摘 要：研究了丁腈橡胶与金属的粘合方法，并考察了不同种类的填充补强剂对粘和性能的影响，增塑剂和软化剂对粘合的影响，为实际应用提供理论依据。
关键词：丁腈橡胶；补强剂；偶联剂
橡胶材料包覆于金属表面既可提高金属材料的耐腐蚀性，降低噪音，同时还可通过在橡胶中填充某些金属中无法添加的特殊材料，使其获得某些特殊功能。目前使用的橡胶与金属的粘合方法有硫化粘合法，橡胶表面化学处理法及丁腈橡胶粘合法[1-3]。丁腈橡胶粘合法工艺简便，不需要特殊设备就可解决硫化粘合法不能解决的问题，同时还解决了橡胶化学表面处理对橡胶物理机械性能及耐老化性能的影响，因此本文研究的粘合方法具有十分重要的实用意义。
1 实验部分
1.1 实验目的
研究室温下金属与丁腈橡胶(NBR)的粘合。考察不同用量，不同种类的填充补强剂对粘和性能的影响，表面粗糙度对粘合的影响，橡胶硬度和偶联剂添加量对粘合强度的影响。
1.2 配方设计
以丁腈、硬脂酸、氧化锌、防老剂、碳黑、轻质碳酸钙、促进剂为基础，改变硫磺和邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的用量，分别进行几组混搭实验。
2 结果与讨论
2.1 补强剂添加量对胶粘剂的影响
胶粘剂的其他体系不变，只改变炭黑的用量，以白碳黑的用量对剪切强度作图得。
图1 中度打磨橡胶的碳黑含量与剪切强度的关系
分别在使用邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和古马隆树脂胶粘剂体系中添加碳黑，随着碳黑添加量的增大，两种胶粘剂的剪切强度均增大，体系粘度也逐渐增加。
2.2 表面粗糙度对胶粘剂的影响
由实验可知，随着炭黑含量的增加，用锉刀中度打磨的橡胶剪切强度比用砂纸轻度打磨的橡胶要高，这是由于用锉刀打磨的橡胶的表面积要大于砂纸打磨的表面积，因而橡胶与金属的粘接面积要大。
2.3 橡胶硬度对粘合强度的影响
不同硬度丁腈橡胶的粘合强度随橡胶的硬度先增大后减小，当橡胶硬度为77A左右时，粘接强度最大。这是由于当橡胶的硬度很小时，橡胶与金属的模量相差太大，在试样胶接部位容易引起应力集中，导致了橡胶与过渡胶的剥离，使粘合强度下降；反之亦然。
2.4 偶联剂添加量的影响
随着硅烷偶联剂用量增大，试样的剪切强度也随之增大。这是因为偶联剂本身带有两种基团。一种基团可与被粘材料结合，而另一种基团则可与橡胶高分子材料或粘合剂结合，从而在粘合界面形成较高的化学键，加入的偶联剂越多，这种化学键结合也越明显，大大改善了粘合强度。并且，由于偶联剂的粘度很低，加入粘合剂中会降低粘合剂整体的粘度，从而使胶粘剂与被粘物表面的浸润性加强，使粘合强度提高。但随着偶联剂用量的继续增大，粘合剂的本体强度也会下降，因而导致粘合强度下降。
3 结论
由上述实验可以得出以下结论：
（1）随着碳黑添加量的增大，橡胶与金属粘合的粘接强度会逐渐增大；
（2）橡胶中增塑剂使用邻苯二甲酸二辛酯（DOP）比使用古马隆树脂粘接强度大；
（3）橡胶表面处理时，锉刀打磨比砂纸打磨效果好，但是打磨不宜过度；
（4）粘合的强度随硅烷偶联剂用量的增加先增大后减小，剪切强度随硅烷偶联剂用量的增加而增大，且加入硅烷偶联剂后试样的耐水性、耐热性都将增强；
（5）丁腈橡胶的粘合强度是随橡胶的硬度先增大后减小，橡胶硬度与粘接强度存在最优化关系。
