化工類畢業(yè)論文寫作參考

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　　引言

　　橡膠與金屬是兩種不同的材料，它們的化學結構和機械性能有著很大的差別。借助橡膠與金屬的粘合，可以使兩種材料結合成人們所需要的有著不同構型和不同特性的復合體。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。

　　金屬與硫化橡膠粘合在許多工業(yè)領域有著廣泛的應用，如航天，輕紡，電子，電視，無線電，機械等。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。尤其是在室溫下借助膠粘劑使金屬與硫化橡膠粘合更加簡便實用，但由于硫化橡膠與金屬的模量差別比較大，所以硫化橡膠與金屬粘合很困難，雖然很多人研究過這個問題，但并沒有取得很大的進展[2]。

　　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。采用橡膠與金屬等材料復合,以期利用橡膠的高彈性與金屬的剛性,使這類材料獲得更好的強度和耐久性,同時獲得減振、耐磨等功能。

　　對于已經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。這是由于硫化橡膠表面的極性較弱、粘接性于自粘性較差，并且存在噴霜物，因此要想把它粘合到強極性的金屬表面上就必須對其進行清理和化學處理。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。

　　環(huán)氧樹脂粘合劑與金屬的粘合性能優(yōu)異，可作為金屬材料粘合的結構膠使用，其粘合強度有時甚至超過金屬材料的自身強度。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，這一點我們已經通過大量試驗予以證明。所以解決非極性硫化膠與環(huán)氧樹脂的粘合問題，是提高非極性硫化橡膠與金屬粘合性能的關鍵。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。

　　第1章文獻綜述

　　1.1 等離子體概述

　　早在20世紀20年代,有人就提出了等離子體的基本概念。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;但在橡膠方面的應用遠不及金屬材料。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，增加產品品種，提高產品質量，節(jié)省原材料和能源，降低操作者勞動生產率，和減輕以致免除環(huán)境污染等方面產生了良好效果。

　　一般來說，傳統(tǒng)的處理方法是采用酸洗處理來提高橡膠的表面極性，從而提高粘接強度。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)，影響生產工人的健康;處理橡膠的程度(深度、均勻性、時間等)在大批量生產時不易拿捏，等等。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。等離子體表面技術在提高橡膠與金屬材料的粘結方面發(fā)揮了重要作用。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。這種技術具有常溫工作、狀態(tài)穩(wěn)定、處理均勻、無污染等優(yōu)點，特別是能夠提供高電離度、高活性的等離子體，已被廣泛地用于處理各種材料的表面，在電子、機械、塑料、橡膠等工業(yè)和生物醫(yī)學工程方面有重要的應用。

　　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、13.56mhz的射頻和2.45ghz的微波，其中射頻和微波最為常用。現(xiàn)在，等離子體在工藝上已比較容易控制，對環(huán)境污染小，因此有可能作為橡膠表面改性處理的新一代方法。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外卻還未見報道。本實驗對等離子體技術在改善非極性橡膠表面性能方面的應用做了探索性研究。

　　1.1.1 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0.1%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。等離子體整體呈中性，但有相當數(shù)量的電子和離子，表現(xiàn)相應的電磁學等性能，如等離子中有帶電粒子的熱運動和擴散，也有電場作用下的遷移。等離子體是一種物質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)物質都高，所以被稱為物質的第四態(tài)。

　　按等離子的溫度，可分為熱等離子體和冷等離子體。熱等離子體的高溫和高焓特性和收縮效應所產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，形成了等離子噴涂工藝。從一般的中性氣體轉化為等離子體，需要經過升高溫度、雙原子分子分解和原子電離等大量吸收能量的過程。熱等離子體中的重離子(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。熱等離子體又可分為高溫等離子體和低溫等離子體。高溫等離子體溫度可達一億到十億k，低溫者也在xx～xx0k。在冷等離子體中，重離子的溫度遠低于電子的溫度，前者接近常溫，而后者卻高達1000～10000k。冷等離子體因此也稱為非熱平衡等離子體。等離子體物理學研究促進了低溫等離子體技術的迅猛發(fā)展,使其在天然高分子材料和合成高分子材料及其它應用領域有廣泛的應用,在非極性橡膠制品的表面改性中,引入了多種含氧基團,使表面由非極性轉化為有一定極性和親水性,從而有利于粘結和涂覆。

