橡胶与橡胶的粘合

———橡胶与橡胶的粘合！橡胶是一类具有高弹性的有机高分子材料，模量较低，不同橡胶材料之间模量差异不是很大。但不同橡胶之间粘着性有很大差异。有些橡胶具有良好的粘着性，很容易粘合，如NR、CR、PU等；而有些橡胶的粘着性很差，很难粘合，如EPDM、IIR、Q等。这与橡胶的分子结构有关。橡胶与橡胶粘合，在橡胶制品生产制造过程中普遍存在，如混炼胶的自粘，不同未硫化胶的互粘，在多层或多部件构成的制品加工过程中，层间或各部件之间需要有良好的粘合，才能保证成型工艺的顺利进行。另外硫化橡胶制品在使用的过程中损坏之后的修补，由硫化橡胶制备复合制品时，均要采用相应的粘合技术。未硫化橡胶之间的粘合未硫化橡胶是指还没有交联的橡胶，包括生胶和混炼胶。由于没有交联，未硫化胶中橡胶分子链仍然是线性结构，在橡胶的良溶剂中可以溶解，具有较高的流动性和分子活动能力，因此未硫化胶粘合比较容易实现。但对EPDM、IIR、Q等粘着性差的未硫化胶，需要争取一定的粘合技术提高其粘合效果。对NR、CR、PU等易粘的胶料，不需要经过特殊的处理就能实现良好的粘合。一、未硫化胶的表面性质由于未硫化胶具有较好的流动性，容易变形，具有表面张力，但橡胶尤其是非极性橡胶的表面张力较小，表面自由能不高，所以未硫化胶表面的吸附性不是很强。极性橡胶表面有极性，表面张力较大，内聚能密度大，吸附性要比非极性橡胶强。同为非极性或极性的未硫化胶之间，由于表面张力和界面张力较小，两表面之间容易达到润湿状态，可以实现充分的接触，而且由于相容性好，两表面分子之间容易扩散和渗透，形成较厚的过渡层，甚至过渡层消失。因此未硫化胶的表面性质是有利于粘合的。二、未硫化胶的自粘性及影响因素未硫化胶的自粘性是指胶料的粘性，是两个同质胶片在小负荷、短时间压合后，将其剥离开所需的力或所做的功，剥离力越大，粘性越大，自粘性好，胶片之间不需增粘就可以很好地粘合。未硫化胶的自粘性取决于胶种的性质及工艺条件。橡胶品种不同，其分子链的柔顺性不同，活动能力也不一样，自粘性也不同。一般来说，未硫化胶的自粘性受橡胶分子链的柔顺性、饱和性、分子量大小、断链后自由基的活性、结晶性、极性以及胶料中填料的品种和用量等的影响。通常，柔顺性好的橡胶分子链活动能力强，在表面接触后，易扩散和渗透，形成较厚的界面层，自粘性要好。橡胶分子链的饱和性和极性对自粘性影响很大，饱和性橡胶自粘性较差，尤其是非极性的饱和橡胶如EPDM、EPM、IIR、Q等，自粘性很差。极性不饱和橡胶（如CR）有良好的自粘性。对同一胶种，平均分子量小的，流动性好，更容易扩散、渗透和铺展，所以自粘性好。生胶塑料的目的之一就是提高胶料的自粘性。橡胶分子链的结晶性对自粘性也有重要影响，常温下结晶的橡胶，由于晶体颗粒限制了分子链段的运动，扩散和渗透性变差，因而自粘性较差，如TPI。但橡胶分子链在拉伸过程中由于取向而产生诱导结晶，此时结晶颗粒会限制两表面层分子的脱离，以及提高其格林强度。所以具有自补强性的橡胶自粘性较好，如NR、CR、IR。IIR虽然具有自补强性，但由于IIR分子链两侧含有密集的侧甲基，分子链的活动能力差，在表面接触后难以扩散和渗透，界面层很薄，所以自粘性不好。EPDM、BR、SBR的自粘性不好，与其非自补强有关。