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        橡膠與橡膠的粘合!

        發布時間:2020-10-14 14:36:48   人瀏覽 來源: 橡膠技術網

        橡膠技術網 - 技術文章

         橡膠是一類具有高彈性的有機高分子材料,模量較低,不同橡膠材料之間模量差異不是很大。但不同橡膠之間粘著性有很大差異。有些橡膠具有良好的粘著性,很容易粘合,如NR、CR、PU等;而有些橡膠的粘著性很差,很難粘合,如EPDM、IIR、Q等。這與橡膠的分子結構有關。

         

          橡膠與橡膠粘合,在橡膠制品生產制造過程中普遍存在,如混煉膠的自粘,不同未硫化膠的互粘,在多層或多部件構成的制品加工過程中,層間或各部件之間需要有良好的粘合,才能保證成型工藝的順利進行。另外硫化橡膠制品在使用的過程中損壞之后的修補,由硫化橡膠制備復合制品時,均要采用相應的粘合技術。

         

          未硫化橡膠之間的粘合

         

          未硫化橡膠是指還沒有交聯的橡膠,包括生膠和混煉膠。由于沒有交聯,未硫化膠中橡膠分子鏈仍然是線性結構,在橡膠的良溶劑中可以溶解,具有較高的流動性和分子活動能力,因此未硫化膠粘合比較容易實現。但對EPDM、IIR、Q等粘著性差的未硫化膠,需要爭取一定的粘合技術提高其粘合效果。對NR、CR、PU等易粘的膠料,不需要經過特殊的處理就能實現良好的粘合。

         

          一、未硫化膠的表面性質

         

          由于未硫化膠具有較好的流動性,容易變形,具有表面張力,但橡膠尤其是非極性橡膠的表面張力較小,表面自由能不高,所以未硫化膠表面的吸附性不是很強。極性橡膠表面有極性,表面張力較大,內聚能密度大,吸附性要比非極性橡膠強。同為非極性或極性的未硫化膠之間,由于表面張力和界面張力較小,兩表面之間容易達到潤濕狀態,可以實現充分的接觸,而且由于相容性好,兩表面分子之間容易擴散和滲透,形成較厚的過渡層,甚至過渡層消失。因此未硫化膠的表面性質是有利于粘合的。

         

          二、未硫化膠的自粘性及影響因素

         

          未硫化膠的自粘性是指膠料的粘性,是兩個同質膠片在小負荷、短時間壓合后,將其剝離開所需的力或所做的功,剝離力越大,粘性越大,自粘性好,膠片之間不需增粘就可以很好地粘合。

         

          未硫化膠的自粘性取決于膠種的性質及工藝條件。橡膠品種不同,其分子鏈的柔順性不同,活動能力也不一樣,自粘性也不同。一般來說,未硫化膠的自粘性受橡膠分子鏈的柔順性、飽和性、分子量大小、斷鏈后自由基的活性、結晶性、極性以及膠料中填料的品種和用量等的影響。通常,柔順性好的橡膠分子鏈活動能力強,在表面接觸后,易擴散和滲透,形成較厚的界面層,自粘性要好。橡膠分子鏈的飽和性和極性對自粘性影響很大,飽和性橡膠自粘性較差,尤其是非極性的飽和橡膠如EPDM、EPM、IIR、Q等,自粘性很差。極性不飽和橡膠(如CR)有良好的自粘性。對同一膠種,平均分子量小的,流動性好,更容易擴散、滲透和鋪展,所以自粘性好。生膠塑料的目的之一就是提高膠料的自粘性。橡膠分子鏈的結晶性對自粘性也有重要影響,常溫下結晶的橡膠,由于晶體顆粒限制了分子鏈段的運動,擴散和滲透性變差,因而自粘性較差,如TPI。但橡膠分子鏈在拉伸過程中由于取向而產生誘導結晶,此時結晶顆粒會限制兩表面層分子的脫離,以及提高其格林強度。所以具有自補強性的橡膠自粘性較好,如NR、CR、IR。IIR雖然具有自補強性,但由于IIR分子鏈兩側含有密集的側甲基,分子鏈的活動能力差,在表面接觸后難以擴散和滲透,界面層很薄,所以自粘性不好。EPDM、BR、SBR的自粘性不好,與其非自補強有關。

         

          另外膠料中加入填料,由于填料可以與橡膠分子鏈發生吸附,一方面能提高未硫化膠的格林強度,另一方面也會限制分子鏈的活動能力。由于不同填料,其粒徑大小,結構度高低,表面活性高低不同,與橡膠的吸附作用不同,因而對自粘性有不同的影響。在填料用量較。ú蛔阋試乐赜绊懙椒肿渔溁顒幽芰Γ⿻r,粒徑小,表面活性高,結構度高的填料與橡膠的相互作用強,膠料的格林強度高,因而自粘性好。但當填料的用量過大時,膠料的粘度太高,流動性差,界面處分子鏈的擴散和滲透能力變差,自粘性下降。

