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聚烯烴是一類性能優(yōu)良的通用塑料，廣泛應(yīng)用于包裝工業(yè)、電子工業(yè)、建筑工業(yè)等領(lǐng)域，但聚烯烴材料難于粘接。在分析聚烯烴材料難粘原因的基礎(chǔ)上，綜述了聚烯烴表面處理技術(shù)及各種聚烯烴用膠黏劑。論述了等離子體處理、底漆促進劑等技術(shù)，同時討論了氧化聚丙烯改性膠粘劑、熱熔膠粘劑、SBS熱塑性彈性體膠粘劑、丙烯酸脂類膠粘劑、有機硅密封膠粘劑。后對今后聚烯烴粘結(jié)的發(fā)展趨勢做了簡要介紹。

聚烯烴材料以聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）為主，是通過高分子材料的品種，也是合成材料家族中的重要成員，大約占世界熱塑性塑料產(chǎn)量的1/2以上。它具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)穩(wěn)定性，良好的加工性，可以循環(huán)利用，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了必不可少的農(nóng)膜、灌溉材料，為現(xiàn)代建筑業(yè)提供了大量性能優(yōu)異的基礎(chǔ)材料。聚烯烴片材及各種注塑成型制品還被廣泛應(yīng)用于包裝工業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)等領(lǐng)域。

PE自1933年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，已形成低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和線型低密度聚乙烯（LLDPE）3大系列。PE具有優(yōu)異的加工性能和使用性能，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。PP于1957年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，已成為通用熱塑性樹脂發(fā)展快的品種，是合成樹脂的第二大品種。PP生產(chǎn)工藝簡單，原料來源豐富，可以通過化學(xué)和物理手段開發(fā)多樣化、系列化高性能化產(chǎn)品。聚烯烴材料物理化學(xué)性能都很優(yōu)異，但是，它難于粘接，使其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用受到了限制。

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本文首先分析了聚烯烴材料難粘的原因，然后綜述了聚烯烴材料的表面處理及各種聚烯烴用膠黏劑，后對它的發(fā)展趨勢作了簡要介紹。

一、聚烯烴材料難粘的原因

聚烯烴材料之所以難粘，原因是多方面的，既有自身結(jié)構(gòu)的原因，也有外界條件的原因?？偟膩碚f，可以歸結(jié)為以下4個方面。

1.1. 非極性高分子

膠粘劑吸附在被粘物的表面上是由分子間作用力引起的，這種作用力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力。極性分子相互靠近時，分子的固有偶極之間同極相斥異極相吸，分子在空間按一定取向排列，使體系處于更穩(wěn)定狀態(tài)，這種固有的偶極之間的作用力稱為取向力。在極性分子和非極性分子之間，由于極性分子偶極所產(chǎn)生的電場對非極性分子發(fā)生影響，非極性分子就產(chǎn)生了偶極，叫作誘導(dǎo)偶極，誘導(dǎo)偶極和固有偶極相互吸引而產(chǎn)生的作用力叫作誘導(dǎo)力。由于分子中電子和原子核不停地運動，非極性分子電子云的分布呈現(xiàn)有漲有落的狀態(tài)，從而使它與原子核之間出現(xiàn)瞬時相對位移，產(chǎn)生了瞬時偶極，瞬時偶極可使其相鄰的另一非極性分子產(chǎn)生瞬時誘導(dǎo)偶極，這種隨時產(chǎn)生的分子瞬時誘導(dǎo)偶極間的作用力為色散力。極性分子之間既有取向力又有誘導(dǎo)力，而聚乙烯、聚丙烯等都是非極性高分子，對于這些非極性高分子材料表面，不具備形成取向力和誘導(dǎo)的條件，只能形成較弱的色散力，因而其粘附性能較差。