　　等離子體的形成是氣體在相對的高溫下熱電離的結果。熱等離子體是氣體在大氣壓下電弧放電產生的;冷等離子體可在低壓氣體輝光放電時形成。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的一種能量較高的聚集狀態(tài)。許多氣體都可以用于產生等離子體,但在聚合物的表面等離子體處理中,一般選用的氣體或氣體混合物包括:o2、ar、cf4和空氣。產生等高子體的方法包括火焰、放電、激光、電子束和核聚變等。用輝光放電法產生的低溫等離子體，又叫做非平衡等離子體。其體系中電子溫度(ts)大大高于本體氣體溫度(tg)，一般ts/tg為10/100。電子能量約為1～10 ev，恰好同一般化學鍵鍵能相近，適合于化學反應，由此產生了低溫等離子體化學這門新興的邊緣學科。

　　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生。反應裝置有內極式、外極式和無極感應式等3種。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。等離子體表面轟擊力強，穿透力弱，適合于表面改性。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構的目的。它包括3方面內容：在a r、he、n2、o2和nh3等氣體的輝光放電中對聚合物表面進行等離子體處理;進行等離子體接枝;在聚合物表面淀積超薄等離子體聚合膜。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、低溫、快速、污染小和效率高等優(yōu)點。

　　1.1.2 低溫等離子體的特點

　　低溫等離子體含有大量的電子、激發(fā)態(tài)原子和分子以及自由基等活性粒子,這些活性粒子使材料表面引起蝕刻、氧化、還原、襲解、交聯(lián)和聚合等物理和化學反應,對材料表面進行改性。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合鍵斷裂而形成新鍵;但其健能遠低于高能放射線的能量,故表面等離子體處理只發(fā)生在材料的表面,在不損傷基體的前提下,賦予材料表面新的性能。

　　低溫等離子體在高分子材料上的應用，大致可以分為兩類：一是等離子體聚合，另一是等離子體改性。等離子體聚合是利用聚合性氣體，在基底表面生成具有特殊功能(如防水、防腐蝕、結構致密具有特殊物理性能等)的聚合物;等離子體改性是利用各種等離子體系作用于物質表面，在物質表面發(fā)生各種物理和化學的作用，如架橋、降解、交聯(lián)、刻蝕、極性基團的引入及接枝共聚等，從而達到對物質表面改性的目的。用高分子膜作為等離子體聚合物的沉積基質會引起材料表面的交聯(lián)、化學物理性質以及形態(tài)的改變，從而起到了對原高分子膜改性的作用。

　　1.1.3 機理分析

　　等離子體處理橡膠表面是利用氣體(空氣或氧氣)電離產生氧等離子體，氧等離子體中大量的 o+、o-、o+2、o-2、o、o3、臭氧離子、亞穩(wěn)態(tài) o2 和自由電子等粒子與橡膠表面發(fā)生物理和化學反應，在橡膠表面產生大量的極性基團，使碳原于從c—h結合變?yōu)?、、等，從而提高橡膠表面的親水性，改善橡膠與金屬的粘合性能。

　　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。而橡膠中常見化學鍵的鍵能為：c—h 4.3ev;c=0 8.0ev;c—c 3.4ev;c=c 6.1ev。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的各種化學鍵發(fā)生斷裂或重新組合的。以聚丁二烯橡膠為例來說明：

　　盡管反應僅在表面幾個單分子層發(fā)生(只限于橡膠表面最外層10—1000的范圍內，不會改變橡膠的整體特性)，但是其密度和強度的增加卻說明表面能的改變。

　　1.1.4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);交聯(lián)(cross-linking);活化(activation)和沉積(deposition)。

　　(1)脫離：等離子體處理過程中,利用高能粒子轟擊聚合物,使弱的共價鍵斷裂,稱為脫離。脫離使得暴露在等離子體中基質的最外分子層離開基體,由真空裝置除去。由于基質表面污染層的化學鍵一般由較弱的c-h鍵構成,故等離子體處理可以除去像油薄膜一樣的污染物,使基質表面清潔,并留下活性的聚合物表面。

