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漲知識 | 膠黏劑小知識 - 體積收縮率

　

膠黏劑的體積收縮率是指其在固化過程中體積減少的百分比，通常反映為固化前后體積變化的比率（公式：收縮率=V_初始-V_固化后/ V_初始×100%。）這一參數對黏接性能和長期可靠性至關重要，以下是關鍵要點：

1. 影響體積收縮率的因素

· 材料配方：

（1）基體樹脂：環氧樹脂收縮率較低（通常1-5%），而丙烯酸酯或聚氨酯可能較高（5-10%）。

（2）固化體系：胺類固化劑收縮較大，酸酐或芳香族固化劑可降低收縮。

（3）填料：添加玻璃纖維、炭黑或納米填料可減少收縮（如填充30%可降低至1%以下）。

（4）增塑劑：柔性組分可能增加收縮率，需權衡柔韌性與尺寸穩定性。

· 固化條件：

（1）溫度：高溫加速固化反應，可能增大收縮率（例如，環氧樹脂在80℃固化比室溫收縮率高約20%）。

（2）時間：延長固化時間可能允許應力釋放，減少收縮應力。

2. 測試方法

· 體積法：測量固化前后樣品的體積變化（需精密天平與量筒）。

· 密度法：通過質量/密度計算體積變化（需已知材料密度）。

· 標準參考：ASTM D2970（熱固性樹脂）、ISO 9142（環氧樹脂）等。

3. 對性能的影響

· 界面應力：高收縮率導致內部應力，可能引發開裂（尤其在薄層黏接或異質材料界面）。

· 耐久性：長期應力集中可能降低黏接強度和疲勞壽命。

· 微電子封裝：超低收縮率（<0.1%）是芯片封裝的關鍵要求，防止焊點開裂。

4. 優化策略

· 材料選擇：

（1）使用低收縮基體（如改性環氧、氰基丙烯酸酯）。

（2）引入無機填料（如氧化鋁、二氧化硅）或膨脹型填料（如發泡劑）。

· 工藝改進：

分段固化（先低溫后高溫）以減少內應力。

添加應力釋放層（如橡膠相）。

· 后處理：

熱退火處理以消除殘余應力。

5. 典型應用案例

· 汽車制造：結構膠需控制收縮率以避免車身面板變形。

· 風電葉片：大尺寸復合材料黏接需低收縮率膠黏劑（如乙烯基酯樹脂）。

· 半導體封裝：使用光刻膠或底部填充膠（收縮率<0.3%）。

6. 數據參考

膠黏劑類型	收縮率范圍（%）	典型應用
環氧樹脂	1–5	電子封裝、結構黏接
聚氨酯	5–10	柔性材料黏接
有機硅	0.1–2	高溫密封、微電子
熱熔膠（EVA）	2–8	消費電子、包裝

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