毕业论文：硫化丁腈橡胶与金属室温粘合性能研究

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《硫化丁腈橡胶与金属室温粘合性能研究》
+ |% O0 O0 `5 E7 m% E（沈阳化工学院学士学位论文）

+ q8 o5 {1 U2 ~  y) z# i+ {引  言
橡胶与金属是两种不同的材料，它们的化学结构和机械性能有着很大的差别。借助橡胶与金属的粘合，可以使两种材料结合成人们所需要的有着不同构型和不同特性的复合体。以橡胶材料包覆于金属表面既可提高金属材料的耐腐蚀性，吸收冲击和振动，降低噪音，同时还可通过在橡胶中填充某些金属中无法添加的特殊材料，使其获得某些特殊功能。
目前使用的橡胶与金属的粘合方法有硫化粘合法，橡胶表面化学处理法及本文所研究的在粘合方法。尽管本方法的粘合强度不一定比其它的方法理想，但其工艺简便，不需要特殊设备就能解决硫化粘合法所不能解决的问题，同时还解决了橡胶化学表面处理法所引起的对橡胶的物理机械性能及耐老化性能影响较大，处理工艺复杂，环境污染严重等问题，因此本文所研究的粘合方法具有十分重要的实用意义。
环氧树脂粘合剂与金属的粘合性能优异，可作为金属材料粘合的结构胶使用，其粘合强度有时甚至超过金属材料的自身强度。用环氧树脂粘合剂进行橡胶与金属的粘合，由于环氧树脂固化后的弹性模量接近金属，远大于普通的硫化橡胶，从而使环氧树脂与金属的粘合性能较好，而与橡胶的粘合强度较低，既所有胶接破坏都出现在橡胶与粘合剂的层面间。所以解决硫化橡胶与环氧树脂的粘合问题，是提高硫化橡胶与金属粘合性能的关键。使胶接破坏均为橡胶本体破坏（大于90%），这样才能达到最佳的整体粘合效果。
1 }0 p" L' Q6 a( F3 E解决硫化橡胶与环氧树脂结构胶的粘合问题，除不断改进和完善硫化胶的表面处理方法和工艺外，在硫化橡胶与环氧树脂粘合剂间涂覆一层既与环氧树脂能发生化学交联，又与非极性硫化胶有较好的粘合强度，且刚性模量介于二者之间的过渡层，使整体粘接结构的刚性模量呈梯次过渡，增加模量梯度,降低因应力集中而导致的胶接破坏。从而使硫化橡胶与金属粘合的性能得到改善，同时也可实现室温条件下的粘合操作。
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3 P) i8 i) x  w目 录
/ Y/ p* P) I) \  v引  言        1
3 M7 z8 H0 [% r9 I% m* X/ X6 j# e一、文献综述        2
$ D2 S) x5 F/ W4 H9 K5 g- b9 U1 .1 粘接机理        2
⑴ 单纯的力学理论        2
⑵ 热力学理论        2
# f- F9 J! i9 m: J& W⑶ 吸附机理        2
⑷ 扩散理论        2
& F; W) R. h# N8 Z, G; z1 y⑸ 静电理论        3
⑹ 界面化学理论        3
1.2 得到良好粘接制件的因素        4
( W  L. I) A! i3 q% d  E5 s2 L⑴ 表面清洁度        4
⑵ 润湿性        4
1.3 丁腈橡胶（NBR）        4
' ~$ C2 K! I$ ?+ J1.3 .1丁腈橡胶概述        4
1.3.2丁腈橡胶的基本性能        5
5 J  Z5 |( P: e2 I㈠加工性能：        5
& c; [! G: s  _! z㈡硫化速度与机械强度：        5
/ ?* L/ W5 l; G3 z- j% H  J㈢耐热性：        5
㈣耐寒性：        5
9 L! R! U, L: X# z6 X/ S㈤耐油性：        6
1.4环氧树脂胶粘剂        6
) O7 m  \: z, B3 g1 k$ Z1 p1.5 橡胶与金属粘合        7
4 E1 W4 i* t2 a, w* H1.5.1常用的橡胶与金属粘合方法        7
1.5.2 室温下橡胶与金属的粘合        8
4 [  x! M, g; A, s, W5 R⑴ 被粘材料的表面处理        8
% h' \$ l1 `0 H0 H5 b; J2 k⑵ 性能要求及执行标准：        9
2 X- P' i7 D+ U: T, d/ V# D二  实 验 设 计        11
' o& u+ Q% b; x8 P0 K* F一．实验目的        11
二．配方设计        11
. Q2 R; N6 E( W* O# t三．实验原料        12
1 实验仪器        12
3 J7 |: D: x! k) S' r. g& z2 实验药品        12
2 G1 {) p( Z$ b7 S四 实验流程        14
5 a6 V) }/ p6 H五.标准测试试样        15
5.1标准剪切强度（硫化橡胶与金属）测试样品        15
5.2标准剪切强度（金属与金属）测试样品        15
* C' v* F3 E' D. L' N6 ]* G5.3标准硫化橡胶与金属粘接180º剥离试样        15
7 t; \. t; }# R& {3 N6 X5.4试样处理        16
5.5粘合剂配制        16
8 \( Z" P3 z7 V/ X三、结果与讨论        17
. r, T3 D8 F& n$ g, |$ [4 i2 C3.1 不同橡胶增塑剂对粘合强度的影响        17
3.2  橡胶的极性对粘合强度的影响        17
3.3 补强剂添加量对胶粘剂的影响        18
5 [( h  R2 p  C& l2 Q9 \3.4  补强剂的种类对粘合性的影响        19
3.5  橡胶硬度对粘合强度的影响        20
3.6  表面粗糙度与胶粘剂的影响        20
( F: Y5 h; G4 l3 I0 B: V1 F3.7  不同种型号橡胶的剪切强度的比较        21
( K4 ]* `1 S. D/ k0 }) t3.8  偶联剂添加量的影响        21
5 _' t4 d3 `4 ^3.9  酸处理对粘接强度的影响        22
3.10  粘接方法对粘接性能的影响        23
四、结  论        25
0 N/ S8 o$ w1 w  |4 M4 B致  谢        27
附  录        28
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