　　(2)交聯(lián)：交聯(lián)是聚合物分子鏈間化學鍵的形成過程。用惰性氣體的等離子體處理使經脫離的聚合物交聯(lián),形成強硬的基質微表面。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。

　　(3)活化：聚合物表面基團同來自等離子體的化學基團的置換稱為活化在活化期間，等離子體使聚合物中的弱化學鍵斷裂，并由高活性的撥基、梭基和輕基基團取代�；罨部捎砂被鶊F或其他功能團完成�；|特性的最終變化將視引入基質表面的化學基團的類型而定。

　　(4)沉積：在等離子體的沉積階段，通過處理氣體在基質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各種各樣的性能和物理特性。通過用等離子體沉積的方法產生的覆蓋層，比用常規(guī)方法聚合所獲得的薄膜涂層具有高的交。

　　1.1.5 等離子體處理條件

　　本實驗設計在40～100 khz的頻率范圍內，功率200w不變，氣流量可調節(jié)的條件下通入氣體(空氣、氮氣、氧氣)，處理時間在0.5～30分鐘的范圍內變化，之后，用儀器檢測橡膠表面等離子體處理之后的變化情況。

　　1.1.6 等離子體實驗設備

　　低溫等離子體裝置是在密封容器中設置兩個或三個電極形成電場,用真空泵實現(xiàn)一定的真空度(1～0.1pa),隨著氣體愈來愈稀薄,分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長,受電場作用,它們發(fā)生碰撞而形成等離子體。

　　等離子體表面改性裝置,包括cgp和gpt兩個系列。cgp系列等離子體處理儀具有電暈和輝光兩種放電類型。使電暈放電不僅能在大氣中進行,也可在各種不同氣體(如ar、nh3、h2等)中進行。這一系列等離子體處理儀主要用于科研和教學。gpt系列等離子體處理儀主要用于工廠產品的小批量生產,僅有輝光放電裝置,因而反應室較大,便于盡可能多地放置改性產品。國外對等離子體處理儀也有過相關的報道。

　　平板式雙電極型等離子體反應器,它一般用13.56mhz射頻電源產生等離子體,利用電容耦合或感應耦合的方式,將射頻電源的能量傳遞給等離子體,射頻電源加在其中的一個電極上。但這種裝置不能獨立調節(jié)一定真空度下等離子體中的離子能量和離子流量,因而便產生了一種改進型的三電極型反應器。除接地電極外,另外兩個電極板上均加有射頻電源,它們通常相位相反,一個用來調節(jié)離子能量,一個用來調節(jié)離子流量。比利時eu-roplasma生產廠生產的一種架式等離子體處理系統(tǒng)的氣體等離子體室。等離子體處理系統(tǒng)一般由5個主要部分組成：(1)真空室;(2)泵組;(3)氣體導入和氣體控制系統(tǒng);(4)高頻發(fā)生器;(5)用于系統(tǒng)控制的微處理器。

　　1.1.7 等離子體的局限性

　　改良聚合物材料的主要方法涉及到激發(fā)態(tài)化學工藝，如等離子體輝光放電、電暈放電、或火焰處理等。目前，正在對等離子體輝光放電工藝進行認真的研究，日本和歐洲已經采用一些能批量生產的工藝。但是，這些工藝由于需要高度真空來產生操作時所需的等離子體(離子化氣體)而費用昂貴，工藝復雜。因此，等離子體輝光放電工藝只能用于高附加值材料。

　　相反，電暈放電則屬于一種環(huán)境空氣工藝，不需要真空。但是，這種工藝不大適用于三維物體�；鹧嫣幚矸m然是一項費用較低的工藝，但用于三維物體時處理效果卻不均勻，而且，也不適用于對高溫敏感的材料。

　　1.2 紫外線、臭氧表面處理概述

　　對橡膠進行表面處理的目的是，清除表面雜質，提高橡膠表面的粗糙度，增加表面積，并在橡膠表面引人極性或反應性官能團，從而改善橡膠與過渡膠間的界面粘結性能。

　　由于大多數(shù)聚合物的外表面由于非極性鍵占優(yōu)勢具有疏水性，不易濕潤。而許多用來涂聚合物產品的涂料、黏合劑和油墨都具有親水性。這類材料與疏水性聚合物表面不產生強烈的化學作用，因此，粘合不良。