另外胶料中加入填料，由于填料可以与橡胶分子链发生吸附，一方面能提高未硫化胶的格林强度，另一方面也会限制分子链的活动能力。由于不同填料，其粒径大小，结构度高低，表面活性高低不同，与橡胶的吸附作用不同，因而对自粘性有不同的影响。在填料用量较小（不足以严重影响到分子链活动能力）时，粒径小，表面活性高，结构度高的填料与橡胶的相互作用强，胶料的格林强度高，因而自粘性好。但当填料的用量过大时，胶料的粘度太高，流动性差，界面处分子链的扩散和渗透能力变差，自粘性下降。未硫化橡胶的自粘性还与工艺条件有关，在高温、高压下，两表面可以充分接触，橡胶分子链的扩散和渗透能力增强，自粘性好。提高未硫化胶粘性的方法①通过塑炼、混炼工艺提高胶料的可塑度，降低分子量。②在胶料中添加相容性好的增塑剂。③在粘合面处刷汽油等良溶剂。④在粘合面上涂胶浆。⑤在胶料中使用增粘剂。⑥升高粘合面的温度。⑦增加粘合部位的压力。⑧保持粘合表面清洁，粘合前用塑料薄膜包覆粘合面。⑨防止胶料喷霜。（配方和工艺上改进）⑩尽可能少用或不用润滑性的加工助剂，如蜡、凡士林等。三、未硫化胶的互粘性如果是两种不同的未硫化胶，其粘合面的粘性成为互粘性。未硫化胶的互粘性比自粘性要复杂一些，如粘合面的润湿性，相容性等，对互粘性也有影响。如果两未硫化胶表面的界面张力小，橡胶分子链之间的相容性好，两表面易润湿，易扩散和渗透，因而粘合效果好，互粘性好。如果两未硫化胶中橡胶分子链相同（仅配合剂品种和用量不同），两胶料之间的互粘性取决于该胶种的自粘性。如果两胶料中胶种不同，互粘性除了鱼各自的自粘性有关外，还与两胶种的相容性有关，相容性好，易扩散和渗透，所以互粘性好。硫化橡胶的粘合一、硫化橡胶的表面性质硫化橡胶更接近于固体，由于线型大分子被交联成网状结构，分子链及链段的活动能力大大下降，表面不容易弯曲收缩，因而有较高的表面自由能，而且在硫化压力作用下，硫化橡胶表面相对较光滑。所以当两个硫化橡胶表面接触时，由于分子链网络化，扩散和渗透难以进行，两硫化胶之间不能直接产生较强的粘合作用力，粘合相对较难。二、硫化橡胶的粘合硫化橡胶之间的粘合，通常采用胶粘剂法，即在两个硫化橡胶表面涂上胶粘剂，再让液体胶粘剂固化。硫化橡胶之间的粘合效果取决于硫化胶的交联密度，胶粘剂的类型及其组成，以及粘合工艺。硫化胶的交联程度越深，分子链的活动能力越差，粘合越难以进行。1、胶粘剂的配方及制造工艺橡胶胶粘剂有单组分和双组分之分，有溶剂型和水性型之分两大类。单组分胶粘剂通常是以橡胶（干胶或胶乳）、树脂为主要原料，配合增粘配合剂或偶联剂、固化剂、促进剂、填料或溶剂等加工而成的一种粘稠状液体混合物，其制造过程中经常加极性的树脂以提高粘合效果。双组分胶粘剂中粘料由两种高分子材料组成，如不同橡胶、不同树脂、橡胶和树脂等溶剂型胶粘剂制造工艺：①生胶塑炼（多段塑炼），可塑度要求0。5以上。②混炼胶的制备：开炼机或密炼机混炼胶料。③混炼胶造粒：混炼胶切条在造粒。④按比例加入良溶剂，用搅拌器搅拌使其溶解。2、胶粘剂粘合的工艺（1）粘合面打磨。（砂轮或砂纸）（2）粘合面清洁。（毛刷清扫，用溶剂擦洗）（3）粘合面涂胶粘剂，要求薄而均匀。（4）干燥除溶剂。（溶剂挥发完全）（5）粘合，需要加压。（6）停放一段时间后再使用。