Адгезионные композиции холодного отверждения на основе бутадиен-нитрильного каучука (1090343), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Поэтому иногда бывает выгоднее «пожертвовать»частью молекулярных связей адгезива с подложкой с тем, чтобы обеспечитьопределенную эластичность системе, предохранить ее от опасных перенапряжений.Таким образом, изменяя соотношение каучук - хлорполимер, можнорегулировать модуль клеевой пленки и ее адгезионные свойства применительно ксубстратам различной природы или имеющих разные значения модуля.www.mitht.ru/e-library164.2 Адгезионные свойства клеев на основе БНК и производныхцеллюлозыВ работе было изучено влияние различных марок ЭЦ, отличающихся,главным образом, молекулярной массой (К-50 – 250 тыс., К-100 – 370 тыс., К-150 –475 тыс.), на прочность клеевых соединений.Прочность клеевого соединения определяется структурой, химическимсоставом, молекулярной массой и молекулярно-массовым распределениемполимера, на основе которого изготовлена клеевая композиция.
Особо хотелосьбы выделить молекулярную массу и молекулярно-массовое распределение,которые во многом определяют не только непосредственно адгезионные свойстваполимера, но и его прочностные характеристики.Полимеры с высокой молекулярной массой плохо растворимы и, обладаядостаточно высокими когезионными свойствами, не имеют, как правило,удовлетворительных адгезионных свойств. Полимеры с небольшой молекулярноймассой наоборот, хорошо растворимы и обладают достаточно высокими адгезионными свойствами, но низкой когезионной прочностью. В то же время внизкомолекулярных полимерах по сравнению с их высокомолекулярнымианалогами присутствует значительно большее количество концевых групп,способных взаимодействовать с субстратами.
Кроме того, подвижность молекулувеличивается пропорционально уменьшению их размеров, что облегчаетдиффузию, способствует образованию более полного молекулярного контактамежду адгезивом и субстратом а, следовательно, приводит к возрастаниюадгезионных свойств полимеров.Исходя из сказанного, следует ожидать, что зависимость прочности связиклеевых соединений от молекулярной массы адгезива должна носитьэкстремальный характер, то есть при каком-то оптимальном значении молекулярной массы адгезива, разном для каждого класса полимеров, будутнаблюдаться наиболее высокие адгезионные свойства наряду с высокойкогезионной прочностью.Как видно из рис. 8, более высокими адгезионными свойствами обладаютклеевые композиции, в состав которых входит этилцеллюлоза со среднеймолекулярной массой, что согласуется с общепринятыми представлениями овлиянии молекулярной массы на адгезионные свойства полимеров.Так, введение в клеи ЭЦ марки К-100 приводит к повышению прочности связиадгезионного соединения на 50%, тогда как К-50 на 20%, а при введении К-150остается на том же уровне.На рис.
9 показана зависимость прочности связи от содержания ЭЦ К-100 всоставе клея. Можно видеть, что оптимальным количеством является 10-15 масс.%,и эффективное действие проявляется через сутки после склеивания.Повышение прочности связи при введении ЭЦ объясняется как увеличениемвклада деформационной составляющей вследствие возрастания модуля клеевойпленки, так повышением адгезионных свойств клея за счет кислородосодержащихгрупп пластика. Кроме того, как было показано в табл.1, нитрильные группыwww.mitht.ru/e-library17способны взаимодействовать с кислородосодержащими группами, в результате чегоповышается когезионная прочность клеевой пленки.342.521.5V=7%10.5233.532.524V=11%1.510.500В РЕ01ПР О Ч НО СТЬ СВ ЯЗИ , кН /мПрочность связи, кН/м3.5МЯ20Х РА1НЕ НИЯОБ2РА ЗЦ1 – ЭЦ К-50, 2 – ЭЦ К-100,3 – ЭЦ- К-150, 4 – без ЭЦРис.