　　改性工藝通常需要將氧和/或氮結合到聚合物的表面，這樣，在表面和涂層之間可形成強烈的相互作用，改善粘性，而又不影響其性能。

　　為了提高橡膠與金屬的粘合性能(剪切強度)，關鍵性的措施是改善橡膠表面的表面活性，增強橡膠基體與膠粘劑的化學鍵合與機械結合能力，因此，國內外一直在努力尋找更為理想的表面處理方法。光氧化法就是眾多努力的成果之一。

　　光氧化表面處理方法是基于在一定溫度下，臭氧對橡膠表面的強烈氧化與刻蝕效應以及紫外線對橡膠表面c-c鍵、c-h鍵、c-o鍵的離解作用。這種處理方法具有主體設備簡單、無須后續(xù)清洗工藝、工藝條件容易控制等一系列優(yōu)點，因此應用前景十分看好。

　　不久前，加拿大已經開發(fā)出一種表面改性的替代工藝，這種方法也采用激發(fā)態(tài)化學工藝。這種工藝使聚合物表面與紫外線(uv)和臭氧接觸，增加氧官能團的數(shù)量。這種紫外線/臭氧(uvo)法可以克服其它表面處理的許多缺點，尤其是對三維物體。

　　這種uvo工藝已經在聚丙烯((pp)和聚對苯二甲酸乙二醇醋(pet)的基片上進行了試驗。當接觸到紫外線和臭氧時，這兩種材料能夠迅速而重復地吸收表面氧官能團。氧官能團的附著極大地改變了表面能，并可改進涂料和其它材料的粘性。試驗結果表明，uvo法能夠經濟地改變聚合物的表面特性[16]。

　　1.3 橡膠與金屬粘合概述

　　當前普遍使用的橡膠與金屬粘合方法有硫化粘接法，橡膠表面化學處理法。硫化粘合法是經過適當表面處理的金屬直接與未硫化橡膠依次疊加后同時置于硫化模具中，在加熱加壓中實現(xiàn)硫化化學反應與相應的界面反應同時完成的“共硫化”的方法，即通過膠粘劑與金屬橡膠兩界面之間的吸附、擴散、交聯(lián)反應以及橡膠內部和膠粘劑內部的硫化反應，從而產生相當高的粘接強度。這種方法具有一定的局限性。首先，處理后的金屬件要立即與膠料粘合，否則會因為金屬表面氧化而導致粘合效果不穩(wěn)定，鍍黃銅法只對一定的膠種有效;在膠料中添加少量粘合增進劑，如一些多價金屬的有機酸和無機鹽，雖可提高粘合效果，但會改變橡膠材料原先的物理-機械性能或造成出模困難(粘模)。并且使用硫化粘合法無法加工特別大的復合制件，例如將吸收聲納的橡膠粘接到潛艇上。

　　由于硫化橡膠表面的極性較弱、活性較低，并且存在脫模劑和噴霜物，因此要想把它粘合到強極性的金屬表面上就必須使用橡膠表面化學處理法。目前所采的橡膠表面化學處理法主要有①用具有強氧化性的濃硫酸對橡膠表面進行環(huán)化、磺化處理，改變表面層橡膠的結構，引入極性基團;②用濃鹽酸及次氯酸鈉溶液處理橡膠表面使之氯化引入極性基團;③用多異氰酸酯類粘合劑處理橡膠表面;④對橡膠表面進行機械打磨，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。這些方法雖然有效，但粘合效果提高并不明顯，對橡膠的物理機械性能及耐老化性能影響較大，處理工藝復雜，同時存在環(huán)境污染嚴重等問題。

　　因此，為了解決上述方法中的缺點，我們對以硫化橡膠在室溫下的粘合進行了深入的研究。

　　1.3.1 硫化橡膠與金屬粘合的方法

　　硫化橡膠與金屬的粘合分為冷粘和熱粘兩種，其中冷粘是最常見的。所謂冷粘就是在室溫條件下進行粘合。無論冷粘或是熱粘，膠粘劑都是不可缺少的物質。

　　冷粘必須選用室溫下能硫化的單組分或雙組分膠粘劑。膠粘劑最好是無溶劑型的，但實際上大多數(shù)都是某種溶劑配制而成的溶液，其中的溶劑對硫化橡膠或多或少都有影響，膠粘劑涂刷后都必需進行晾干，讓膠粘劑中的溶劑充分揮發(fā)掉，或使用無溶劑膠粘劑。

