【正文】 …………………… 6 硫化橡膠與金屬粘合的工藝過程………………………………… 6 硫化橡膠的表面處理………………………………………………………… 6 金屬表面的處理…………………………………………………………… 6 使用膠粘劑實現(xiàn)硫化橡膠與金屬粘接…………………………… 6 環(huán)氧樹脂膠粘劑……………………………………………… 7 環(huán)氧樹脂簡介……………………………………………………… 7 室溫固化環(huán)氧樹脂膠粘劑的特點………………………………… 7 性能檢測手段………………………………………………… 7 傅立葉變換紅外光譜……………………………………………… 8 ESCA 譜圖分析…………………………………………………… 8 接觸角測定 ………………………………………………………… 8 掃描電鏡觀察……………………………………………………… 8 粘合性能測試……………………………………………………… 8 實驗方案設計………………………………………………… 8 結(jié)論………………………………………………………………… 9 山東化工職業(yè)學院畢業(yè)設計（ 2021 年 12 月） 7 致謝???????????????????????? 10 參考文獻?????????????????????? 11 山東化工職業(yè)學院畢業(yè)設計（ 2021 年 12 月） 8 引言 橡膠與金屬是兩種不同的材料，它們 的化學結(jié)構(gòu)和機械性能有著很大的差別。以橡膠材料包覆于金屬表面既可提高金屬材料的耐腐蝕性，吸收沖擊和振動，降低噪音，同時還可通過在橡膠中填充某些金屬中無法添加的特殊材料，使其獲得某些特殊功能。盡管其粘合強度不如未硫化橡膠理想，但其工藝簡便，不需要設備就能解決未硫化橡膠硫化粘合所不能解決的問題。 隨著膠粘劑工業(yè)和粘接技術的發(fā)展 ,金屬與橡膠的粘接已廣泛應用于汽車制造、軍工方面、道路橋梁以及機械制造等很多領域。 對于已經(jīng)硫化的非極性橡膠與金屬粘合，尤其在室溫下進行的粘合，要獲得較佳的粘合效果卻是十分困難的。所采用的方法為對橡膠與金屬表面進行機械打磨，并用溶劑除掉硫化橡膠表面的石蠟、硬脂酸等軟化劑噴出物以及隔離劑的污染物。用環(huán)氧樹脂粘合劑進行橡膠與金屬的粘合，由于環(huán)氧樹脂固化后的彈性模量接近金屬，遠大于普通的硫化橡膠，從而使環(huán)氧樹脂與金屬的粘合性能較好，而與橡膠的粘合強度較低，即所有膠接破壞都出現(xiàn)在橡膠與粘合 劑的層面間，這一點我們已經(jīng)通過大量試驗予以證明。使膠接破壞均為橡膠本體破壞（大于 90%），這樣才能達到最佳的整體粘合效果。從 20 世紀 60 年代至今 ,等離子體逐漸發(fā)展成為一門涉及化學、物理、電子、材料、反應控制、計算機和表面學等學科的交叉學科 ,在金屬材料上的應用已相當廣泛 。隨著科學技術和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對橡膠 表面進行改性，有效地引入等離子技術，可以提高金屬和橡膠之間的粘合力，擴大工藝適用范圍，增加產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省原材料和能源，降低操作者勞動生產(chǎn)率，和減輕以致免除環(huán)境污染等方面產(chǎn)生了良好效果。但是這種工藝方法存在著很大的缺陷，如大量使用強酸會造成環(huán)境污染 (空氣污染及廢酸的處理等 )，影響生產(chǎn)工人的健康 。因此，有必要研究用一種新的工藝方法來對橡膠表面進行改性處 理。在多種可供選擇的表面改性處理技術中，等離子體技術，特別是低溫等離子體技術是一種較為理想的新技術。 目前，用于表面改性處理的等離子體系統(tǒng)主要使用三個頻段 :小于 100KHz的低頻、 的射頻和 的微波，其中射頻和微波最為常用。