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橡膠材料低溫脆化試驗機與金屬熱硫化黏合
橡膠材料低溫脆化試驗機與金屬熱硫化黏合
在現代社會各應用領域，以高分子材料橡膠與不同種類金屬生產金屬黏合橡膠產品，越來越被廣泛應用。因為有的配件結構設計，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合。*，橡膠的楊氏模量約為1Mpa，而金屬材料的楊氏模量可達100000Mpa。要使相對于金屬，硬度低得多的有機高分子橡膠材質和高硬度金屬粘合在一起，又能經得起要求的特定工況條件和介質的考驗，而不會剝離，黏合工藝技術，則是為關鍵。理想的黏合是要達到即使用強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，是通過熱反應形成交聯過程的化學反應。而非硫化型橡膠與金屬黏合，則是與產生物理上表面張力現象有關。
橡膠與金屬熱硫化黏合工藝，己有一百多年歷史，從以硬質橡膠［硬度高的膠與金屬黏合力優于硬度低的橡膠］或以鍍銅法［銅與天然橡膠黏合力較好］發展到用環化橡膠法，蛋白質法，配合炭黑配合法，多粘接層法，鹵化橡膠法，酚醛樹酯法和直至現在廣為應用的異氰酸酯法和有機硅氧烷及有機鈦酸酯法。在橡膠與金屬熱硫化黏合成各類制品中，常用的橡膠是NR，SBR，NBR，CR，HNBR，FKM，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，都要對其表面進行處理。同時表面處理好與差，將直接影響橡膠與金屬的粘合強度與耐久性，甚至使用壽命。因為從金屬層面微觀來看，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構，都會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構狀態，以獲得清潔，干燥，粗糙和具有活性的新表面，有利于膠粘劑對金屬件的浸潤，擴散，和滲透。提高金屬件與橡膠膠料之間的黏合強度和耐久性。一般使用丙酮，汽油脫脂，清潔，再用打磨噴砂除銹，還可用化學原理氧化還原反應，如酸蝕，磷化，陽極化處理，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，隨著科學進步與發展，新型的黏合劑不斷在開發，并形成了針對不同膠種，不同金屬黏合的系列產品，但這些黏合劑雖然生產廠家不同，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橡膠和酯。
3、黏合增進劑，芳香族的硝基化合物，對醌二肟與氧化劑并用，間苯二酚與六亞甲基四胺的分子絡合物，及黏合活性的合成樹脂和偶聯劑。
4、胺類，含氮化合物，金屬氧化物等交聯劑。
5、熱穩定劑，如金屬鹽，環氧化合物，胺等。
6、填充劑如炭黑，白炭黑等。
7、混合有機溶劑。特別是含氯丁二烯的均聚物與氯化橡膠并用，能配制出對橡膠與金屬件具有優良的黏合力的單涂層型膠黏劑。
現時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固而又持久黏結的，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。使用鹵化橡膠，可以屏障化學介質對黏結鍵的侵蝕。而面涂膠中含有硫化體系，它同時與黏合劑的聚合物及被黏膠料進行交聯反應。單涂黏合劑生產操作相對簡化，成本比雙涂低，但雙涂［底涂，面涂］持黏性及耐工況環境，相對比單涂略勝*。可根據實際情況選用單涂或底涂加面涂。對于配制橡膠與金屬黏結的膠黏劑，技術含量高，工藝復雜，不如買商品化成品。如Chemlok，Tylok，Metalok，Thixon等公司制造的膠黏劑可靠性較好。可以根據模壓方式［壓縮，注射，轉移］膠料品種，選擇對應的黏合劑。并要按規定的操作方法去使用。
橡膠與金屬熱硫化黏合，是一門復雜，多學科交叉的科學，它包含著橡膠物理化學，表面處理科學，冶金學，黏合科學，及橡膠加工熱反應工程，渉及多種相互作用。在進行橡膠與金屬熱硫化黏結工藝流程中，必須要嚴格清洗處理，選對膠黏劑，調節好與之匹配的不影響黏合的膠料，掌握好全過程質量及工藝控制，不放過毎一個細節，這樣黏合才有保證