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      如何設計具有較高黏著性膠料配方?
      2019-04-16 12:16    查看次數:     

      橡膠的黏著性是指膠料表面之間的黏合性能,包括自黏性和互黏性。同種膠料兩表面之間的黏合性能稱為自黏性,不同種橡膠的膠料兩表面之間的黏合性能稱為互黏性。通常橡膠制品成型操作中多半是將同一類型的膠片或部件黏合在一起,因此自黏性對半成品的成型有重要作用。自黏性對橡膠的加工有利也有弊,利在于它為各半成品的貼合成型提供黏合力,保證接合部位牢固;弊是在有的工序環節中并不需要自黏,為了防止粘連,有時需要使用隔離劑或墊布。

       

      膠料要獲得較高的自黏性,必須具備三個條件:

       

      ①、兩表面必須達到分子間直接接觸;

       

      ②、分子鏈必須進行穿過界面的相互擴散;

       

      ③、所形成的鍵必須能承受較高的斷裂破壞應力,也就是必須具有高的生膠強度。膠料要有好的自黏性,必須使膠料的黏度和生膠強度達到最優平衡。通常,膠料黏度的減小有利于分子的擴散,同時膠料的生膠強度也會降低,不利于自黏,而膠料的生膠強度高時,其黏度也大,不利于分子的擴散。因此,需適當調整膠料的黏度和生膠強度的大小,才有利于形成好的自黏性。

       

      提高膠料的自黏性,可選擇分子鏈柔順性好的橡膠。一般來說,鏈段的活動能力越大,擴散越容易進行,自黏強度越大。當分子鏈上有龐大側基時,阻礙分子熱運動,其分子擴散過程緩慢。

       

      提高膠料的自黏性,可選擇極性適當的橡膠。極性橡膠其分子間的吸引能量密度(內聚力)大,分子難于擴散,分子鏈段的運動和生成空隙都比較困難,若使其擴散需要更多的能量。在丁腈橡膠膠料自黏試驗中發現,隨氰基含量增加,其擴散活化能也增加。但NBR的丙烯酯量增大,使接觸面上的極性基數增多,界面處分子間總作用力增強,大大提高自黏性。

       

      提高膠料的自黏性,可選擇不飽和橡膠。含有雙鍵的不飽和橡膠比飽和橡膠更容易擴散。這是因為雙鍵的作用使分子鏈柔性好,鏈節易于運動,有利于擴散的進行。如將不飽和聚合物氫化使之接近飽和,則其擴散系數只有不飽和高聚物的47%~61%。

       

      提高膠料的自黏性,可選擇不結晶橡膠。兩種乙丙橡膠的自黏性試驗表明,結晶性好的乙丙橡膠缺乏自黏性,而無定形無規共聚的乙丙橡膠卻顯示出良好的自黏性。這是因為在結晶型乙丙橡膠中,有大量的鏈端位于結晶區內,失去活動性,在接觸表面存在結晶區,鏈端的擴散難以進行。

       

      無機填料對膠料自黏性的影響,依其補強性質而變化,補強性好的,自黏性也好。各種無機填料填充的天然橡膠膠料的自黏性依下列順序遞減:白炭黑>氧化鎂>氧化鋅>陶土。炭黑可以提高膠料的自黏性。在天然橡膠和順丁橡膠膠料中,隨炭黑用量的增加,膠料的自黏強度提高,并出現最大值。填充高耐磨炭黑的天然橡膠膠料,隨炭黑用量增加,自黏強度迅速提高,在 80份時自黏強度最大;順丁橡膠膠料在高耐磨炭黑用量為60份時,自黏強度最高。當炭黑用量超過一定限度時,橡膠分子鏈的接觸面積太少,造成自黏強度下降。天然橡膠比順丁橡膠的自黏強度高,是因為天然橡膠的生膠強度和結合橡膠數量都比順丁橡膠高。而有的品種填料(如滑石粉)對自黏性總是起負面作用。

       

      軟化增塑劑雖然能降低膠料黏度,有利于橡膠分子擴散,但它對膠料有稀釋作用,使膠料強度降低,結果使膠料的自黏力下降。

       

      有些常用軟化增塑劑,如石蠟、硬脂酸由于易噴出表面,妨礙界面接觸,故不利于自黏。

       

      在實際應用中,對于不同膠料,適當調節軟化增塑劑和填充劑的配比,即可調節膠料黏度,使膠料自黏性略有改善。

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