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橡膠材料低溫脆化試驗(yàn)機(jī)與金屬熱硫化黏合
橡膠材料低溫脆化試驗(yàn)機(jī)與金屬熱硫化黏合
在現(xiàn)代社會(huì)各應(yīng)用領(lǐng)域，以高分子材料橡膠與不同種類(lèi)金屬生產(chǎn)金屬黏合橡膠產(chǎn)品，越來(lái)越被廣泛應(yīng)用。因?yàn)橛械呐浼Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既要求具有橡膠的高彈性，又要求具有金屬的剛性，這就需要橡膠與金屬材料復(fù)合。*，橡膠的楊氏模量約為1Mpa，而金屬材料的楊氏模量可達(dá)100000Mpa。要使相對(duì)于金屬，硬度低得多的有機(jī)高分子橡膠材質(zhì)和高硬度金屬粘合在一起，又能經(jīng)得起要求的特定工況條件和介質(zhì)的考驗(yàn)，而不會(huì)剝離，黏合工藝技術(shù)，則是為關(guān)鍵。理想的黏合是要達(dá)到即使用強(qiáng)力把橡膠表層剝壞了，底層橡膠依然緊緊粘貼在金屬件表面。
橡膠與金屬熱硫化型黏合，和橡膠與金屬非硫化型＂冷黏＂，在黏合基理上有著明顯不同，硫化型黏合，是通過(guò)熱反應(yīng)形成交聯(lián)過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)。而非硫化型橡膠與金屬黏合，則是與產(chǎn)生物理上表面張力現(xiàn)象有關(guān)。
橡膠與金屬熱硫化黏合工藝，己有一百多年歷史，從以硬質(zhì)橡膠［硬度高的膠與金屬黏合力優(yōu)于硬度低的橡膠］或以鍍銅法［銅與天然橡膠黏合力較好］發(fā)展到用環(huán)化橡膠法，蛋白質(zhì)法，配合炭黑配合法，多粘接層法，鹵化橡膠法，酚醛樹(shù)酯法和直至現(xiàn)在廣為應(yīng)用的異氰酸酯法和有機(jī)硅氧烷及有機(jī)鈦酸酯法。在橡膠與金屬熱硫化黏合成各類(lèi)制品中，常用的橡膠是NR，SBR，NBR，CR，HNBR，F(xiàn)KM，MQ，EPDM等，與之相黏合的金屬配件有鋁件，銅件，鐵件，鑄鐵件，不銹鋼件等。這些金屬配件在與橡膠黏合之前，都要對(duì)其表面進(jìn)行處理。同時(shí)表面處理好與差，將直接影響橡膠與金屬的粘合強(qiáng)度與耐久性，甚至使用壽命。因?yàn)閺慕饘賹用嫖⒂^來(lái)看，金屬表面層往往存在附有的油脂，銹斑，而金屬下面一層則是O2，N2，CO2等各種氣體的吸附層，再往下一層則是氧化層，而氧化層下還存在著一至十納米厚的＂拜耳貝層＂，再其下是加工硬化層，在這幾層之下，才露出＂廬山真面目＂--金屬的基體。
金屬表面所存在的上述幾層微觀結(jié)構(gòu)，都會(huì)影響橡膠與金屬的熱硫化粘合。而金屬件的表面處理目的就是要改變其表面的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，以獲得清潔，干燥，粗糙和具有活性的新表面，有利于膠粘劑對(duì)金屬件的浸潤(rùn)，擴(kuò)散，和滲透。提高金屬件與橡膠膠料之間的黏合強(qiáng)度和耐久性。一般使用丙酮，汽油脫脂，清潔，再用打磨噴砂除銹，還可用化學(xué)原理氧化還原反應(yīng)，如酸蝕，磷化，陽(yáng)極化處理，去除金屬件汚垢，活化和糙化金屬件表面，利于黏合。
在橡膠與金屬熱硫化使用的黏合劑方面，隨著科學(xué)進(jìn)步與發(fā)展，新型的黏合劑不斷在開(kāi)發(fā)，并形成了針對(duì)不同膠種，不同金屬黏合的系列產(chǎn)品，但這些黏合劑雖然生產(chǎn)廠家不同，但基本包含下列組分。
1、碳－鹵素的離解能較低的含鹵成膜聚合物，
2、膠膜增塑劑，如極性彈性體橡膠，PVC，甲基乙烯基呲啶橡膠，以及不同鹵化度的各類(lèi)橡膠和酯。
3、黏合增進(jìn)劑，芳香族的硝基化合物，對(duì)醌二肟與氧化劑并用，間苯二酚與六亞甲基四胺的分子絡(luò)合物，及黏合活性的合成樹(shù)脂和偶聯(lián)劑。
4、胺類(lèi)，含氮化合物，金屬氧化物等交聯(lián)劑。
5、熱穩(wěn)定劑，如金屬鹽，環(huán)氧化合物，胺等。
6、填充劑如炭黑，白炭黑等。
7、混合有機(jī)溶劑。特別是含氯丁二烯的均聚物與氯化橡膠并用，能配制出對(duì)橡膠與金屬件具有優(yōu)良的黏合力的單涂層型膠黏劑。
現(xiàn)時(shí)常用的橡膠與金屬件黏合劑有單涂和雙涂［底涂和面涂］之分，底涂膠中含有一些可以與金屬表面形成堅(jiān)固而又持久黏結(jié)的，易于形成薄膜聚合物，有利于與面涂膠黏合。而面涂膠中含有的聚合物既要與底涂相容，又要與膠料黏結(jié)。使用鹵化橡膠，可以屏障化學(xué)介質(zhì)對(duì)黏結(jié)鍵的侵蝕。而面涂膠中含有硫化體系，它同時(shí)與黏合劑的聚合物及被黏膠料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。單涂黏合劑生產(chǎn)操作相對(duì)簡(jiǎn)化，成本比雙涂低，但雙涂［底涂，面涂］持黏性及耐工況環(huán)境，相對(duì)比單涂略勝*?？筛鶕?jù)實(shí)際情況選用單涂或底涂加面涂。對(duì)于配制橡膠與金屬黏結(jié)的膠黏劑，技術(shù)含量高，工藝復(fù)雜，不如買(mǎi)商品化成品。如Chemlok，Tylok，Metalok，Thixon等公司制造的膠黏劑可靠性較好?？梢愿鶕?jù)模壓方式［壓縮，注射，轉(zhuǎn)移］膠料品種，選擇對(duì)應(yīng)的黏合劑。并要按規(guī)定的操作方法去使用。
橡膠與金屬熱硫化黏合，是一門(mén)復(fù)雜，多學(xué)科交叉的科學(xué)，它包含著橡膠物理化學(xué)，表面處理科學(xué)，冶金學(xué)，黏合科學(xué)，及橡膠加工熱反應(yīng)工程，渉及多種相互作用。在進(jìn)行橡膠與金屬熱硫化黏結(jié)工藝流程中，必須要嚴(yán)格清洗處理，選對(duì)膠黏劑，調(diào)節(jié)好與之匹配的不影響?zhàn)ず系哪z料，掌握好全過(guò)程質(zhì)量及工藝控制，不放過(guò)毎一個(gè)細(xì)節(jié)，這樣黏合才有保證