ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адгезия резины и тканей из "Производство и применение резинотехнических изделий" изготовленные из штапельного волокна или содержащие значительную долю хлопка, обычно не требуют какой-либо обработки адгезивом. Ткань же из синтетических волокон, придающих ей высокую прочность, имеет гладкую поверхность. Возможности механического сцепления здесь ограничены, так как неровности ткани обусловлены только междуузлием в ней, текстурой и изгибами нити. Поэтому чтобы улучшить сцепление ткани с резиной требуется ее дополнительная обработка. [c.61] Установлено, что площадь поверхности ткани, легко соединяющейся с резиной, примерно в три раза больше площади поверхности ткани, изготовленной из фила-ментной непрерывной нити. Кроме того, если в такую ткань введена спряденная штапельная уточная нить, при одинаковом трикотажном переплетении доступная поверхность увеличивается примерно на 10%, а адгезия увеличивается приблизительно в 10 раз. [c.61] При непосредственном соединении резины и ткани из спряденной штапельной нити адгезия зависит от количества выступающих концов волокон и их прочности. Прочность связи определяется силами трения, которые необходимо преодолеть, чтобы вытянуть концы волокон, погруженные в резину, или, в случае более длинных концов волокон (когда силы трения превышают прочность отдельного волокна), разорвать их. Специфические взаимодействия между волокнами и резиной имеют лишь второстепенное значение, поскольку они определяют только длину, на которую должно быть извлечено волокно перед тем, как сопротивление сдвигу на границе раздела превысит прочность отдельного волокна. Если ткань изготовлена из спряденной штапельной нити, отделение происходит при разрушении большей части выступающих концов волокон и вытягивании других из центра нити. Когда резина присутствует в междуузлии ткани, даже если она не проникла в переплетение нитей, в резину погружено достаточное количество концов волокон, что делает возможными локальные разрушения. [c.62] Наиболее важная характеристика адгезии ткани и резины — это механическое закрепление концов штапельного волокна в матрице каучука, а не проникновение резины в структуру волокон или междуузлие ткани. Эксперименты показывают, что резина лишь незначительно проникает между элементарными волокнами нити. Однако некоторый вклад в итоговую прочность связи, определяемый проникновением резины в структуру волокна или междуузлие ткани, все же имеется. [c.62] При покрытии шпредингованием давление под ножевым устройством (раклей) заставляет резину вступать в тесный контакт с тканью, таким образом резиновое покрытие проникает в переплетения, но не в нити. Фактически при этом происходит нанесение резины только на одну сторону ткани. Если на ткань предварительно наносится адгезионный слой, то смачивание определяется используемым растворителем и содержанием твердых веществ в клее. После первоначального контакта клея и ткани проходит несколько секунд, прежде чем тепло от парораспределителя начинает испарять растворитель, при этом происходит некоторое движение в направлении равновесного смачивания. [c.62] При нанесении покрытия каландрованием резиновая смесь наносится под высоким давлением перпендикулярно к поверхности ткани в течение очень короткого периода времени (миллисекунды). При этом для проникновения используются те же условия смачивания и минимального давления, что и для промазывания, но величины различных параметров значительно отличаются. При покрытии каландрованием резина также проникает в переплетения ткани, но не может проникнуть в нити. В процессе пропитки погружением с водными растворами или растворами на основе растворителей проникновение в нити возможно. Степень проникновения в нити определяется напряжением и временем контакта. [c.62] Учитывая обычно низкую реакционную способность некоторых адгезивных систем и уровни адгезии, которые должны быть достигнуты с точки зрения теории, считается, что при наличии истинного химического связывания ковалентная химическая связь — это только один из нескольких факторов, вносящих свой вклад в адгезию в целом. [c.63] Поверхность целлюлозного волокна независимо от того, является ли оно хлопчатобумажным или вискозным, в основном гидроксилирована, и это дает диполь-ную поверхность, притяжение которой вносит свой вклад в адгезию. НК имеет поляризуемую молекулу поэтому притяжение между ним и целлюлозой представляет собой сумму взаимодействия диполь-индуцированный диполь и сил вторичного электрического поля, причем первые больше по величине. Все ткани, представляющие практический интерес, имеют поверхности с ориентированными диполями при этом, например, в полиамиде (найлоне) эффективная поверхностная концентрация диполей уменьшена водородным связыванием между соседними молекулами. Поэтому все подобные ткани индуцируют дипольный момент в НК, и специфическая адгезия между молекулами каучука, с одной стороны, и ткани — с другой, зависит от взаимодействия диполь-индуцированный диполь. [c.63] Если говорить о различных составляющих вторичного химического связывания, следует отметить, что образование водородных связей вносит значительный вклад во многие адгезионные системы. Например, в случае пропитки вискозы и найлона в латексе, содержащем резорцино-формальдегидную смолу, общепринято, что имеет место водородная связь между фенольными группами смолы и гидроксильными группами колец пиранозы вискозы, а также между фенольными и гидроксильными группами и/или группами вторичных аминов найлона. Данные об относительном вкладе различных механизмов в конечную адгезию вискозы и найлона приведены в табл. 5.1. [c.63] Если речь идет о вискозе, то диффузионная составляющая адгезии ифает здесь более значительную роль. В этом случае резорцино-формальдегидный