雖然應用低溫等離子體對聚合物表面進行改性處理的文獻報道不少，但利用微波低溫等離子體對非極性橡膠材料表面進行改性處理以增加粘合力的工作在國內(nèi)外卻還未見報道。 等離子體物理概念 等離子體是電離到一定程度的氣體 ，即電離度超過 %的氣體，是由離子、電子和中性離子（原子和分子）所組成的集合體。等離子體是一種物質(zhì)能量較高的聚集狀態(tài)，它的能量范圍比氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)都高，所以被稱為物質(zhì)的第四態(tài)。熱等離子體的高溫和高焓特性和收縮效應所產(chǎn)生的能量集中的特點，將其用作熱噴涂時傳遞熱量的工作介質(zhì)，形成了等離子噴涂工藝。熱等離子體中的重山東化工職業(yè)學院畢業(yè)設計（ 2021 年 12 月） 10 離子（離子和中性原子）的溫度與電子的溫度相同，又稱為熱 平衡等離子體。高溫等離子體溫度可達一億到十億 K，低溫者也在 2021～ 20210K。冷等離子體因此也稱為非熱平衡等離子體。 等離子體的形成是氣體 在相對的高溫下熱電離的結(jié)果。等離子體在形成過程中吸收大量能量，因此等離子體又是物質(zhì)的一種能量較高的聚集狀態(tài)。產(chǎn)生等高子體的方法包括火焰、放電、激光、電子束和核聚變等。其體系中電子溫度 (Ｔ s)大大高于本體氣體溫度 (Ｔ g)，一般Ｔ s/Ｔ g 為 10/100。 輝光放電在減壓反應器中進行，在直流、低頻交流、射頻，或者微波電場或磁場的作用下產(chǎn)生。低溫等離子體化學反應的優(yōu)點在于：在常規(guī)下不能進行或難以進行的反應，在等離子體狀態(tài)下能夠順利進行，如全氟苯的聚合、氮化硅的淀積等。等離子體表面改性時，主要是利用各種能量粒子與固體表面作用，達到改變表面化學結(jié)構(gòu)的目的。與常規(guī)化學改性方法相比，等離子法具有干法、不破壞材質(zhì)、低溫、快速、污染小和效率高等優(yōu)點。由于低溫等離子體中粒子的能量一般為幾個至幾十個電子伏特 ,大于高分子材料的結(jié)合鍵能 (幾個至十幾個電子伏特 ),完全可以使有機大分子材料的結(jié)合鍵斷裂而形成新鍵 。 低溫等離子體在高分子材料上的應用，大致可以分為兩類：一是等離子體聚山東化工職業(yè)學院畢業(yè)設計（ 2021 年 12 月） 11 合，另一是等離子體改性。用高分子膜作為等離子體聚合物的沉積基質(zhì)會引起材料表面的交聯(lián)、化學物理性質(zhì)以及形態(tài)的改變，從而起到了對原高分子膜改性的作用。 等 離子體粒子的能量一般約為幾個到幾十個電子伏特，如電子的能量為 0—20eV，離子為 0— 2eV，亞穩(wěn)態(tài)粒子為 0— 20eV，紫外光／可見光為 3— 40eV。由此可見，等離子體中絕大部分粒子的能量均略高于這些化學鍵能，這表明等離子體是完全有足夠的能量引起橡膠內(nèi)的各種化學鍵發(fā)生斷裂或重新組合的。 低溫等離子體處理的過程 對聚合物的低溫等離子體處理包括以下 4 個過程 :脫離 (Ablaton)。活化 (Activation)和沉積 (Deposition)。脫離使得暴露在等離子體中基質(zhì)的最外分子層離開基體 ,由真空裝置除去。 （ 2）交聯(lián)：交聯(lián)是聚合物分子鏈間化學鍵的形成過程。在合適的條件下 ,通過等離子體處理 ,可以提高乳膠導尿管、隱形眼鏡等的耐磨耗和化學穩(wěn)定性?；罨部捎砂被鶊F或其他功能團完成。 （ 4）沉積：在等離子體的沉積階 段，通過處理氣體在基質(zhì)表面的聚合形成一層薄的聚合物覆蓋層，根據(jù)氣體和處理參數(shù)的選擇情況，這些覆蓋層賦予基質(zhì)各種各樣的性能和物理特性。 等離子體