種理論解釋。
1、吸附作用與吸附理論吸附理論認(rèn)為粘結(jié)力主要產(chǎn)生與膠粘體系的分子作用，存在兩個階段，第一階段是液體膠黏劑分子借助于熱布朗運(yùn)動向被粘物表面擴(kuò)散，使兩者所有的極性基團(tuán)或鏈接相互接近。第二階段是吸附力的產(chǎn)生，當(dāng)膠黏劑和被粘物兩種分子間的間距達(dá)到1-0.9mm時，兩種分子便會產(chǎn)生吸附作用，直至他們之間的距離達(dá)到最大穩(wěn)定的狀態(tài)，粘結(jié)力的大小與膠黏劑的極性有關(guān)，但主要是取決于膠粘體系分子在接觸區(qū)的稠密程度。
2、靜電作用與靜電理論當(dāng)膠黏劑-被粘物體系是由一種電子給予體-電子接受體的組合形式時，就會在界面區(qū)兩側(cè)形成雙電層，雙電層電荷的性質(zhì)相反，從而產(chǎn)生了靜電吸引力。但靜電作用僅存在于能夠形成雙電層的黏合體系，因此不具備普遍性，且絕對不是對黏合起主導(dǎo)作用的因素。
3、擴(kuò)散作用與擴(kuò)散理論兩種聚合物在具有相容性的前提下，當(dāng)它們相互緊密接觸時，由于分子的布朗運(yùn)動或鏈段的擺動會產(chǎn)生相互擺動的現(xiàn)象，擴(kuò)散結(jié)果導(dǎo)致界面的消失和過渡區(qū)的產(chǎn)生，黏合體系的擴(kuò)散作用產(chǎn)生了牢固的黏合結(jié)構(gòu)。在黏合體系中適當(dāng)降低膠黏劑的分子量有助于提高分散系數(shù)，改善黏合性能。聚合物分子鏈排列堆積的緊密程度不同，其擴(kuò)散行為有顯著的不同。大分子內(nèi)有空穴或分子間有空洞結(jié)構(gòu)者擴(kuò)散作用就比較強(qiáng)。擴(kuò)散作用還受到兩聚合物的接觸時間、黏合溫度等因素的影響。一般是接觸溫度越高，時間越長，其擴(kuò)散作用也越強(qiáng)，由擴(kuò)散作用產(chǎn)生的粘合力就越高。
2.性能要求
較理想的型砂粘結(jié)劑應(yīng)具有的特性是：①液體粘結(jié)劑的粘度低,混砂時容易與砂?；旌暇鶆?而且混好的型砂流動性好，可以制成形狀復(fù)雜的、準(zhǔn)確反映模樣表面形狀的砂型和型芯。②硬化速度快，最好不經(jīng)加熱就能硬化，以節(jié)約能源和使用價格低廉的非金屬或鋁合金模樣和芯盒。如能采取先硬化、后脫模的方法，就可顯著提高鑄件的形狀和尺寸精度。③硬化后強(qiáng)度高，能用來制造形狀復(fù)雜、截面細(xì)薄的型芯，并可減少粘結(jié)劑加入量，以便降低鑄件生產(chǎn)成本和減少澆注過程中氣體發(fā)生量，減少鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷的可能性。④發(fā)氣量少，要求粘結(jié)劑受熱發(fā)氣緩慢、量少。對于鑄鋼和球墨鑄鐵等類鑄件還要求粘結(jié)劑的含氮量低，以防止產(chǎn)生皮下氣孔、針孔等缺陷。⑤潰散性好，粘結(jié)劑受到高溫作用能自行分解潰散，以防止鑄件凝固后產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、裂紋，并使鑄件容易清砂。此外，還要求粘結(jié)劑不易吸潮或變質(zhì)，混砂后可使用時間長，不粘附模樣和芯盒，對人體無害，對環(huán)境無污染，來源豐富，價格低廉等。
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