摘要：本文從潤濕機理入手，分析對比了影響潤濕性的因素，最終找出提高潤濕性從而提高粘結強度的方法。

   　關鍵詞：潤濕   粘結   酚醛樹脂

一、潤濕機理

潤濕（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-氣界面轉變為固-液界面的現象。兩種材料（或多種材料）之間的粘結，其首要條件是要能互相潤濕。進一步說，膠 粘劑與粘附體之間的潤濕性能是影響粘著強度的主要因素，潤濕性能良好可以增加兩相間的粘附功，從而有利于粘著強度的提高。酚醛樹脂是涂附磨具行業使用的幾 大合成樹脂之一，在布處理、底膠、復膠中起著非常重要的作用，其與基體和磨料之間的潤濕性能直接影響著最終產品的性能。

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

與此相關的有幾個重要的概念，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，則潤濕性越好。

  　 表面張力：液體表面層由于分子引力不均衡而產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部，結果導致液體表面具有自動縮小的趨勢，這種收縮力稱為表面張力。表面張力(surface tension)是物質的特性，其大小與溫度和界面兩相物質的性質有關。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，外界必須對體系做的功。研究固體物質的界面問題，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、無機鹽等的表面，其表面自由能一般在500～5000mJ/m2之間。這類物質的硬度和熔點越高，其表面自由能越大。低能表面指的是有機固體表面，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，因為可以降低表面自由，聚酯布表面屬于低能表面，又沒有極性基團，所以膠粘劑不易在其表面鋪展和潤濕。

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基體表面進行處理,提高表面自由能；改善布處理配方及工藝。對于酚醛樹脂，降低其表面張力的方法主要是對樹脂進行改性，適當提高樹脂的溫度，加入合適的表面活性劑等。

二、分析驗證

基于以上機理，我們開展了以下分析驗證工作：

1、對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據，如圖2和圖3所示。

3、分析對比了不同涂膠溫度下的潤濕角和表面張力及強度和剝離力，結果見表1、圖5、圖6

4、對比了不同表面活性劑加入量對于潤濕角和表面張力、剝離力、彎曲強度的影響，見表2和圖7、圖8 。

三、初步結論

在布基確定的情況下，合理調整底膠涂膠溫度，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；潤濕效果好的樹脂與基體和磨料粘結強度高。

四、圣泉集團開發的能夠有效提高潤濕性的樹脂產品

基于對樹脂潤濕性的探索，為進一步提高砂紙、砂布的強度，我們開發了能有效提高潤濕性的產品，具體型號及特點如下：

作者簡介：李枝芳，女，河北工業大學碩士研究生，現任圣泉集團酚醛樹脂研究所所長，一直從事酚醛樹脂的研究及應用工作。