　　1.3.2 硫化橡膠與金屬粘合的工藝過程

　　為了獲得良好的粘接效果，必須注意如下幾個方面：

　�、� 所用的膠粘劑必須對待粘物體(金屬和橡膠)的表面有良好的浸潤性;

　�、� 待粘物體與膠粘劑的粘接強度以及粘結劑本身的內聚強度要高;

　�、� 膠粘劑固化時的殘余形變要小;

　�、� 粘接的耐久性要好。

　　為了實現(xiàn)橡膠與金屬的牢固結合，要求從金屬的表面處理、膠粘劑的選擇、粘接工藝、粘接接頭設計等各方面進行考慮

　　1.3.2.1 硫化橡膠的表面處理

　　由于硫化橡膠表面存有石蠟、硬脂酸等軟化劑噴出物以及隔離劑的污染，所以必須進行表面處理。表面處理方法可分為兩種：一種是物理方法，即涂溶劑法和機械打磨更新表面的方法;一種是化學方法，包括涂異氰酸酯法，用濃硫酸處理表面生成環(huán)化橡膠的方法，用濃鹽酸及次氯酸鈉溶液處理表面使之氯化引入極性基的方法等。

　　1.3.2.2 金屬表面的處理

　　金屬的表面一般可采用打磨或噴沙后溶劑清洗，也可化學處理或極化處理。其中噴沙的效果較好，可分為：

　�、� 溶劑清洗脫脂;

　�、� 噴沙;

　�、� 用溶劑再脫脂。

　　但是現(xiàn)在硫化橡膠與金屬的粘合中，有機硅偶聯(lián)劑常用作金屬表面的處理劑和膠料的直接粘合增粘劑，通過它們使橡膠和金屬達到牢固的化學結合。其粘合界面具有耐熱，耐水，耐各種介質，耐疲勞，耐振動等優(yōu)良性能。

　　經過適當表面處理的金屬，有時即可直接與硫化橡膠在室溫觸壓的條件下實現(xiàn)粘接，但是，這有一定的局限性。首先，處理后的金屬件要立即涂膠，否則會因金屬表面氧化而導致粘接效果不穩(wěn)定;其次，觸壓雖可提高粘接效果，但用力不均會改變硫化橡膠與金屬的粘接效果。因此，正確使用適當?shù)哪z粘劑來實現(xiàn)橡膠和金屬粘接被認為是當前最有效的方法。

　　1.3.3使用膠粘劑實現(xiàn)硫化橡膠與金屬粘接

　　在硫化橡膠與金屬的粘接中，膠粘劑的配方設計很重要。膠粘劑的組成很復雜，但是它們大多包含了如下一些組分：

　�、� 基料

　　基料是膠粘劑的主要成分，它決定了膠粘劑的基本特性，也是區(qū)分膠粘劑類別的重要標志之一。

　　⒉ 固化劑

　　它是熱固性膠粘劑中的主要成分。它直接或通過催化劑與基料高分子聚合物發(fā)生交聯(lián)反應，使線形高分子化合物交聯(lián)成體型結構。固化劑的選擇，主要根據(jù)基料分子結構中特征基團的反應特性。

　�、� 增韌劑或增塑劑

　　⒋ 填料

　　填料的主要作用有：

　�、� 提高機械性能;

　　② 賦予膠粘劑以新功能;

　�、� 減小接頭應力;

　�、� 改善操作工藝;

