耐磨密封圈橡胶与铁质骨架的结合优化探索(2)
3.2 老化后的力学性能 22
3.3 材料耐磨性能 23
3.4 金属骨架表面处理对粘合强度的影响 24
3.5 处理工艺对粘结强度的影响 25
3.6 加入硅烷偶联剂对粘结强度的影响 26
4. 结论 28
致谢 29
参考文献 30
1. 绪论
随着现代社会经济的快速发展，橡胶金属复合构件的使用场合越来越多，应用范围不断在拓展，种类也日趋繁复多样化，已成为现代工业发展和社会生活中不可或缺的重要配件。橡胶和金属是两种性质截然不同的材料，将两者有效地粘接可以综合两者的使用特点，制得具有不同构型和特性的复合件，这种复合体系在现代社会中随处可见，如汽车工业中的子午线轮胎、机械制造业中的油封、煤矿采掘中的钢丝增强输送带、石油工业中的钢编胶管、固体火箭发动机的柔性接头以及桥梁的支撑缓冲垫等。橡胶弹性体与金属骨架材料的粘合问题是橡胶金属复合构件制品生产过程中的重要环节，这是因为界面粘合的强度决定着制品的使用寿命，而制品的损坏过程正是从这个粘合界面层开始的，然而，橡胶与金属之间化学结构和力学性能具有巨大的差异，要获得高强度的粘接效果有很大的困难。因此，增强橡胶与金属骨架材料的粘合应用技术成为许多科研工作者的热点攻关项目。
乙丙橡胶包括二元乙丙橡胶（EPM）、三元乙丙橡胶（EPDM）及各种改性乙丙橡胶。在乙丙橡胶的分子主链上，乙烯单体和丙烯单体呈无规则排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，因此，乙丙橡胶分子间的内聚能较低、呈弹性体状。由于EPM分子中不含双键，故不能用硫磺硫化，因此，其应用范围受到限制。在乙丙橡胶商品牌号中，EPM只占总数的10％左右，用量也较少。EPDM中二烯烃位于侧链上，因此，不仅可以用硫磺进行硫化，而且还能保持EPM的各种特性。
乙丙橡胶具有优异的耐老化性能（包括耐臭氧、耐热和耐候等）、良好的耐化学品性、电绝缘性、冲击弹性、低温性能、低密度和高填充性、耐热水性和耐水蒸汽等性能，因而被广泛用于汽车部件、建材用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管及其它制品等领域。乙丙橡胶是合成橡胶中发展最快的胶种之一，其生产能力和产量已列于七大合成胶种的第三位，仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶。但是，乙丙橡胶的主链分子呈饱和态，缺少活性基团，只有侧链上含有少量的不饱和双键；其本身为弱极性、惰性材料，自身不易粘接，与金属和其他材料的粘接更加困难，因此，乙丙橡胶的难粘性限制了其在各方面的应用。随着汽车、建材和航空等工业的快速发展，乙丙橡胶与金属粘接的防水、密封等器件将大量使用，因此，乙丙橡胶与金属之间的粘接性能研究也日益受到人们的关注。
1.1 橡胶与金属的粘接机理
粘接主要是通过粘接界面产生的粘附力来实现的。关于粘接机理的研究目前主要有吸附理论、机械结合理论、化学结合理论、相互扩散理论和配位键理论等。橡胶是一类具有高弹性的高分子材料，其变形性大、弹性模数低且粘接机理较复杂。在橡胶与金属粘接中约有80%使用胶粘剂法，目前使用胶粘剂对橡胶与金属进行粘接的机理，普遍公认的是润湿、吸附、扩散和共交联理论。橡胶与金属粘接中使用单涂型胶粘剂和双涂型胶粘剂的粘接机理如图1和图2所示。胶粘剂与橡胶之间主要通过相互扩散、渗透和共交联作用实现粘接，金属与胶粘剂之间主要依靠吸附（物理吸附和化学吸附）作用实现粘接。
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