粘合體系教學(xué)PPT

1、粘合體系 九、橡膠的粘合九、橡膠的粘合 1 1、粘合的概念、粘合的概念 （1 1）膠粘劑）膠粘劑 是指將兩種或兩種以上的制件（或材料）是指將兩種或兩種以上的制件（或材料） 連接在一起的一類物質(zhì)，多是膠液或膠膜形式，通連接在一起的一類物質(zhì)，多是膠液或膠膜形式，通 過涂抹的方法完成粘接。過涂抹的方法完成粘接。 （2 2）直接粘合劑）直接粘合劑 是指直接配入膠料中，在硫化時(shí)使被粘表是指直接配入膠料中，在硫化時(shí)使被粘表 面制件產(chǎn)生化學(xué)鍵合或強(qiáng)烈的物理吸附，形成牢固面制件產(chǎn)生化學(xué)鍵合或強(qiáng)烈的物理吸附，形成牢固 粘合的物質(zhì)。常用的直接粘合劑為間甲白（粘合的物質(zhì)。常用的直接粘合劑為間甲白（hrhhrh） 體

2、系。體系。 （3 3）粘合促進(jìn)劑（）粘合促進(jìn)劑（adhesion promoting agentadhesion promoting agent） 自身不直接產(chǎn)生材料之間的物理吸附作用或化學(xué)自身不直接產(chǎn)生材料之間的物理吸附作用或化學(xué) 鍵合作用，但是能夠促進(jìn)粘合作用發(fā)生的物質(zhì)，如鍵合作用，但是能夠促進(jìn)粘合作用發(fā)生的物質(zhì)，如 有機(jī)鈷鹽。有機(jī)鈷鹽。 （4 4）浸漬粘合劑）浸漬粘合劑 將間苯二酚、甲醛和膠乳三組分的氫氧化鈉乳將間苯二酚、甲醛和膠乳三組分的氫氧化鈉乳 液通過浸漬工藝覆著在纖維織物表面，在硫化溫度液通過浸漬工藝覆著在纖維織物表面，在硫化溫度 下，粘合劑膠膜可使橡膠與織物產(chǎn)生化學(xué)鍵合，這下，

3、粘合劑膠膜可使橡膠與織物產(chǎn)生化學(xué)鍵合，這 種浸漬液稱為浸漬粘合劑（種浸漬液稱為浸漬粘合劑（rflrfl浸漬粘合劑）浸漬粘合劑） （5 5）增粘劑（）增粘劑（tackifiertackifier） 能夠增加未硫化膠粘性的化學(xué)物質(zhì)，如石油樹脂、能夠增加未硫化膠粘性的化學(xué)物質(zhì)，如石油樹脂、 古馬隆樹脂、非熱反應(yīng)性對(duì)烷基苯酚甲醛樹脂等古馬隆樹脂、非熱反應(yīng)性對(duì)烷基苯酚甲醛樹脂等。 類型工藝特 征 典型品種粘合材料 膠粘劑噴、刷、 涂 nr膠粘劑、sbr膠粘 劑、nbr膠粘劑、 cr膠粘劑、iir膠粘劑 橡膠、織物、 金屬、木材 直接粘合劑 配合、 混煉 間-甲-白體系、三嗪體 系 橡膠、織物、 黃銅、鋅

4、 浸漬粘合劑 浸漬rfl體系 rflpexul體系 橡膠、織物 粘合促進(jìn)劑 配合、 混煉 硼?；?、新癸酸鈷、 環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷、 金屬?gòu)?fù)鹽 橡膠、黃銅、 鋅、織物 增粘劑配合、 混煉 環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、 古馬隆樹脂、rx-80樹 脂、松焦油、煤焦油等 未硫化橡膠 2 2、粘合面的性質(zhì)、粘合面的性質(zhì) （1 1）吸附特性）吸附特性 固體表面層分子由于力場(chǎng)不平衡，需要吸附周固體表面層分子由于力場(chǎng)不平衡，需要吸附周 圍環(huán)境中的水分子、空氣、灰塵或油液使其平衡，圍環(huán)境中的水分子、空氣、灰塵或油液使其平衡， 因此固體表面均有較強(qiáng)的吸附能力。因此固體表面均有較強(qiáng)的吸附能力。 （2 2）表面能）表面能

