粘合体系教学PPT

1、粘合体系 九、橡胶的粘合九、橡胶的粘合 1 1、粘合的概念、粘合的概念 （1 1）胶粘剂）胶粘剂 是指将两种或两种以上的制件（或材料）是指将两种或两种以上的制件（或材料） 连接在一起的一类物质，多是胶液或胶膜形式，通连接在一起的一类物质，多是胶液或胶膜形式，通 过涂抹的方法完成粘接。过涂抹的方法完成粘接。 （2 2）直接粘合剂）直接粘合剂 是指直接配入胶料中，在硫化时使被粘表是指直接配入胶料中，在硫化时使被粘表 面制件产生化学键合或强烈的物理吸附，形成牢固面制件产生化学键合或强烈的物理吸附，形成牢固 粘合的物质。常用的直接粘合剂为间甲白（粘合的物质。常用的直接粘合剂为间甲白（hrhhrh） 体

2、系。体系。 （3 3）粘合促进剂（）粘合促进剂（adhesion promoting agentadhesion promoting agent） 自身不直接产生材料之间的物理吸附作用或化学自身不直接产生材料之间的物理吸附作用或化学 键合作用，但是能够促进粘合作用发生的物质，如键合作用，但是能够促进粘合作用发生的物质，如 有机钴盐。有机钴盐。 （4 4）浸渍粘合剂）浸渍粘合剂 将间苯二酚、甲醛和胶乳三组分的氢氧化钠乳将间苯二酚、甲醛和胶乳三组分的氢氧化钠乳 液通过浸渍工艺覆着在纤维织物表面，在硫化温度液通过浸渍工艺覆着在纤维织物表面，在硫化温度 下，粘合剂胶膜可使橡胶与织物产生化学键合，这下，

3、粘合剂胶膜可使橡胶与织物产生化学键合，这 种浸渍液称为浸渍粘合剂（种浸渍液称为浸渍粘合剂（rflrfl浸渍粘合剂）浸渍粘合剂） （5 5）增粘剂（）增粘剂（tackifiertackifier） 能够增加未硫化胶粘性的化学物质，如石油树脂、能够增加未硫化胶粘性的化学物质，如石油树脂、 古马隆树脂、非热反应性对烷基苯酚甲醛树脂等古马隆树脂、非热反应性对烷基苯酚甲醛树脂等。 类型工艺特 征 典型品种粘合材料 胶粘剂喷、刷、 涂 nr胶粘剂、sbr胶粘 剂、nbr胶粘剂、 cr胶粘剂、iir胶粘剂 橡胶、织物、 金属、木材 直接粘合剂 配合、 混炼 间-甲-白体系、三嗪体 系 橡胶、织物、 黄铜、锌

4、 浸渍粘合剂 浸渍rfl体系 rflpexul体系 橡胶、织物 粘合促进剂 配合、 混炼 硼酰化钴、新癸酸钴、 环烷酸钴、硬脂酸钴、 金属复盐 橡胶、黄铜、 锌、织物 增粘剂配合、 混炼 环氧树脂、酚醛树脂、 古马隆树脂、rx-80树 脂、松焦油、煤焦油等 未硫化橡胶 2 2、粘合面的性质、粘合面的性质 （1 1）吸附特性）吸附特性 固体表面层分子由于力场不平衡，需要吸附周固体表面层分子由于力场不平衡，需要吸附周 围环境中的水分子、空气、灰尘或油液使其平衡，围环境中的水分子、空气、灰尘或油液使其平衡， 因此固体表面均有较强的吸附能力。因此固体表面均有较强的吸附能力。 （2 2）表面能）表面能

5、取决于两表面材料的内聚能密度，二者相差越取决于两表面材料的内聚能密度，二者相差越 大，表面能越高，越难粘合。大，表面能越高，越难粘合。 （3 3）极性）极性 极性分子之间的相互作用力强，容易实现粘合。极性分子之间的相互作用力强，容易实现粘合。 （4 4）表面粗糙程度）表面粗糙程度 表面粗糙，有利于增大两表面的接触面积，会表面粗糙，有利于增大两表面的接触面积，会 提高粘合效果。提高粘合效果。 （1 1）机械理论）机械理论 该理论将粘合力归因于机械黏附作用。机械 黏附作用形式主要有： a） 嵌入；b） 锚合； c） 钉合； d） 树根固定 机械结合力取决于两个面之间的摩擦力，与 粘合压力、表面不平

6、度有关。 与该理论相关的粘合方法有与该理论相关的粘合方法有： a）光滑致密表面机械打磨 b）光滑致密表面喷砂处理 c）光滑致密表面蚀刻 d） 多孔材料浸胶 e） 增大粘合压力 3 3、粘合理论、粘合理论 （2）吸附理论 当两个表面充分接近（0.5nm以下），次价力开始起作用， 并随距离的进一步减小而增至最强。该理论将吸附力作为最 主要的粘合力。 吸附力为分子间作用力，主要是范德华力，取决于两表 面的湿润性和极性。两表面湿润性越好，极性越强，吸附作 用越强，粘合效果越好。 与该理论相关的粘合方法与该理论相关的粘合方法： a a 提高粘合面的极性，如选用极性表面或引入极性提高粘合面的极性，如选用极

7、性表面或引入极性 基团、加增黏剂；基团、加增黏剂； b b 对粘合面进行改性，提高粘合面的湿润性；对粘合面进行改性，提高粘合面的湿润性； c c 降低某一粘合面的黏度，提高其流动性；降低某一粘合面的黏度，提高其流动性； d d 对粘合面加压；对粘合面加压； e e 粘合面清洁。粘合面清洁。 （3）静电理论 该理论认为在粘合接触面上存在双电层，胶该理论认为在粘合接触面上存在双电层，胶 接力主要来自于双电层的静电引力。双电层是存接力主要来自于双电层的静电引力。双电层是存 在于不同相内的荷电粒子（电子或离子），因两在于不同相内的荷电粒子（电子或离子），因两 相性质差异引起荷电粒子转移而形成的。静电引

