对橡胶进行表面处理的目的是，清除表面杂质，提高橡胶表面的粗糙度，增加表面积，并在橡胶表面引人极性或反应性官能团，从而改善橡胶与过渡胶间的界面粘结性能。

由于大多数聚合物的外表面由于非极性键占优势具有疏水性，不易湿润。而许多用来涂聚合物产品的涂料、黏合剂和油墨都具有亲水性。这类材料与疏水性聚合物表面不产生强烈的化学作用，因此，粘合不良。

改性工艺通常需要将氧和/或氮结合到聚合物的表面，这样，在表面和涂层之间可形成强烈的相互作用，改善粘性，而又不影响其性能。

为了提高橡胶与金属的粘合性能(剪切强度)，关键性的措施是改善橡胶表面的表面活性，增强橡胶基体与胶粘剂的化学键合与机械结合能力，因此，国内外一直在努力寻找更为理想的表面处理方法。光氧化法就是众多努力的成果之一。

光氧化表面处理方法是基于在一定温度下，臭氧对橡胶表面的强烈氧化与刻蚀效应以及紫外线对橡胶表面C-C键、C-H键、C-O键的离解作用。这种处理方法具有主体设备简单、无须后续清洗工艺、工艺条件容易控制等一系列优点，因此应用前景十分看好。

不久前，加拿大已经开发出一种表面改性的替代工艺，这种方法也采用激发态化学工艺。这种工艺使聚合物表面与紫外线(UV)和臭氧接触，增加氧官能团的数量。这种紫外线/臭氧(UVO)法可以克服其它表面处理的许多缺点，尤其是对三维物体。

这种UVO工艺已经在聚丙烯((PP)和聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)的基片上进行了试验。当接触到紫外线和臭氧时，这两种材料能够迅速而重复地吸收表面氧官能团。氧官能团的附着极大地改变了表面能，并可改进涂料和其它材料的粘性。试验结果表明，UVO法能够经济地改变聚合物的表面特性[16]。

1.3 橡胶与金属粘合概述

当前普遍使用的橡胶与金属粘合方法有硫化粘接法，橡胶表面化学处理法。硫化粘合法是经过适当表面处理的金属直接与未硫化橡胶依次叠加后同时置于硫化模具中，在加热加压中实现硫化化学反应与相应的界面反应同时完成的“共硫化”的方法，即通过胶粘剂与金属橡胶两界面之间的吸附、扩散、交联反应以及橡胶内部和胶粘剂内部的硫化反应，从而产生相当高的粘接强度。这种方法具有一定的局限性。首先，处理后的金属件要立即与胶料粘合，否则会因为金属表面氧化而导致粘合效果不稳定，镀黄铜法只对一定的胶种有效;在胶料中添加少量粘合增进剂，如一些多价金属的有机酸和无机盐，虽可提高粘合效果，但会改变橡胶材料原先的物理-机械性能或造成出模困难(粘模)。并且使用硫化粘合法无法加工特别大的复合制件，例如将吸收声纳的橡胶粘接到潜艇上。

由于硫化橡胶表面的极性较弱、活性较低，并且存在脱模剂和喷霜物，因此要想把它粘合到强极性的金属表面上就必须使用橡胶表面化学处理法。目前所采的橡胶表面化学处理法主要有①用具有强氧化性的浓硫酸对橡胶表面进行环化、磺化处理，改变表面层橡胶的结构，引入极性基团;②用浓盐酸及次氯酸钠溶液处理橡胶表面使之氯化引入极性基团;③用多异氰酸酯类粘合剂处理橡胶表面;④对橡胶表面进行机械打磨，并用溶剂除掉硫化橡胶表面的石蜡、硬脂酸等软化剂喷出物以及隔离剂的污染物。这些方法虽然有效，但粘合效果提高并不明显，对橡胶的物理机械性能及耐老化性能影响较大，处理工艺复杂，同时存在环境污染严重等问题。

因此，为了解决上述方法中的缺点，我们对以硫化橡胶在室温下的粘合进行了深入的研究。

1.3.1 硫化橡胶与金属粘合的方法

硫化橡胶与金属的粘合分为冷粘和热粘两种，其中冷粘是最常见的。所谓冷粘就是在室温条件下进行粘合。无论冷粘或是热粘，胶粘剂都是不可缺少的物质。

冷粘必须选用室温下能硫化的单组分或双组分胶粘剂。胶粘剂最好是无溶剂型的，但实际上大多数都是某种溶剂配制而成的溶液，其中的溶剂对硫化橡胶或多或少都有影响，胶粘剂涂刷后都必需进行晾干，让胶粘剂中的溶剂充分挥发掉，或使用无溶剂胶粘剂。

1.3.2 硫化橡胶与金属粘合的工艺过程

为了获得良好的粘接效果，必须注意如下几个方面：

⒈ 所用的胶粘剂必须对待粘物体(金属和橡胶)的表面有良好的浸润性;

⒉ 待粘物体与胶粘剂的粘接强度以及粘结剂本身的内聚强度要高;

⒊ 胶粘剂固化时的残余形变要小;

⒋ 粘接的耐久性要好。

为了实现橡胶与金属的牢固结合，要求从金属的表面处理、胶粘剂的选择、粘接工艺、粘接接头设计等各方面进行考虑

1.3.2.1 硫化橡胶的表面处理

由于硫化橡胶表面存有石蜡、硬脂酸等软化剂喷出物以及隔离剂的污染，所以必须进行表面处理。表面处理方法可分为两种：一种是物理方法，即涂溶剂法和机械打磨更新表面的方法;一种是化学方法，包括涂异氰酸酯法，用浓硫酸处理表面生成环化橡胶的方法，用浓盐酸及次氯酸钠溶液处理表面使之氯化引入极性基的方法等。

1.3.2.2 金属表面的处理

金属的表面一般可采用打磨或喷沙后溶剂清洗，也可化学处理或极化处理。其中喷沙的效果较好，可分为：

⒈ 溶剂清洗脱脂;

⒉ 喷沙;

⒊ 用溶剂再脱脂。

但是现在硫化橡胶与金属的粘合中，有机硅偶联剂常用作金属表面的处理剂和胶料的直接粘合增粘剂，通过它们使橡胶和金属达到牢固的化学结合。其粘合界面具有耐热，耐水，耐各种介质，耐疲劳，耐振动等优良性能。

经过适当表面处理的金属，有时即可直接与硫化橡胶在室温触压的条件下实现粘接，但是，这有一定的局限性。首先，处理后的金属件要立即涂胶，否则会因金属表面氧化而导致粘接效果不稳定;其次，触压虽可提高粘接效果，但用力不均会改变硫化橡胶与金属的粘接效果。因此，正确使用适当的胶粘剂来实现橡胶和金属粘接被认为是当前最有效的方法。

1.3.3使用胶粘剂实现硫化橡胶与金属粘接

在硫化橡胶与金属的粘接中，胶粘剂的配方设计很重要。胶粘剂的组成很复杂，但是它们大多包含了如下一些组分：

⒈ 基料

基料是胶粘剂的主要成分，它决定了胶粘剂的基本特性，也是区分胶粘剂类别的重要标志之一。

⒉ 固化剂