热塑性复合材料的粘接

结构粘接剂的粘接必须以一种可预测且可靠地传递载荷的方式完成，以确保粘接结构在其整个使用寿命期间的功能。

•表面处理工艺是粘接过程中的重要环节，其旨在清洁、化学活化并稳定（抵抗吸湿）用于粘接的基材表面。

• 已证实，在实现成功粘接方面，形成粘合剂与基材之间的强初级化学键比促进机械互锁（啮合）的物理特性（如表面粗糙度）具有更大意义。

热塑性材料通常比热固性材料更难粘接，因为其表面可能更难以进行化学活化以实现粘接：

• 固有低表面自由能→ 基材表面不具反应活性，无法促进良好附着力

• 热塑性聚合物未通过交联锁定为刚性网络→ 磨蚀性表面处理技术在激活表面方面的效果不佳，因其无法有效断裂和打开表面聚合物链。

热塑性复合材料-粘接剂连接文献中若干重要研究的快照连接不可连接之物。热塑性塑料！–波音公司

• 主要发现：Tracey等人表明，喷砂处理是结构粘接PEKK/CF复合材料与环氧树脂/碳纤维复合材料的不足表面预处理方法（导致断裂韧性值低且>98%的粘附失效）。大气等离子体和激光烧蚀表面处理显著提高了表面自由能（特别是极性表面自由能），这与更高的断裂韧性值和主要可接受的失效模式（内聚力/基材）相对应。

热塑性碳纤维复合材料的等离子体处理用于粘接—帝国理工学院/英国萨里大学

• 主要发现：Blackman人发现，碳纤维/聚醚醚酮（CF/PEEK）基板经研磨和溶剂清洗处理后，表面粗糙度有所增加，而表面化学组成变化很小。等离子体和电晕处理在处理后显著提高了CF/PEEK复合材料表面极性基团的浓度。当表面采用研磨/溶剂清洗技术处理时，热塑性胶接接头表现出较低的断裂韧性值。然而，采用相同研磨/溶剂清洗表面处理技术的热固性基复合材料试样则表现出较高的断裂韧性值。对于采用氧等离子体和电晕处理表面的热塑性基复合材料试样，实现了内聚失效和较高的断裂韧性值。

综述–金属合金、聚合物和复合材料中粘接接头及修复：胶粘剂、粘附理论与表面预处理–梅尔辛大学

• 主要发现：Baldan的综述表明，典型复合材料表面处理包括针对热固性复合材料的传统磨蚀/溶剂清洗技术，而热塑性复合材料则需要表面化学和表面形貌改变以确保强而持久的粘接强度。处理热塑性复合材料表面的目的是尽可能提高基材（被粘物）的表面能。

粘接用表面处理：热固性与热塑性复合材料–BTG实验室/复合材料世界文章

• 主要发现：Dillingham认为，在大多数结构材料之间可实现适用于结构用途的胶粘接。磨蚀作用对热固性基体树脂有效，因为这些聚合物具有脆性，在磨蚀过程中通过聚合物链的实际断裂形成化学活性表面。该表面可与胶粘剂反应形成强而稳定的界面。热塑性聚合物在磨蚀下发生塑性变形而非断裂，因此尽管表面变得粗糙，但仍化学不活泼，无法与胶粘剂、涂层或密封剂形成良好粘接。

不同表面预处理方法下CF/PEKK基材的表面自由能

使用索尔维377S薄膜粘接剂粘合的PEKK基材

传统用于制备热固性基复合材料以进行结构胶接的标准化表面制备技术（如磨蚀（HS/GB））无法有效对热塑性复合材料表面进行化学活化，以实现胶接。