热熔胶和uv工艺（粘接半结晶热塑性塑料的最佳实践）
热熔胶和uv工艺（粘接半结晶热塑性塑料的最佳实践）图2.无定形和半结晶聚合物中分子链的排列。提交图1.半结晶聚合物的实例包括缩醛，尼龙，聚烯烃，PEEK，PPS和LCP。缩醛，尼龙，聚烯烃，PEEK，PPS和LCP尼龙，聚烯烃，PEEK，PPS和LCP
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粘接半结晶热塑性塑料的最佳实践
图1.半结晶聚合物的实例包括缩醛，尼龙，聚烯烃，PEEK，PPS和LCP。
缩醛，尼龙，聚烯烃，PEEK，PPS和LCP
尼龙，聚烯烃，PEEK，PPS和LCP
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图2.无定形和半结晶聚合物中分子链的排列。
无定形和半结晶聚合物中分子链的排列
半结晶聚合物中分子链
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从商品到高性能等级，半结晶聚合物难以与自身和不同材料结合。为了产生粘附所需的强分子键，需要清洁基底表面（通常与预处理一起）。粘合剂的选择和适当的固化对于实现期望的最终结果是至关重要的。
通常，聚合物在固态下表现出两种类型的形态 - “无定形”和“半结晶”。在某些条件下，一些聚合物可以表现出两种形态。在无定形聚合物中，例如丙烯酸和聚碳酸酯，没有真正的熔点（逐渐软化）。分子随机取向并交织在一起（如煮熟的意大利面条），具有玻璃般透明的外观。在半结晶聚合物中，存在尖锐的熔点，并且分子在具有规则线性结构的有序区域中包装在一起。由于微晶散射光，它们通常更不透明。由于与紧密链填充相关的强分子间力，半结晶聚合物倾向于形成坚韧的塑料。（见图2）
半结晶聚合物固有地难以粘合，因为它们是疏水的，化学惰性的并且具有差的表面润湿性（即，低表面能）。虽然这些特性对于性能是非常需要的，但是差的表面润湿性给制造商带来了粘合挑战。此外，诸如尼龙的半结晶聚合物从大气中吸收超过其质量水的百分之三的水分。水分本身就会产生粘附问题。因此，重要的是在模塑操作之后尽快进行粘合过程或将部件紧密地包装在具有干燥剂的非聚乙烯袋中。适当的干燥程序对加工和零件性能至关重要。
表面清洁和预处理
表面处理对于获得高粘合剂粘合强度至关重要。表面必须清洁，无污染，无污垢，油脂和油污。低分子量材料（LMWM）如硅氧烷，脱模剂和防滑剂会抑制粘合。为了适当地清洁半结晶表面并去除LMWM材料，通常应使用中等至较高强度的甲苯，二甲苯，丙酮或MEK（根据公司溶剂政策和州法）。聚合物数据表将参考合适的清洁剂。酒精是一种弱溶剂，只能去除表面污垢，但不能去除碳氢化合物污染物。
必须始终使用适当的技术，包括使用无绒布和无粉防护手套。过量的溶剂会产生未去除的化学物质的弱边界层，留下会抑制粘合的雾状物。
半结晶聚合物粘合应用通常需要在溶剂清洁后立即进行等离子体预处理。气相表面氧化预处理包括电晕放电，电大气等离子体，电空气等离子体，火焰等离子体和低压RF冷气体。这些过程的特征在于它们能够产生“气体等离子体”，这是一种由自由电子，正离子和其他物质组成的极其活泼的气体。也发生化学表面官能化。在物理学中，产生这些等离子体的机制是不同的，但它们对表面润湿性的影响是相似的。每种方法都是特定于应用的并且具有优点和/或限制。
例如，电预处理不会去除/清除所有多芳烃，因此可能需要继续进行溶剂清洗。RF冷气预处理将去除碳氢化合物，因此不需要预清洁。
作为一般规则，当基材的表面能比液体或粘合剂的表面张力大约10达因/厘米时，实现了可接受的粘合粘合。未处理尼龙的表面能约为40达因/厘米。因此，所需的后处理表面能需要在50-54达因的范围内。在这种情况下，液体被称为“润湿”或粘附在表面上。测量表面能“润湿”的常用方法是根据测试方法ASTM D2578使用校准的达因溶液。
粘合剂和固化
根据定义，“粘合失败”发生在粘合剂和被粘物（基板）之间的界面处。在视觉上，仅在一个表面上的任何位置处残留粘合剂而不是第二基板粘附体。优化的接头设计在任何粘接应用中都至关重要。粘合接头可经受拉伸，压缩，剪切，剥离或解理力，通常组合使用。
对于许多半结晶聚合物粘合剂粘合应用，通常使用结构粘合剂（包括环氧树脂，丙烯酸树脂和聚氨酯）。双组分环氧树脂包括混合环氧树脂和硬化剂或采购“duo-pak”涂抹器。对于最佳剪切和拉伸强度性能，优选均匀，薄的粘合线厚度（0.002至0.007英寸）。完全固化时间通常在75°F下为7天，但在应用和环境条件之间是可变的。通过加热（120-210°F）可以加速固化速度，从而产生额外的聚合反应，并且可以使环氧树脂具有更好的性能。聚合物的热变形温度通常是模塑加工应用热量的上限。烘烤时间和温度是特定于应用的。
常见的不当行为是使用额外的粘合剂来提高粘合强度。过量的粘合剂是有害的并且是粘合失败的主要原因。例如，环氧粘合剂具有相对高的热膨胀系数。粘合线需要保持薄且厚度均匀（通常为3-5mil，以获得最大剪切强度）。粘合剂供应商可以为特定应用提供最佳粘合线厚度的指导。预先测量的“duo-pak”涂抹器将消除混合问题并提供更精确的混合比。它们还提供更好的化学计量化学反应，从而产生更好的强度和除气性能。
相对于待粘合部件的表面纹理，当模塑时，除了溶剂清洁和等离子体预处理之外，纹理化表面将增加机械互锁粘合。纹理可以在模具内完成或使用Scotch-Brite垫手动完成。例如，NTMA模腔Finish“40-Diamond buffed 1200 Grit”可能会提高粘合强度，而不是Finish“10-Fine Diamond 8000 Grit”（0-3微米范围）。即使是略带纹理的表面也是有益的。（见图3）
总之，为了实现半结晶聚合物的高强度粘合，建议采用以下方法：
- 在成型前确保树脂适当干燥。
- 在成型后尽快进行粘合过程。
- 用溶剂清洁零件表面以去除表面碎屑和碳氢化合物污染物。
- 考虑实施等离子体表面预处理以增加表面润湿/化学功能化（除溶剂清洁外）。
- 使用薄而均匀的粘合剂粘合线。如果产品具有纹理表面，则可以获得额外的好处。
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