1.2. 潤濕能力差

膠粘劑在未固化前一般都呈流動態(tài)，粘接過程是膠液在粘接件表面浸潤，然后固化的過程，所以膠粘劑能牢固粘接材料的主要條件之一是膠粘劑必須可以在被粘材料上充分鋪展，對被粘材料的表面有良好的潤濕性。流動態(tài)膠粘劑與基體材料接觸時，膠粘劑分子會受到垂直而向內(nèi)的力，要使膠粘劑分子進入到基體材料表面層進行良好的膠接，基體必須有足夠高的表面能來克服膠粘劑的表面張力，而聚烯烴材料的表面張力都很低，即潤濕能力很差，比較難粘。

接觸角θ是一個由液、氣、固三相交界的邊緣形成的角度。如下圖所示，液滴的形狀是由三相的界面張力控制的。θ是一種液體相對一種固體的潤濕性的定量。

表面張力γ的產(chǎn)生，是因為液體內(nèi)部的分子受到各個方向的同等引力，而表面的分子受到的朝液體方向的力大于朝空氣方向的力。因此就發(fā)生表面的自發(fā)收縮。對于洗滌、潤濕、乳化和其它表面相關(guān)問題，γ可以特別靈敏的進行表征。

接觸角θ越小，液體浸潤固體的傾向越大，直至發(fā)生完全潤濕（接觸角θ=0，cos θ=1），對于發(fā)生完全潤濕，液體的表面張力應(yīng)小于或等于基材的臨界表面張力（YSA - YSL）。大的接觸角則與潤濕性差相關(guān)聯(lián)。楊氏公式認為表面化學(xué)性均勻且形貌光滑時，是理想表面。

1.3. 結(jié)晶度高

在粘接高分子材料時，由于分子或鏈段的熱運動，膠粘劑的分子或鏈段與被粘物的分子或鏈段能夠互相擴散，使粘合界面消失，形成一個過渡區(qū)，產(chǎn)生牢固的膠接，稱為粘接的擴散理論[8]。聚烯烴材料都是高結(jié)晶度物質(zhì)，所以化學(xué)穩(wěn)定性好，它們的溶脹和溶解都比非結(jié)晶高分子困難，當與溶劑型膠粘劑粘接時，由于聚烯烴結(jié)晶度高，分子量較大，分子鏈不易運動和擴散，很難與膠粘劑分子鏈發(fā)生相互纏結(jié)，不能形成很強的粘附力，且聚烯烴材料表面分子排列緊密，膠粘劑很難擴散到基體中，不能產(chǎn)生有效的粘接作用。

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小編注：在上面推薦閱讀中，介紹選擇無規(guī)共聚PP作為射粘包膠橡膠的TPV的連續(xù)相更好。小編在前15年，TPV注塑包膠腳輪，發(fā)覺用均聚PP作為連續(xù)相的TPV，在腳輪熔接痕處粘接強度已經(jīng)下降，說明，均聚聚丙烯固化溫度高，在型腔流動末尾已經(jīng)固化，不再具有粘接力，另外，正如本文所述，均聚聚丙烯的結(jié)晶度更高，導(dǎo)致粘接效果下降，而換用無規(guī)聚丙烯，則粘接效果提升很高。

1.4. 存在弱的邊界層

在過去很長的時間里，人們對一些聚合物，尤其是聚烯烴聚合物的弱粘附性的原因一直都在研究。弱邊界層理論認為基材與膠粘劑之間低內(nèi)聚強度的區(qū)域造成了弱的粘附性能。由于多種原因，相對低的內(nèi)聚強度區(qū)域更趨于出現(xiàn)在未處理的聚合物表面。聚烯烴材料通常具有較寬的分子量分布，而其低分子量部分的分子易于向表面遷移，從而形成弱邊界層。這種弱的邊界層還來自聚烯烴在合成加工過程中所帶入的助劑、雜質(zhì)，如增塑劑、增韌劑、脫模劑等，以及在儲運過程中所帶入的污染物，如空氣中沉降物等。這種弱邊界層的存在大大降低了接頭的粘接強度。