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氟橡胶—金属胶粘剂的研究

颜录科

  氟橡胶因其独特的性能在航空、航天及国防工业等领域得到了广泛应用,但氟橡胶的粘接问题一直是该领域的难题,目前国内外均未能很好的解决。本文针对氟橡胶与金属的粘接难题,通过促进剂合成、增粘剂制备及树脂改性等方法,进行了FM、OG与OGs胶粘剂的研究,系统分析了影响胶粘剂粘接性能的主要因素,并对氟橡胶的粘接机理进行了讨论。采用间苯二酚与六亚甲基四胺合成出间苯二酚-六亚甲基四胺络合物作为粘合促进剂,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV)及差示扫描量热法(DSC)等分析手段,进行了FM胶粘剂的研究。结果表明:①络合物分解生成具有活性亚甲基的物质,促进氟橡胶与硅烷偶联剂生成化学键,同时,这些活性物质在硫化过程中生成多种具有氮亚甲基结构特征的、含有大量活性基(-OH)的氨基树脂,提高了与金属的粘接力。②FM胶粘剂用于胺类硫化的氟橡胶与余属粘接时的平均拉剪强度大于5MPa,与美国洛德公司的Chemlok 607相比提高近60%,综合性能优于Chemlok 607。采用具有高热变形温度的砜类聚合物制备的增粘剂,配制了OG胶粘剂,并通过凝胶时间的测定、DSC和FTIR对该胶粘剂进行了系统研究。结果表明:①OG胶的固化工艺为180℃×3h,增粘剂的最佳用量为30~50份。②OG胶粘剂用于胺类硫化的氟橡胶与金属粘接时的平均拉剪强度为8~10MPa。另外,通过扫描电镜(SEM)与电子能谱研究发现:①增粘剂不仅促进了OG胶与金属的粘接,还参与了氟橡胶的粘合与硫化反应。②固化剂双氰胺(DICY)及其分解产物单氰胺均属于伯胺,易于向树脂内扩散,也易于向橡胶层扩散。不但可与环氧基迅速进行加成反应,而且也会与氟橡胶在粘接界面处生成配位键,改善与氟橡胶的粘接性能、提高粘接强度,这与配位键理论相一致。用酚类化合物对胶粘剂树脂基体进行化学改性,配制了OGs胶粘剂,通过DSC、FTIR及UV对其进行了研究。结果表明:OGs胶与OG胶具有相同的固化工艺和粘接机理,用于胺类硫化的氟橡胶与金属粘接时的平均拉剪强度大于6MPa,略低于OG胶,但OGs胶配制工艺简单、溶剂用量少,减少了环境污染,降低了成本。西北工业大学硕士学位论文 在相同试验条件下,将FM胶粘剂、OG胶粘剂、OGs胶粘剂与国内合神FA一1胶粘剂、国外Chemlok 607胶粘剂进行氟橡胶(胺类硫化、双酚AF硫化)与金属粘接试验,其拉剪强度均远大于FA一1和Chemlok 607。通过热失重分析(TGA)研究表明:OG胶粘剂与OGs胶粘剂固化物具有较高的耐热性及热稳定性。 综上所述,FM胶粘剂较好地解决了硅烷类胶粘剂与金属粘接性差的问题;OG胶粘剂、OGs胶粘剂均可直接用于未硫化氟橡胶与金属的粘接,也可用于硅橡胶的粘接,是目前应用于氟橡胶一金属粘接的较理想胶粘剂,已试用于汽车同步环中氟橡胶与金属的粘接。文中有关粘接机理的研究,对同类胶粘剂的研究具有参考价值。关键词:氟橡胶,金属,胶粘剂,粘接,改性,Chem!ok 607,队-……   
[关键词]:氟橡胶;金属;胶粘剂;粘接;改性;Chemlok 607;FA-1
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西北工业大学2005年
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