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沈阳化工学院学士学位论文 第三章 结果与讨论
宜过长。但由于酸处理的过程复杂，污染大，剪切强度提高不明显，因此，我们 不采用此法。
987剪切强度/MPa过渡胶单独使用底胶单独使用65432100123456789酸处理时间 (min)图5 酸处理时间与剪切强度关系曲线
3.1.3 橡胶表面形态对粘接强度的影响
图6 图7
图6为氟橡胶的电镜扫描图像，从图中我们可以看住氟橡胶经过轻度打磨之后表面变得凹凸不平，深浅不一，这就有益于投锚效应的产生，有利于胶粘剂渗入橡胶的缝隙中，使得金属与橡胶牢固的粘合在一起，达到实验的目的。图7为PVC的电镜扫描图像，经轻度打磨后，反映出的情况是不仅使投锚效应明显增加，而且那些类似于筋的东西表现了PVC的本身抗拉伸强度很高，实验结果：在PVC的拉伸试样中基本没
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有胶体撕裂的情况。这就证明结论与结果相吻合！
3.2 橡胶的极性对粘合强度的影响
表5 不同极性橡胶的粘合强度测试结果 涂胶方式 打磨方式 氯丁橡胶 过渡胶+底胶 过渡胶
轻度打磨 中度打磨 轻度打磨 中度打磨
4.77 6.37 3.34 4.25
PVC 6.45 8.45 5.62 7.71
氟橡胶 7.42 8.94 6.79 7.73
从表5中可以看出，随着橡胶的极性的增强，其粘接强度有上升的趋势，最突出的表现是，氯丁橡胶试样的粘接强度很小，很容易破坏； PVC试样的粘接强度有所提高，橡胶本体没有破坏就发生橡胶断裂；氟橡胶试样粘接强度最大，测试中直接发生胶断。因此可知随着橡胶极性的增强，橡胶与金属的粘接强度逐渐增大。胶粘剂粘接强度主要是化学键力和色散力共同作用的结果，而色散力又起更主要的作用。这是因为金属或橡胶表面不可能有很多羟基与胶粘剂形成化学键力，而极性物质之间的色散力较大，因此橡胶中极性基团越多，橡胶中极性基团与金属或胶粘剂中极性基团间的色散力越大，从而使粘合强度增大。
3.3 橡胶硬度对粘合强度的影响
76剪切强度/MPa过渡胶+底胶过渡胶54321055657585橡胶邵尔硬度 （A）图8 橡胶邵尔硬度与增韧剂添加量关系曲线
从图6中可以看出，随着橡胶硬度的增加，剪切强度先增大后减小。这是因为橡胶硬度很小时，胶粘剂与橡胶模量差别太大，导致应力集中，剪切强度下降；橡胶硬度很大时，橡胶弹性减小，受到剪切应力时，没来得及变形就破坏了，因此剪切强度
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减小。
3.4 不同用量橡胶补强剂对粘合强度的影响
表6 陶土用量对氟橡胶强度的影响
涂胶形式
打磨方式
5份
剪切实验 剥离实验 （MPa） 5.76 先橡胶本体破
坏再胶断 6.04 4.35 5.60
橡胶本体断裂
25份
剪切实验 剥离实验 （MPa） 7.41 大部分为过渡胶与
橡胶的剥离，少部分为橡胶本体破坏
8.94 先是橡胶本体破
坏，后为胶断
6.79 7.73
过渡胶+底胶 轻度打磨
中度打磨
过渡胶
轻度打磨
中度打磨
以氟橡胶为例，表10可以看出，使用过渡胶与底胶共同使用的涂胶方可以对氟橡胶形成很强的粘合力，个别试样的剪切强度甚至达到了近10MPa，而底胶单独使用的涂胶方式的粘合力还是很小，用很小的力就能将过渡胶与橡胶剥离开来。通过对氟橡胶的测试发现，陶土用量多的橡胶比用量少的粘接强度要好，所以从表中所列的剪切强度后者的比前者大。当氟橡胶中加入大量陶土后，使橡胶与胶粘剂间的色散力增大，从而使粘合强度增大。由试样的破坏情况我们还可以发现，在剪切测试中，陶土用量少的橡胶发生的是橡胶本体破坏和红胶与金属剥离，而陶土用量多的橡胶发生的是橡胶本体破坏，红胶与金属剥离以及极少部分过渡层胶与底胶的剥离，这也说明了陶土量多的橡胶的粘合效果比用量少的橡胶的效果好。
3.5 粘接方法对粘接性能的影响
涂粘合剂的过程中，底胶不要太厚，底胶涂的薄可以认为其模量接近金属的模量；涂的要均匀，不要有漏胶，否则剪切过程中易产生应力集中，使橡胶与金属的剪切强度下降。涂过渡层胶时，要注意不要在橡胶片的周围涂满粘合剂，这样虽然能够保证橡胶片与金属的边缘不缺胶，但是会使剪切强度大大下降。
打磨后的硫化胶片，涂相应的过渡层胶，粘贴于已室温固化红胶的两钢片间（夹），室温固化24h后，70℃固化3h。
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图9 试样周围涂满了环氧树脂胶粘剂的试样的剪切强度
从图9中可以看出，开始斜率较大的部分显示的是环氧树脂胶粘剂与金属的剪切强度，由于环氧树脂胶粘剂刚性比较大，很脆，受到很小的变形就发生开裂而产生应力集中。随着剪切的继续进行才显示出橡胶和过渡层胶的剪切强度，由于环氧树脂胶粘剂开裂产生的裂缝导致应力集中，使橡胶与过渡层胶迅速开裂，剪切强度迅速下降。
另外，涂粘合剂的过程中，还要注意橡胶片边缘应与钢片边缘平行，两钢片同侧的长边应在一条直线上，否则在剪切过程中受力不在一条直线上，使剪切强度下降。
图10 受力不在一条直线上的剪切图像
由图像10可知，有两个试样数值偏低，实验中观察到拉伸过程中硫化胶片仅一角受力，产生应力集中，所以剪切应力值偏低。分析其原因是由于在粘贴过程中硫化
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