8、相性质差异引起荷电粒子转移而形成的。静电引 力实际上也是通过范德华力和氢键实现的。力实际上也是通过范德华力和氢键实现的。 高聚物与金属粘合时容易产生静电引力。高聚物与金属粘合时容易产生静电引力。 （4 4）扩散理论）扩散理论 两表面接触时，表面分子会越过界面相互扩散产生分 子缠绕，增大接触面而强化结合，产生粘合力。该理论对 同属于线性高分子或轻度交联的高分子材料粘合是有效的， 可以用来解释未硫化橡胶的自粘性和互粘性。 扩散取决于分子链的活动能力及相容性，受温度、压 力、时间的影响。一般黏度低、相容性好，温度高、压力 大、时间长，扩散程度大，粘合力大。 与此相关的粘合方法：与此相关的粘合方法：

9、a） 高温高压粘合； b） 降低黏度，提高流动性，如粘合面涂刷良溶剂； c） 延长固化或交联时间。 （5）化学键理论 要获得牢固而持久的粘合，必须在粘合面上形成化 学键，化学键力是主要粘合力。 化学键的形成取决于两相表面可反应活性中心的品 种和数量及接触面积。 化学键形成途径：化学键形成途径： a）两表面上活性基团之间发生化学反应，如活泼氢与 nco、cooh、cocl反应，oh与nco、环 氧基团、oh反应 b）通过偶联剂与两表面分子发生化学反应，如硅烷、 钛酸酯偶联剂等 c）通过表面处理获得活性基团，再发生化学反应，如 镀层、放电处理、氧化、阳极化处理或酸洗等。 橡胶与镀黄铜金属、纤维之间

10、的粘合就基于此。 （6）配位键理论 两个粘合面，一个粘合面提供电子对，另一表面提供接受 电子对的空轨道，在粘合界面上会形成配位键。配位键是另一 牢固而持久的粘合作用力，如酸碱配位、氢键配位等。 具有电子受体（酸）的表面与具有电子给体（碱）的表面 充分接触时，可形成酸碱配位作用力。氢键可以作为酸碱配位 的一种特殊形式。 与此有关的粘合方法： a）用伯胺处理聚四氟乙烯表面，再与氰基丙烯酸甲酯粘合 b）间甲白粘合体系与纤维的粘合 c）rfl对纤维材料的浸胶处理 d）胶料中加入增粘剂 （7）弱界面层破坏理论 粘接强度取决于粘合面中的弱界面层。粘合由于工艺 或结构等原因，总存在这种或那种弱界面层，如气泡

11、、灰 尘、油污、配合剂析出、结晶不完善等。这些弱界面层的 存在，必然会削弱粘合强度。除去这些弱界面层，就可以 获得高的粘合效果。 与此有关的粘合方法：与此有关的粘合方法： a）粘合面清洁 b）防止配合剂喷出或迁移 c）tcr（transcystalline region)法处理结晶表面，形成贯 通晶体 4 4、影响粘合的因素、影响粘合的因素 （1 1）胶料的配方）胶料的配方 如生胶品种、硫化体系、补强填充体系、增塑如生胶品种、硫化体系、补强填充体系、增塑 体系、粘合体系体系、粘合体系 胶料中配合剂的喷出，如喷霜、渗油等；胶料中配合剂的喷出，如喷霜、渗油等； （2 2）粘合工艺条件）粘合工艺条件

12、 如温度、压力、时间等。如温度、压力、时间等。 （3 3）被粘表面的性质）被粘表面的性质 如表面能、粗糙程度、表面活性、极性等如表面能、粗糙程度、表面活性、极性等 5 5、常用的粘合方法、常用的粘合方法 （1 1）未硫化胶粘合）未硫化胶粘合 方法：方法：a a 胶料中加增粘剂，如增粘树脂、松焦油等胶料中加增粘剂，如增粘树脂、松焦油等 b b 粘合面涂胶浆；粘合面涂胶浆； c c 粘合面刷汽油；粘合面刷汽油； d d 升高粘合面温度，增加粘合压力；升高粘合面温度，增加粘合压力； e e 粘合面加增粘层；粘合面加增粘层； f f 粘合面刺毛；粘合面刺毛； g g 通过塑炼、混炼、热炼等提高胶料的可

13、塑度通过塑炼、混炼、热炼等提高胶料的可塑度 （2 2）硫化橡胶之间的粘合）硫化橡胶之间的粘合 方法：方法：a 粘合面涂胶黏剂；粘合面涂胶黏剂； b 粘合面打磨；粘合面打磨； c 增加粘合面压力；增加粘合面压力； （3）橡胶与纤维的粘合）橡胶与纤维的粘合 方法：方法：a 纤维浸胶乳（纤维浸胶乳（rfl体系或体系或rfl改性体系）改性体系） b 纤维浸胶浆纤维浸胶浆 c 胶料中使用间甲白粘合体系胶料中使用间甲白粘合体系 d 提高胶料的可塑度；提高胶料的可塑度； e 延长胶料的焦烧时间；延长胶料的焦烧时间； f 增加粘合压力增加粘合压力 （4 4）橡胶与金属的粘合）橡胶与金属的粘合 方法：方法：a 金属表面打磨、喷砂、蚀刻；金属表面打磨、喷砂、蚀刻； b 金属表面脱脂处理；金属表面脱脂处理； c 金属表面镀黄铜；金属表面镀黄铜； d 胶料中使用间甲白体