　　⒌ 其他助劑

　　在膠粘劑配方中常包含促進劑、稀釋劑、防老劑、阻燃劑等，它們不是必備的組分，依據(jù)配方主要成分的特性和膠粘劑的要求而定。

　　1.4 環(huán)氧樹脂膠粘劑

　　1.4.1 環(huán)氧樹脂簡介

　　環(huán)氧樹脂是大分子主鏈上含有醚鍵和仲醇基，同時兩端含有環(huán)氧基團的一類聚合物的總稱。它是由環(huán)氧氯丙烷與雙酚a或多元醇、多元酚、多元酸、多元胺進行縮聚反應而制得的產品。環(huán)氧樹脂是一種熱固性樹脂，自1930年問世，1947年美國實現(xiàn)工業(yè)化生產以來，至今已有50多年歷史了。由于環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的力學性能、良好的化學穩(wěn)定性、電氣絕緣性、耐磨蝕性，因而廣泛應用于涂料、膠粘劑、電子電器、水利交通和航空航天等各個領域然而由于其固化物堅硬、較脆，使它的應用范圍受到限制。多年來，環(huán)氧樹脂應用技術的開發(fā)主要是通過共混、改性等手段降低收縮率、提高耐高溫、耐濕熱、耐磨性、韌性、易加工性、機械強度等，向著高性能的特種材料方向發(fā)展。環(huán)氧樹脂中產量最大、用途最廣的是雙酚a型環(huán)氧樹脂，其產量約占當前總產量60萬t左右的90%。它具有優(yōu)良的粘接性、電絕緣性、耐熱性和化學穩(wěn)定性，收縮率低，吸水率小，機械強度好。其主要用途是作涂料(占總消費量的45%～55%)，其次，是電絕緣材料、增強材和膠粘劑等。

　　雙酚a型環(huán)氧樹脂是有雙酚a(簡稱dpp)與環(huán)氧樹脂氯丙烷(簡稱ech)在氫氧化鈉催化下制得的。

　　其結構式為

　　雙酚a型環(huán)氧樹脂根據(jù)分子量和聚合度n的不同，樹脂為黃色至琥珀色透明粘性液體(或固體)，生產中把平均分子量在300～700之間，n〈2，軟化點在50℃以下者稱為低分子量環(huán)氧樹脂;分子量在1000以上，n 〉2，軟化點在60℃以上者稱為高分子量樹脂。易溶于酮類、酯類、苯、甲苯等有機溶劑。不溶于水、醇和乙醚。高分子量的樹脂主要用作防腐涂料和絕緣涂料。低分子量樹脂則多用作膠粘劑和塑料。一般說來，雙酚a型環(huán)氧樹脂尺寸穩(wěn)定性好，收縮性是熱固性樹脂中最小的，熱膨脹系數(shù)也很小;樹脂流動性好，對金屬、陶瓷、玻璃、木材等具有優(yōu)異的粘接力;耐磨耗，強韌、可撓性、耐應力開裂性好;耐熱性和電絕緣性能優(yōu)良。

　　1.4.2 室溫固化環(huán)氧樹脂膠粘劑的特點

　�、� 由于室溫下不加熱能固化，因此固化工藝簡單，使用方便，不需要固化設備，所以能源省、成本低。

　�、� 膠接強度、耐熱性、耐腐蝕性及電性能等通常低于中溫及高溫固化的膠粘劑，尤其是耐熱性隨使用溫度的升高下降較快。其長期使用的溫度一般不大于80℃。

　　⒊ 室溫使用期短，故多以雙組分供應或現(xiàn)用現(xiàn)配。

　�、� 固化時間通常為24小時達到適用強度，3～7天達到最高強度，并隨氣溫的高低有所變化。

　�、� 由于成本低，使用簡便，室溫強度較高，因此應用面廣，需求量大，是環(huán)氧樹脂膠粘劑中用量最大的品種。

　　1.5 性能檢測手段

　　將試樣進行不同條件的處理，更換不同種類的非極性橡膠試片，經過處理后，其表面性能發(fā)生相應的變化，這可通過濕潤性、表面結構和粘結強度等三個方面進行檢測分析。

　　1.5.1 傅立葉變換紅外光譜

　　它具有較高靈敏度并用計算機來處理數(shù)據(jù)，能夠對各種典型表面進行高靈敏度的測定。通過于在光譜儀中安裝衰減全反射附件，使用內反射方法測定樣品表面的紅外光譜�？梢远ㄐ缘臏y定有何種基團。

　　1.5.2 esca譜圖分析

　　經過不同表面處理前后的薄片表面經電子能譜分析得到兩個不同的譜圖，看未經處理的和處理后的譜圖有什么不同，可以定量的測定活潑基團的數(shù)量。