橡胶与骨架材料的粘合机理

橡胶与骨架材料的粘合机理

第11期　　　　　　　　　　　　　蒲启君1橡胶与骨架材料的粘合机理　　　　　　　　　　　　　　　　683

橡胶与骨架材料的粘合机理

蒲启君

(北京橡胶工业研究设计院　100039)

　　摘要　分析了异质材料粘合常用的胶粘剂、键合剂和粘合促进剂概念的不同和产生粘合力的原因以及我国粘合剂的归类方法。重点评述了橡胶型胶粘剂产生粘合的吸附理论、静电理论和扩散理论。指出间苯二酚树脂型直接粘合剂体系(HRH)和浸渍粘合体系(RFL)不仅可与纤维产生缩合成键作用和氢键作用,橡胶产生氧杂萘交联作用和亚甲基交联作用;作用;关键词　胶粘剂,键合剂,粘合促进剂,粘合力,粘合机理,,1　基本概念

征。112　键合剂

在橡胶工业中,。通常,把能够。实际上,粘合和粘合剂是广义的概念,粘合剂在叫法上就有胶粘剂、粘结剂、粘着剂、键合剂、粘合促进剂和增粘剂等,十分混乱。更确切地说,真正意义上的粘合剂应当分成胶粘剂和键合剂[1～4]。111　胶粘剂

胶粘剂(adhesive)通常包括胶水、胶糊、胶泥、粘带等多种类型。胶粘剂产品大多是由粘料(橡胶和树脂)、固化剂、稀释剂和其它助剂配制成的混合物,其中粘料是主要成分。

如果所用粘料中的橡胶和树脂具有反应活性,称作反应型胶粘剂,如反应型丁腈橡胶胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂等。与之相反,所用粘料中的橡胶和树脂不具有反应活性,至少在使用温度下不可能起反应,称作非反应型胶粘剂,如胶水、粘带等。

胶粘剂通常采用喷、涂、贴等工艺达到粘合的目的。在两种材料表面之间形成以粘料为主

　　作者简介　蒲启君,男。教授级高级工程师。1965年毕业于四川大学化学系。主要从事橡胶助剂制备及应用的研究。完成了硫化剂不溶性硫黄IS系列、钴盐粘合剂RC系列、间甲体系粘合剂R系列、增粘剂TKB系列和TKO系列的工业化开发。获1978年全国科学大会奖1项,科技进步部级三等奖3项,二等奖3项,国家级二等奖2项。现从事长效耐湿增粘剂和高性能增强剂的研究。已发表论文40余篇。

在轮胎、输送带和胶管等橡胶制品加工中,要添加一种或多种具有反应活性的化学物质,

使橡胶与纤维织物或钢丝骨架材料在硫化温度下可以发生化学键合,这类化学物质就是键合

剂(bondingagent),习惯上称为粘合剂。由于这类粘合剂是在混炼胶料时随其它助剂一起直接加入胶料中,因此又称添加型直接粘合剂,如亚甲基给予体2间苯二酚给予体2白炭黑,即间2甲2白粘合体系或HRH粘合体系。这种键合型粘合剂,在产生结合的两个材料表面上并不存在以粘合剂为主成分的中间层,只存在着粘合剂成分经反应生成新物质并在橡胶与骨架材料之间形成的化学键合的特征。113　粘合促进剂

自身不直接产生材料之间的物理吸附作用或化学键合作用,但是能够促进粘合作用发生的化学物质称作粘合促进剂或粘合增进剂(ad2hesionpromotingagent),如在橡胶与镀黄铜钢

丝帘线粘合过程中起促进粘合作用的有机钴盐就是一种粘合促进剂。这种粘合促进剂也是作为配合剂直接加入胶料中并在硫化温度下使两种材料相互结合,习惯上也称作粘合剂。114　浸渍粘合剂

将间苯二酚、甲醛和胶乳三组分的氢氧化钠乳液通过浸渍工艺覆着在纤维织物表面,在硫化温度下,粘合剂胶膜可使橡胶与织物产生化学键合,这种间苯二酚2甲醛2胶乳浸渍液称

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　橡　胶　工　业　　　　　　　　　　　　　　1999年第46卷684