5、取決于兩表面材料的內(nèi)聚能密度，二者相差越取決于兩表面材料的內(nèi)聚能密度，二者相差越 大，表面能越高，越難粘合。大，表面能越高，越難粘合。 （3 3）極性）極性 極性分子之間的相互作用力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)粘合。極性分子之間的相互作用力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)粘合。 （4 4）表面粗糙程度）表面粗糙程度 表面粗糙，有利于增大兩表面的接觸面積，會(huì)表面粗糙，有利于增大兩表面的接觸面積，會(huì) 提高粘合效果。提高粘合效果。 （1 1）機(jī)械理論）機(jī)械理論 該理論將粘合力歸因于機(jī)械黏附作用。機(jī)械 黏附作用形式主要有： a） 嵌入；b） 錨合； c） 釘合； d） 樹根固定 機(jī)械結(jié)合力取決于兩個(gè)面之間的摩擦力，與 粘合壓力、表面不平

6、度有關(guān)。 與該理論相關(guān)的粘合方法有與該理論相關(guān)的粘合方法有： a）光滑致密表面機(jī)械打磨 b）光滑致密表面噴砂處理 c）光滑致密表面蝕刻 d） 多孔材料浸膠 e） 增大粘合壓力 3 3、粘合理論、粘合理論 （2）吸附理論 當(dāng)兩個(gè)表面充分接近（0.5nm以下），次價(jià)力開始起作用， 并隨距離的進(jìn)一步減小而增至最強(qiáng)。該理論將吸附力作為最 主要的粘合力。 吸附力為分子間作用力，主要是范德華力，取決于兩表 面的濕潤(rùn)性和極性。兩表面濕潤(rùn)性越好，極性越強(qiáng)，吸附作 用越強(qiáng)，粘合效果越好。 與該理論相關(guān)的粘合方法與該理論相關(guān)的粘合方法： a a 提高粘合面的極性，如選用極性表面或引入極性提高粘合面的極性，如選用極

7、性表面或引入極性 基團(tuán)、加增黏劑；基團(tuán)、加增黏劑； b b 對(duì)粘合面進(jìn)行改性，提高粘合面的濕潤(rùn)性；對(duì)粘合面進(jìn)行改性，提高粘合面的濕潤(rùn)性； c c 降低某一粘合面的黏度，提高其流動(dòng)性；降低某一粘合面的黏度，提高其流動(dòng)性； d d 對(duì)粘合面加壓；對(duì)粘合面加壓； e e 粘合面清潔。粘合面清潔。 （3）靜電理論 該理論認(rèn)為在粘合接觸面上存在雙電層，膠該理論認(rèn)為在粘合接觸面上存在雙電層，膠 接力主要來自于雙電層的靜電引力。雙電層是存接力主要來自于雙電層的靜電引力。雙電層是存 在于不同相內(nèi)的荷電粒子（電子或離子），因兩在于不同相內(nèi)的荷電粒子（電子或離子），因兩 相性質(zhì)差異引起荷電粒子轉(zhuǎn)移而形成的。靜電引

8、相性質(zhì)差異引起荷電粒子轉(zhuǎn)移而形成的。靜電引 力實(shí)際上也是通過范德華力和氫鍵實(shí)現(xiàn)的。力實(shí)際上也是通過范德華力和氫鍵實(shí)現(xiàn)的。 高聚物與金屬粘合時(shí)容易產(chǎn)生靜電引力。高聚物與金屬粘合時(shí)容易產(chǎn)生靜電引力。 （4 4）擴(kuò)散理論）擴(kuò)散理論 兩表面接觸時(shí)，表面分子會(huì)越過界面相互擴(kuò)散產(chǎn)生分 子纏繞，增大接觸面而強(qiáng)化結(jié)合，產(chǎn)生粘合力。該理論對(duì) 同屬于線性高分子或輕度交聯(lián)的高分子材料粘合是有效的， 可以用來解釋未硫化橡膠的自粘性和互粘性。 擴(kuò)散取決于分子鏈的活動(dòng)能力及相容性，受溫度、壓 力、時(shí)間的影響。一般黏度低、相容性好，溫度高、壓力 大、時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)散程度大，粘合力大。 與此相關(guān)的粘合方法：與此相關(guān)的粘合方法：

9、a） 高溫高壓粘合； b） 降低黏度，提高流動(dòng)性，如粘合面涂刷良溶劑； c） 延長(zhǎng)固化或交聯(lián)時(shí)間。 （5）化學(xué)鍵理論 要獲得牢固而持久的粘合，必須在粘合面上形成化 學(xué)鍵，化學(xué)鍵力是主要粘合力。 化學(xué)鍵的形成取決于兩相表面可反應(yīng)活性中心的品 種和數(shù)量及接觸面積。 化學(xué)鍵形成途徑：化學(xué)鍵形成途徑： a）兩表面上活性基團(tuán)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如活潑氫與 nco、cooh、cocl反應(yīng)，oh與nco、環(huán) 氧基團(tuán)、oh反應(yīng) b）通過偶聯(lián)劑與兩表面分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如硅烷、 鈦酸酯偶聯(lián)劑等 c）通過表面處理獲得活性基團(tuán)，再發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如 鍍層、放電處理、氧化、陽極化處理或酸洗等。 橡膠與鍍黃銅金屬、纖維之間

