三元乙丙橡膠粘接問題的研究.pdf

1、論文屬于非極性橡膠(如EPDM)與其他材料的粘接問題的研究。非極性彈性體與金屬或橡膠等材料的粘接廣泛存在于飛機(jī)、汽車、電纜、防水材料等軍用、民用工程中，也是急需解決的重大問題。為了揭示EPDM橡膠粘接后的力學(xué)性能及粘合機(jī)理，本文在制備粘合劑的基礎(chǔ)上分EPDM/EPDM之間和EPDM/金屬之間兩種類型研究了促進(jìn)劑、異氰酸酯對粘合劑力學(xué)性能的影響。主要研究工作如下：1.進(jìn)行了30次合成條件實(shí)驗(yàn)和30次粘接、固化、剪切實(shí)驗(yàn)，探索了用MMA、B

2、A為接枝單體對未硫化的三元乙丙橡膠進(jìn)行接枝改性制備粘合劑，并用其對硫化的三元乙丙橡膠進(jìn)行粘接。主要考察了接枝反應(yīng)中的原料配比、接枝溫度、助劑加入比例對粘接強(qiáng)度的影響。發(fā)現(xiàn)對膠粘劑的剪切強(qiáng)度影響最大的是接枝過程中的投料比，其次為接枝時的反應(yīng)溫度，影響最小的是補(bǔ)劑的加入量。在剪切強(qiáng)度最大時粘合劑接枝聚合部分的組成如下：三元未硫化乙丙橡膠(EPDM)100質(zhì)量分，甲基丙烯酸甲酯(MMA)50質(zhì)量分，丙烯酸丁酯(BA)30質(zhì)量分，過氧化二苯甲酰

3、(BPO)0.5質(zhì)量分，甲苯1250質(zhì)量分。 2.進(jìn)行了132次EPDM與金屬粘接的剪切或剝離實(shí)驗(yàn)。在粘合劑中使用N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(CZ)，N，N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(DZ)，二硫化二苯并噻唑(DM)，N，N'-間苯撐雙馬來酰亞胺(PDM)四種不同類型促進(jìn)劑。研究它們對粘合作用的影響以及個體之間不同用量對粘合力的影響。發(fā)現(xiàn)噻唑類促進(jìn)劑的作用強(qiáng)于酰胺類，其中作用最好者為DM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明噻唑類促進(jìn)劑

4、在本粘合劑體系中的最佳用量為粘合劑總量的0.5％，用其粘接硫化的EPDM膠片與金屬最大剪切強(qiáng)度達(dá)到1.059Mpa。 3.進(jìn)行了186次EPDM與EPDM粘接的剪切或剝離實(shí)驗(yàn)，研究了在粘合劑中加入異氰酸酯TDI(2，4-甲苯二異氰酸酯)、MDI(4，4'-二苯基二異氰酸酯)、PAPI(多次甲基多苯基多異氰酸酯)對硫化的EPDM橡膠粘接的影響。結(jié)果表明，異氰酸酯的加入對粘合劑的粘接能力有顯著影響。對異氰酸酯(TDI、MDI、PAP

5、I)的研究表明，在加入白碳黑、硫磺、促進(jìn)劑、氧化鋅的情況下，w(TDI)為0.4％粘合強(qiáng)度達(dá)到1.922Mpa，w(MDI)為0.4％時粘合強(qiáng)度達(dá)到1.830Mpa，w(PAPI)為0.4％粘合強(qiáng)度達(dá)到1.937Mpa。在所選用的異氰酸酯中PAPI對粘合強(qiáng)度的提高作用最大。 4.研究被粘材料表面處理工藝，試驗(yàn)在涂膠前先刷一層底液(如硅烷偶聯(lián)劑)對粘接作用的效果。通過多次實(shí)驗(yàn)結(jié)合國內(nèi)外資料總結(jié)出一套膠片表面處理、涂膠的工藝。膠片上

6、涂刷VTPS(乙烯基三特丁基過氧硅烷)能夠明顯地提高粘合強(qiáng)度。 5.研究EPDM/EPDM之間以及EPDM/金屬之間形成粘合力的微觀模型和反應(yīng)機(jī)理。模型顯示粘合劑固化體系與橡膠的硫化體系一致會使粘合劑分子與橡膠大分子間可以在同樣的條件下形成相同的交聯(lián)化學(xué)鍵，這樣粘合界面與橡膠本體一樣形成相同強(qiáng)度的聯(lián)接，使粘合強(qiáng)度不低于材料的本體強(qiáng)度。本粘合劑體系的固化作用主要是形成分子間交聯(lián)的化學(xué)鍵，其次是靜電引力和分子間作用力。形成交聯(lián)化學(xué)鍵