         

          未硫化橡膠的自粘性還與工藝條件有關,在高溫、高壓下,兩表面可以充分接觸,橡膠分子鏈的擴散和滲透能力增強,自粘性好。

         

          提高未硫化膠粘性的方法

         

         、偻ㄟ^塑煉、混煉工藝提高膠料的可塑度,降低分子量。

         

         、谠谀z料中添加相容性好的增塑劑。

         

         、墼谡澈厦嫣幩⑵偷攘既軇。

         

         、茉谡澈厦嫔贤磕z漿。

         

         、菰谀z料中使用增粘劑。

         

         、奚哒澈厦娴臏囟。

         

         、咴黾诱澈喜课坏膲毫。

         

         、啾3终澈媳砻媲鍧,粘合前用塑料薄膜包覆粘合面。

         

         、岱乐鼓z料噴霜。(配方和工藝上改進)

         

         、獗M可能少用或不用潤滑性的加工助劑,如蠟、凡士林等。

         

          三、未硫化膠的互粘性

         

          如果是兩種不同的未硫化膠,其粘合面的粘性成為互粘性。未硫化膠的互粘性比自粘性要復雜一些,如粘合面的潤濕性,相容性等,對互粘性也有影響。如果兩未硫化膠表面的界面張力小,橡膠分子鏈之間的相容性好,兩表面易潤濕,易擴散和滲透,因而粘合效果好,互粘性好。如果兩未硫化膠中橡膠分子鏈相同(僅配合劑品種和用量不同),兩膠料之間的互粘性取決于該膠種的自粘性。如果兩膠料中膠種不同,互粘性除了魚各自的自粘性有關外,還與兩膠種的相容性有關,相容性好,易擴散和滲透,所以互粘性好。

         

          硫化橡膠的粘合

         

          一、硫化橡膠的表面性質

         

          硫化橡膠更接近于固體,由于線型大分子被交聯成網狀結構,分子鏈及鏈段的活動能力大大下降,表面不容易彎曲收縮,因而有較高的表面自由能,而且在硫化壓力作用下,硫化橡膠表面相對較光滑。所以當兩個硫化橡膠表面接觸時,由于分子鏈網絡化,擴散和滲透難以進行,兩硫化膠之間不能直接產生較強的粘合作用力,粘合相對較難。

         

          二、硫化橡膠的粘合

         

          硫化橡膠之間的粘合,通常采用膠粘劑法,即在兩個硫化橡膠表面涂上膠粘劑,再讓液體膠粘劑固化。硫化橡膠之間的粘合效果取決于硫化膠的交聯密度,膠粘劑的類型及其組成,以及粘合工藝。硫化膠的交聯程度越深,分子鏈的活動能力越差,粘合越難以進行。

         

          1、膠粘劑的配方及制造工藝

         

          橡膠膠粘劑有單組分和雙組分之分,有溶劑型和水性型之分兩大類。單組分膠粘劑通常是以橡膠(干膠或膠乳)、樹脂為主要原料,配合增粘配合劑或偶聯劑、固化劑、促進劑、填料或溶劑等加工而成的一種粘稠狀液體混合物,其制造過程中經常加極性的樹脂以提高粘合效果。雙組分膠粘劑中粘料由兩種高分子材料組成,如不同橡膠、不同樹脂、橡膠和樹脂等

         

          溶劑型膠粘劑制造工藝:

         

         、偕z塑煉(多段塑煉),可塑度要求0。5以上。

         

         、诨鞜捘z的制備:開煉機或密煉機混煉膠料。

         

         、刍鞜捘z造粒:混煉膠切條在造粒。

         

         、馨幢壤尤肓既軇,用攪拌器攪拌使其溶解。

         

          2、膠粘劑粘合的工藝

         

         。1)粘合面打磨。(砂輪或砂紙)

         

         。2)粘合面清潔。(毛刷清掃,用溶劑擦洗)

         

         。3)粘合面涂膠粘劑,要求薄而均勻。

         

         。4)干燥除溶劑。(溶劑揮發完全)

         

         。5)粘合,需要加壓。

         

         。6)停放一段時間后再使用。

         

          3、硫化橡膠間的粘合方法

         

         。1)膠粘劑室溫硫化法:采用室溫固化型膠粘劑。

         

         。2)膠粘劑熱硫化法:采用熱硫化型膠粘劑。

         

         。3)半硫化法:橡膠半硫化,半硫化膠片之間加粘合膠料或涂膠粘劑,再加壓熱硫化。

         

         。4)混煉膠片貼合再硫化法:將兩個同質或異質混煉膠片先貼合,再加壓熱硫化。



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