摘要：本文從潤(rùn)濕機(jī)理入手，分析對(duì)比了影響潤(rùn)濕性的因素，最終找出提高潤(rùn)濕性從而提高粘結(jié)強(qiáng)度的方法。

   　關(guān)鍵詞：潤(rùn)濕   粘結(jié)   酚醛樹脂

一、潤(rùn)濕機(jī)理

潤(rùn)濕（wetting）是指在固體表面上一種液體取代另一種與之不相混溶流體的過程，是固體界面由固-氣界面轉(zhuǎn)變?yōu)楣?/span>-液界面的現(xiàn)象。兩種材料（或多種材料）之間的粘結(jié)，其首要條件是要能互相潤(rùn)濕。進(jìn)一步說，膠 粘劑與粘附體之間的潤(rùn)濕性能是影響粘著強(qiáng)度的主要因素，潤(rùn)濕性能良好可以增加兩相間的粘附功，從而有利于粘著強(qiáng)度的提高。酚醛樹脂是涂附磨具行業(yè)使用的幾 大合成樹脂之一，在布處理、底膠、復(fù)膠中起著非常重要的作用，其與基體和磨料之間的潤(rùn)濕性能直接影響著最終產(chǎn)品的性能。

潤(rùn)濕現(xiàn)象分為沾濕(ashesion)、浸濕(immersions)和鋪展(spreading)三種類型。潤(rùn)濕方式或過程不同，潤(rùn)濕的難易程度和潤(rùn)濕的條件亦不同. 三種類型所對(duì)應(yīng)的接觸角不同，鋪展是一種理想狀態(tài)。

與此相關(guān)的有幾個(gè)重要的概念，包括接觸角、表面張力、表面自由能。

接觸角是判斷液體能否潤(rùn)濕固體表面最方便的方法，將液滴（L）放在一理想平面（S）上（如圖1），如果有一相是氣體，則接觸角是氣-液界面通過液體而與固-液界面所夾的角。接觸角最小為0°，最大為180°。接觸角越小，則潤(rùn)濕性越好。

  　 表面張力：液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液體內(nèi)部，結(jié)果導(dǎo)致液體表面具有自動(dòng)縮小的趨勢(shì)，這種收縮力稱為表面張力。表面張力(surface tension)是物質(zhì)的特性，其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。研究液體樹脂的界面問題，一般用表面張力來表示。

  　 表面自由能：在恒溫恒壓條件下使體系增加單位表面積，外界必須對(duì)體系做的功。研究固體物質(zhì)的界面問題，用自由能來比較合適。固體表面一般可分為高能表面和低能表面兩類。高能表面指的是金屬及其氧化物、二氧化硅、無(wú)機(jī)鹽等的表面，其表面自由能一般在500～5000mJ/m2之間。這類物質(zhì)的硬度和熔點(diǎn)越高，其表面自由能越大。低能表面指的是有機(jī)固體表面，如石蠟和高分子化合物。它們的表面自由能低于100 mJ/m2。能量高的表面比能量低的表面更容易吸附吸附表面張力高的液體，因?yàn)榭梢越档捅砻孀杂?，聚酯布表面屬于低能表面，又沒有極性基團(tuán)，所以膠粘劑不易在其表面鋪展和潤(rùn)濕。

界面有兩種，一種是固體基材，一種是液體樹脂，主要是酚醛樹脂。解決粘接問題從兩方面來解決。解決固體界面的問題常用的方法是對(duì)基體表面進(jìn)行處理,提高表面自由能；改善布處理配方及工藝。對(duì)于酚醛樹脂，降低其表面張力的方法主要是對(duì)樹脂進(jìn)行改性，適當(dāng)提高樹脂的溫度，加入合適的表面活性劑等。

二、分析驗(yàn)證

基于以上機(jī)理，我們開展了以下分析驗(yàn)證工作：

1、對(duì)比了三種不同布處理方法得到的基體與樹脂接觸角及剝離力的數(shù)據(jù)，如圖2和圖3所示。

3、分析對(duì)比了不同涂膠溫度下的潤(rùn)濕角和表面張力及強(qiáng)度和剝離力，結(jié)果見表1、圖5、圖6

4、對(duì)比了不同表面活性劑加入量對(duì)于潤(rùn)濕角和表面張力、剝離力、彎曲強(qiáng)度的影響，見表2和圖7、圖8 。

三、初步結(jié)論

在布基確定的情況下，合理調(diào)整底膠涂膠溫度，有利于提高樹脂與基材、樹脂與磨料的粘接，同時(shí)有利于樹脂的流平，提高磨料的平整度；表面活性劑適量加入有利于樹脂與布基的粘接，但過多則不利于樹脂與磨料的粘接；潤(rùn)濕效果好的樹脂與基體和磨料粘結(jié)強(qiáng)度高。

四、圣泉集團(tuán)開發(fā)的能夠有效提高潤(rùn)濕性的樹脂產(chǎn)品

基于對(duì)樹脂潤(rùn)濕性的探索，為進(jìn)一步提高砂紙、砂布的強(qiáng)度，我們開發(fā)了能有效提高潤(rùn)濕性的產(chǎn)品，具體型號(hào)及特點(diǎn)如下：

作者簡(jiǎn)介：李枝芳，女，河北工業(yè)大學(xué)碩士研究生，現(xiàn)任圣泉集團(tuán)酚醛樹脂研究所所長(zhǎng)，一直從事酚醛樹脂的研究及應(yīng)用工作。