磷酸-氧化物(铜)系粘结剂的键合方式及其粘结特性关系分析

对磷酸-氧化物(铜)系粘结剂的粘结机理进行分析可知,特制氧化铜与浓缩磷酸反应有利于生成无机高分子聚合物。特别是磷酸浓缩之后,聚磷酸的形成是其与氧化铜反应生成高聚物的主要原因。浓缩磷酸主要由于形成了以PO正四面体单元结构通过氧桥连接的多聚磷酸,并生成各种线性多磷酸混合物,其通式为H_n+2(P_nO_3n+1),n≥2。设n=4,其结构式H₆P₄O₁₃可以写成:

当它们与CuO反应时,就会出现下面几种情况。一种是聚磷酸分子自身形成—O—Cu—O—侧链:

第二种情况是聚磷酸分子之间通过—O—Cu—O—键桥横向键合:(www.xing528.com)

还有一种情况是聚磷酸分子—O—Cu—O—通过键桥不但横向键合,而且纵向键合,形状网状结构的高分子聚合物:

由于上述这种无机高分子聚合物的生成,固化后,粘结剂中靠范德华力和氢键力结合起来的磷酸氢铜等磷酸盐晶体较少,更多的是共价长链分子靠离子键结合起来,形成了共价键和离子键交错连接的连续分布的物相,使氧化铜-磷酸盐粘结剂具有较高的粘结内聚力,如聚合物中,P—O键键能为5.971×10J/mol,Cu—O键键能为(3.433±0.063)×10J/mol,远大于氢键键能和范德华力。因此,提高磷酸的聚合程度是提高氧化铜-磷酸盐粘结剂粘结强度的主要途径,而减慢固化反应速度,使粘结剂形成更加完整的高分子聚合物又是提高粘结强度的另一途径。