каучук фактически диффундирует в волокна, создавая истинную диффузионную связь на молекулярном уровне или в результате микроскопического проникновения в пористую поверхность волокон. Для найлона данные о миграции резорцино-формаль-дегидного каучука в волокна отсутствуют. Применение тройного сополимера в ла-тексах винилпиридинового каучука и БСК обеспечивает увеличение смачиваемости найлона вследствие давления водородного связывания. [c.64] При пропитывании вискозы оптимальная адгезия достигается, когда молярное отношение резорцина к формальдегиду лежит в диапазоне от 1 1,5 до 1 2,5 для найлона такое отношение должно находиться между 1 2 и 1 3. Найлон требует больше формальдегида, поскольку амидогруппы, не участвующие в процессе, используют формальдегид для формирования метилольных групп. [c.64] Раствор латекса, содержащего резорцино-формальдегидную смолу, для пропитки погружением часто готовят с помощью устройств переработки каучука, смещи-вая резорцин и формальдегид в определенном молярном отношении в щелочной среде. Смесь выдерживают около 6 ч при комнатной температуре, а затем добавляют к НК, БСК, винилпиридиновому латексу или смесям этих материалов. Смеси для пропитки погружением должны созревать от 12 до 24 ч. Так как реакция резорцина и формальдегида экзотермическая, крайне трудно поддерживать постоянную температуру в ходе реакции и в процессе созревания. Поэтому в сочетании с НК, БСК или винилпиридиновыми латексами применяются предварительно сконденсированные и обработанные катализатором резорцино-формальдегидные смолы (например, новолак с оптимальной и постоянной степенью конденсации). Затем добавляется формальдегид для сшивания смолы и исключения процесса созревания. Содержание смолы в смеси для пропитки погружением связано с содержанием каучука в латексе (обычно около 20%). Содержание твердой фазы в подобной смеси подбирается в зависимости от используемых волокон (например, 10-15% для вискозы 15-20% для найлона 20% или больше для полиэфирного волокна). Поглощение смеси должно составлять 5-8% для вискозы и до 15% для более тяжелых найлоновых тканей. Для вискозы латексный компонент состоит из смеси БСК и ви-нилпиридиновых латексов, причем их соотношение варьирует от 80 20 для вискозы стандартной прочности и до 20 80 — для высокопрочной. Для найлона применяют 80-100% винилпиридинового латекса. [c.65] Результаты исследования термодинамической совместимости показывают, что параметры растворимости резорцино-формальдегидной смолы, найлона и вискозы очень близки (67 мДж/м ), в то время как у полиэфира он значительно отличается (43 мДж/м ). Это основная причина, почему трудно получить удовлетворительную связь простых смесей на основе резорцино-формальдегидной смолы с полиэфирным волокном на молекулярном уровне это обусловлено плохим контактом между двумя фазами. Полиэфир обычно пропитывают в два этапа. На первом его погружают в клей, состоящий из водорастворимой эпоксидной смолы, добавленной для получения привеса 0,5% к дисперсной системе блокироданного изоцианата. Блокированный изоцианат затем активируют при 230 °С. Полиэфирное волокно вторично погружают в стандартную смесь на основе резорцино-формальдегидной смолы. Более широко распространенная система включает конденсирование с резорцино-формальдегидной смолой триммера (полимера, образованного в результате реакции р-хлорфенола с резорцином). [c.65] В случае стеклоткани хорошая адгезия обеспечивается предварительной обработкой волокон повышающим адгезию веществом (например, у-аминопропил-триэтоксисилан) с последующей пропиткой смеси на основе резорцино-формаль-дегидной смолы. При работе с пропиточными смесями, содержащими до 35% сухих веществ и 30% привеса, достигаются хорошие адгезия и качество изделий. [c.66] Время вулканизации, которое зависит от температуры процесса, должно быть выбрано таким образом, чтобы обеспечить выделение достаточного количества формальдегида. Часто адгезия может быть улучшена за счет увеличения времени вулканизации или повышения температуры, особенно при использовании найлоновой ткани. Минимальная температура для хорошего склеивания составляет 130 °С. Обычно процесс дает наилучшие результаты, когда вулканизация выполняется в прессе, где контакт между резиновой смесью и тканью достаточно плотный. Однако можно выполнять вулканизацию и в горячем воздухе с повышенным давлением воздуха (или без) и в паре хорошая адгезия достигается без давления при достаточном механическом контакте как при промазывании. [c.67] Вариантом изоцианатов являются стабильные блокированные ди- или поли-цианаты в суспензии (включая водную) или в растворе, которые применяются с резиновыми клеями для промазывания и наносятся на ткань. Последующий нагрев разлагает блокированные изоцианаты и восстанавливает, собственно, изоцианат, который связывает склеиваемые материалы (например, метилен-бисфенол (4-фе-нил карбамат) или полиэтилен полифенил изоцианат, дианизидиндиизоцианат). Изоцианаты дают удовлетворительное связывание широкого диапазона каучуков и тканей. Клеящее покрытие на основе хлоропренового каучука (неопрена) с изоцианатом может применяться для наружного покрытия не только на его основе, но и БНК, хлорсульфонированного ПЭ или полисульфида. Для лучшей устойчивости к растворителям в случае верхнего покрытия из БНК клеящее покрытие также изготавливают на его основе. Для относительно насыщенных каучуков, таких как БК, клеящее покрытие и верхний слой основаны на изобутиленизопреновом каучуке. [c.68] обработанные клеящими покрытиями, содержащими полиэтилен полифенил изоцианат или дианизидиндиизоцианат (и т. д.) могут храниться несколько дней без уменьшения прочности склеивания, тем самым обеспечивая технологическую гибкость производства в целом. [c.69] Вернуться к основной статье