橡膠與橡膠的粘合！

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　橡膠是一類具有高彈性的有機(jī)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(jié)構(gòu)有關(guān)。

　　橡膠與橡膠粘合，在橡膠制品生產(chǎn)制造過(guò)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(gòu)成的制品加工過(guò)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(jìn)行。另外硫化橡膠制品在使用的過(guò)程中損壞之后的修補(bǔ)，由硫化橡膠制備復(fù)合制品時(shí)，均要采用相應(yīng)的粘合技術(shù)。

　　未硫化橡膠之間的粘合

　　未硫化橡膠是指還沒(méi)有交聯(lián)的橡膠，包括生膠和混煉膠。由于沒(méi)有交聯(lián)，未硫化膠中橡膠分子鏈仍然是線性結(jié)構(gòu)，在橡膠的良溶劑中可以溶解，具有較高的流動(dòng)性和分子活動(dòng)能力，因此未硫化膠粘合比較容易實(shí)現(xiàn)。但對(duì)EPDM、IIR、Q等粘著性差的未硫化膠，需要爭(zhēng)取一定的粘合技術(shù)提高其粘合效果。對(duì)NR、CR、PU等易粘的膠料，不需要經(jīng)過(guò)特殊的處理就能實(shí)現(xiàn)良好的粘合。

　　一、未硫化膠的表面性質(zhì)

　　由于未硫化膠具有較好的流動(dòng)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(qiáng)。極性橡膠表面有極性，表面張力較大，內(nèi)聚能密度大，吸附性要比非極性橡膠強(qiáng)。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(dá)到潤(rùn)濕狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)充分的接觸，而且由于相容性好，兩表面分子之間容易擴(kuò)散和滲透，形成較厚的過(guò)渡層，甚至過(guò)渡層消失。因此未硫化膠的表面性質(zhì)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(gè)同質(zhì)膠片在小負(fù)荷、短時(shí)間壓合后，將其剝離開(kāi)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(zhì)及工藝條件。橡膠品種不同，其分子鏈的柔順性不同，活動(dòng)能力也不一樣，自粘性也不同。一般來(lái)說(shuō)，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(jié)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(dòng)能力強(qiáng)，在表面接觸后，易擴(kuò)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(duì)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(duì)同一膠種，平均分子量小的，流動(dòng)性好，更容易擴(kuò)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(jié)晶性對(duì)自粘性也有重要影響，常溫下結(jié)晶的橡膠，由于晶體顆粒限制了分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)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(guò)程中由于取向而產(chǎn)生誘導(dǎo)結(jié)晶，此時(shí)結(jié)晶顆粒會(huì)限制兩表面層分子的脫離，以及提高其格林強(qiáng)度。所以具有自補(bǔ)強(qiáng)性的橡膠自粘性較好，如NR、CR、IR。IIR雖然具有自補(bǔ)強(qiáng)性，但由于IIR分子鏈兩側(cè)含有密集的側(cè)甲基，分子鏈的活動(dòng)能力差，在表面接觸后難以擴(kuò)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(bǔ)強(qiáng)有關(guān)。

　　另外膠料中加入填料，由于填料可以與橡膠分子鏈發(fā)生吸附，一方面能提高未硫化膠的格林強(qiáng)度，另一方面也會(huì)限制分子鏈的活動(dòng)能力。由于不同填料，其粒徑大小，結(jié)構(gòu)度高低，表面活性高低不同，與橡膠的吸附作用不同，因而對(duì)自粘性有不同的影響。在填料用量較小（不足以嚴(yán)重影響到分子鏈活動(dòng)能力）時(shí)，粒徑小，表面活性高，結(jié)構(gòu)度高的填料與橡膠的相互作用強(qiáng)，膠料的格林強(qiáng)度高，因而自粘性好。但當(dāng)填料的用量過(guò)大時(shí)，膠料的粘度太高，流動(dòng)性差，界面處分子鏈的擴(kuò)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(guān)，在高溫、高壓下，兩表面可以充分接觸，橡膠分子鏈的擴(kuò)散和滲透能力增強(qiáng)，自粘性好。

　　提高未硫化膠粘性的方法

　　①通過(guò)塑煉、混煉工藝提高膠料的可塑度，降低分子量。

　　②在膠料中添加相容性好的增塑劑。

　　③在粘合面處刷汽油等良溶劑。

　　④在粘合面上涂膠漿。

　　⑤在膠料中使用增粘劑。

　　⑥升高粘合面的溫度。

　　⑦增加粘合部位的壓力。

　　⑧保持粘合表面清潔，粘合前用塑料薄膜包覆粘合面。

　　⑨防止膠料噴霜。（配方和工藝上改進(jìn)）

　　⑩盡可能少用或不用潤(rùn)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(fù)雜一些，如粘合面的潤(rùn)濕性，相容性等，對(duì)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(rùn)濕，易擴(kuò)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(guān)外，還與兩膠種的相容性有關(guān)，相容性好，易擴(kuò)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(zhì)

　　硫化橡膠更接近于固體，由于線型大分子被交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子鏈及鏈段的活動(dòng)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(duì)較光滑。所以當(dāng)兩個(gè)硫化橡膠表面接觸時(shí)，由于分子鏈網(wǎng)絡(luò)化，擴(kuò)散和滲透難以進(jìn)行，兩硫化膠之間不能直接產(chǎn)生較強(qiáng)的粘合作用力，粘合相對(duì)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(gè)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(lián)密度，膠粘劑的類型及其組成，以及粘合工藝。硫化膠的交聯(lián)程度越深，分子鏈的活動(dòng)能力越差，粘合越難以進(jìn)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(shù)脂為主要原料，配合增粘配合劑或偶聯(lián)劑、固化劑、促進(jìn)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(guò)程中經(jīng)常加極性的樹(shù)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(shù)脂、橡膠和樹(shù)脂等

　　溶劑型膠粘劑制造工藝：

　　①生膠塑煉（多段塑煉），可塑度要求0。5以上。

　　②混煉膠的制備：開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)混煉膠料。

　　③混煉膠造粒：混煉膠切條在造粒。

　　④按比例加入良溶劑，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(fā)完全）

　　（5）粘合，需要加壓。

　　（6）停放一段時(shí)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(gè)同質(zhì)或異質(zhì)混煉膠片先貼合，再加壓熱硫化。