10、的粘合就基于此。 （6）配位鍵理論 兩個(gè)粘合面，一個(gè)粘合面提供電子對(duì)，另一表面提供接受 電子對(duì)的空軌道，在粘合界面上會(huì)形成配位鍵。配位鍵是另一 牢固而持久的粘合作用力，如酸堿配位、氫鍵配位等。 具有電子受體（酸）的表面與具有電子給體（堿）的表面 充分接觸時(shí)，可形成酸堿配位作用力。氫鍵可以作為酸堿配位 的一種特殊形式。 與此有關(guān)的粘合方法： a）用伯胺處理聚四氟乙烯表面，再與氰基丙烯酸甲酯粘合 b）間甲白粘合體系與纖維的粘合 c）rfl對(duì)纖維材料的浸膠處理 d）膠料中加入增粘劑 （7）弱界面層破壞理論 粘接強(qiáng)度取決于粘合面中的弱界面層。粘合由于工藝 或結(jié)構(gòu)等原因，總存在這種或那種弱界面層，如氣泡

11、、灰 塵、油污、配合劑析出、結(jié)晶不完善等。這些弱界面層的 存在，必然會(huì)削弱粘合強(qiáng)度。除去這些弱界面層，就可以 獲得高的粘合效果。 與此有關(guān)的粘合方法：與此有關(guān)的粘合方法： a）粘合面清潔 b）防止配合劑噴出或遷移 c）tcr（transcystalline region)法處理結(jié)晶表面，形成貫 通晶體 4 4、影響粘合的因素、影響粘合的因素 （1 1）膠料的配方）膠料的配方 如生膠品種、硫化體系、補(bǔ)強(qiáng)填充體系、增塑如生膠品種、硫化體系、補(bǔ)強(qiáng)填充體系、增塑 體系、粘合體系體系、粘合體系 膠料中配合劑的噴出，如噴霜、滲油等；膠料中配合劑的噴出，如噴霜、滲油等； （2 2）粘合工藝條件）粘合工藝條件

12、 如溫度、壓力、時(shí)間等。如溫度、壓力、時(shí)間等。 （3 3）被粘表面的性質(zhì)）被粘表面的性質(zhì) 如表面能、粗糙程度、表面活性、極性等如表面能、粗糙程度、表面活性、極性等 5 5、常用的粘合方法、常用的粘合方法 （1 1）未硫化膠粘合）未硫化膠粘合 方法：方法：a a 膠料中加增粘劑，如增粘樹脂、松焦油等膠料中加增粘劑，如增粘樹脂、松焦油等 b b 粘合面涂膠漿；粘合面涂膠漿； c c 粘合面刷汽油；粘合面刷汽油； d d 升高粘合面溫度，增加粘合壓力；升高粘合面溫度，增加粘合壓力； e e 粘合面加增粘層；粘合面加增粘層； f f 粘合面刺毛；粘合面刺毛； g g 通過塑煉、混煉、熱煉等提高膠料的可

13、塑度通過塑煉、混煉、熱煉等提高膠料的可塑度 （2 2）硫化橡膠之間的粘合）硫化橡膠之間的粘合 方法：方法：a 粘合面涂膠黏劑；粘合面涂膠黏劑； b 粘合面打磨；粘合面打磨； c 增加粘合面壓力；增加粘合面壓力； （3）橡膠與纖維的粘合）橡膠與纖維的粘合 方法：方法：a 纖維浸膠乳（纖維浸膠乳（rfl體系或體系或rfl改性體系）改性體系） b 纖維浸膠漿纖維浸膠漿 c 膠料中使用間甲白粘合體系膠料中使用間甲白粘合體系 d 提高膠料的可塑度；提高膠料的可塑度； e 延長(zhǎng)膠料的焦燒時(shí)間；延長(zhǎng)膠料的焦燒時(shí)間； f 增加粘合壓力增加粘合壓力 （4 4）橡膠與金屬的粘合）橡膠與金屬的粘合 方法：方法：a 金屬表面打磨、噴砂、蝕刻；金屬表面打磨、噴砂、蝕刻； b 金屬表面脫脂處理；金屬表面脫脂處理； c 金屬表面鍍黃銅；金屬表面鍍黃銅； d 膠料中使用間甲白體