为浸渍粘合剂或RFL浸渍粘合剂。为区别于添加型直接粘合剂,又被称为间接粘合剂。115　增粘剂

增粘剂的英文词是tackifier,词根tack源于希腊语的“明暗不清”之意,技术术语意为“粘性”。粘性是材料的一种表面性质。

在橡胶工业中,粘性被定义为两个同质胶片在小负荷、短时间压合后,将其剥离开所需的力或所做的功。在轮胎加工过程中,如果未硫化胶片缺乏粘性,必须要在其上涂刷汽油或胶浆使之增加粘性,才能把不同配方的胶片贴合为一体,直至成型。

在橡胶工业中,的化学物质称作增粘剂,、2茚树脂、。

,不仅词意表达不同,而且定义和评价方法上有着本质的区别。粘合剂主要用于橡胶2纤维、橡胶2金属、橡胶2塑料等的粘合,界面产生化学键合,属于功能性助剂,而增粘剂只是在多层橡胶制品加工过程中增加胶料的表面粘性,便于胶层间粘贴加工,其界面产生物理吸附,属于加工助剂。

2　橡胶粘合剂的分类

表1　橡胶粘合剂的分类

类　　型

胶粘剂

典型品种粘合材料天然橡胶胶粘剂橡胶、织物、丁苯橡胶胶粘剂金属、木材、丁腈橡胶胶粘剂混凝土氯丁橡胶胶粘剂丁基橡胶胶粘剂异氰酸酯橡胶胶粘剂

配合、混炼织物、间2甲2白体系3橡胶、

黄铜、锌

浸渍RFL体系橡胶、织物配合、混炼橡胶、黄铜、

锌、织物RC2N10环烷酸钴RC2N12硬脂酸钴RC2S95金属复盐RM223金属复盐RM220工艺特征喷、刷、贴

直接粘合剂浸渍粘合剂

粘合促进剂

　　注:3间:间苯二酚、RS、RS211、RH、RE、RF、R280;甲:

HMT,A,RA,RA250,RA265,H280;白:白炭黑。

度与正、负离子电价的乘积成正比,与正、负离子间的距离成反比。

(2)共价键

共价键又称原子键,一般指由两个原子通过共用电子对而产生的一种化学键。每一共用电子对产生一个共价键。如果电子对是两个原子平均共有的,

称作非极性共价键;如果电子对不是平均共有,而是偏属于某一原子的,称作极性共价键,极性共价键因其电子对偏属程度不同,而具有不同程度的极性;如果共用电子对由其中一个原子单独供给,这种特殊的共价键称作配价键。

(3)金属键

金属原子依靠流动的自由电子相互结合形成金属键。无论金属或合金,在其晶体或熔融体中,金属原子的自由电子(由原子上脱落下来的电子)都可移动或流动形成金属键。

各种主价键的键能(单位为kJ mol-1)分别为:离子键　58318～104215;共价键　6215～70819;金属键　11216～34611。

主价键具有较高的键能,若在粘合界面上引入主价键,其粘合强度将有显著提高。312　分子间作用力

(1)取向力

在轮胎、输送带、平带、胶管等橡胶2金属复

合制品中,由于被粘材料不同,因此应采用不同类型的粘合剂。这些粘合剂的分类见表1。3　粘合力

两种材料通过界面的相互作用产生粘合力,使其粘接为一体。粘合力的性质决定于粘合剂和被粘材料的化学结构,分主价键力和次价键力。主价键力即化学键合力,存在于原子或离子之间,包括离子键、共价键和金属键。次价键力即分子间作用力,包括取向力、诱导力、色散力(合称为范德华力)和氢键。311　化学键合力

(1)离子键

离子键又称电价键,是依靠正、负离子间的静电引力而产生的一种化学键。由原子间通过价电子转移而形成。无方向性和饱和性,其强

取向力是极性分子永久偶极之间产生的引

力。取向力与分子的偶极矩(分子内正、负电荷

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中心间距离与所带电荷的乘积)的平方成正比,与两分子间距离的六次方成反比。分子的极性越大,分子之间距离越小,产生的取向力就越大。取向力与绝对温度成反比,绝对温度越高,分子的取向力越小。

(2)诱导力诱导力是分子固有偶极和诱导偶极之间的静电引力。诱导偶极的 …… 此处隐藏：13264字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……