8. Влияние марки ЭЦна прочность связи ткань-тканьОВ , 3 0с утки1510,%ИЕ Э ЦН5АЖРСО ДЕРис. 9. Зависимость прочностисвязи ткань-ткань от содержанияЭЦ К-100 и времени хранения образцовДревесная порошковая целлюлоза является эффективным наполнителем, таккак улучшает не только технологические свойства, но и повышает прочность связи.Следует учесть, что при введении ПЦ в клеевую композицию происходитувеличение вязкости системы с течением времени.Прочность связи, кН/м32.5V=9%21.510.5012341 – ПЦ-0,5; 2 – ПЦ-0,25/ ПЦ-0,5; 3 – ПЦ-0,25; 4- без ПЦРис. 10. Влияние марки ПЦ на прочность связи резина-резинаИз рис.10 можно видеть, что наилучшие свойства достигаются прикомбинации ПЦ с разной дисперсностью, что согласуется с общепринятымипредставлениями с точки зрения термодинамики.www.mitht.ru/e-library185 ИССЛЕДОВАНИЕ В КЛЕЯХ НА ОСНОВЕ БНК ХЕЛАТОВ ПЕРЕХОДНЫХМЕТАЛЛОВ5.1 Влияние хелатов переходных металлов на адгезионные свойстваклеевКомплексныесоединения(хелаты)оксидамагнияиалкилфенолформальдгидной смолы (АФФС) играют огромную роль в клеях изполихлоропрена (ПХ), повышая не только адгезионные свойства клеев, но иэксплуатационные свойства клеевых соединений.Для создания более благоприятных условий протекания этой реакцииполихлоропреновые клеи за рубежом часто изготавливают в две стадии.
Перваястадия - получение хелата в шаровой мельнице, вторая - изготовление клея путемсоединения растворов ПХ и хелатов. В настоящее время некоторые зарубежныефирмы выпускают готовые продукты взаимодействия АФФС с оксидом магния(например хитанол 2190 и 2195).На кафедре ХиТПЭ МИТХТ им.
М.В. Ломоносова [121, 137] накопленобширный опыт по исследованию влияния хелатов на свойства эластомерныхклеев, однако, их действие в клеях на основе бутадиен-нитрильного каучука до сихпор не изучалось.В работе был освоен синтез хелатов переходных металлов – железа, меди,свинца, марганца и АФФС, которые применяли в качестве промоторов адгезии вклеях на основе БНК. Синтез был проведен на кафедре ТРРЭ МИТХТ им. М.В.Ломоносова под руководством проф. Букина В.И. по методу, описанному в А.С.СССР № 1354686.Образование комплексов переходных металлов с олигомерами доказанометодом ИК - спектроскопии.
Показано, что в результате экстракции металловолигомерами происходит обмен протона гидроксильной группы реагента на катионметалла и дополнительная его координация донорными атомами азота или серы, тоесть происходит образование хелатного комплекса металлов с олигомерами.Хелаты металлов и фенол-формальдегидной смолы имеют общую формулу:C4H9OHCH2OCH2CH2 CH2NHNH2CH2OHCH2OHOOHHOCH2CH2OCH2C4H9MeOHNHCH2 CH2C4H9C4H9OCH2NH2C4H9C4H9Хелаты вводили в клей в количестве 10 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука.Из рис. 11 можно видеть, что практически все изученные комплексныесоединения приводят к повышению прочности связи. Так, в образцах послесклеивания через 72 часа происходит увеличение прочности связи на: 90% дляwww.mitht.ru/e-library19адгезива, содержащего хелат Pb; 138% для адгезива, содержащего хелат Fe; 150%для адгезива, содержащего хелат Mn; 240% для адгезива, содержащего хелат Cu.Прочность связи, кН/м3,53,0без хелата2,5хелат Fe2,0хелат Mn1,5хелат Pb1,0хелат Cu0,5V=12%0,00204060Время выдержки, часРис.
11. Зависимость прочности связи ткань-ткань от типа комплексного соединенияи времени выдержки склеенных образцовС целью оптимизации состава клея холодного отверждения на основе БНКварьировали содержание в клее ХПВХ и хелата меди. Клей оптимизированногосостава позволил обеспечить прочность связи 3,5 кН/м при содержании ХПВХ 10-20и хелата меди 20-30 масс.ч. (рис.12), что превосходит прочность связи, получаемуюс помощью наиболее эффективных клеев из ПХ.501.0СОДЕРЖАНИЕ ХЕЛАТА МЕДИ, масс.ч.451.540352.0303.02015V=10%2.5 кН/м253.51.510500102030405060СОДЕРЖАНИЕ ХПВХ, масс.ч.708090100Рис. 12. Зависимость прочности связи резина-резинаот содержания хелата меди и ХПВХСледует отметить, что клеи с хелатом меди отличаются меньшей вязкостью,что, по всей видимости, облегчает диффузию клея в субстрат и также способствуетобразованию более прочного клеевого соединения.Таким образом, хелаты переходных металлов являются эффективнымипромоторами адгезии эластомерных клеев на основе БНК.www.mitht.ru/e-library205.2 Влияние рецептурно-технологических факторов на свойстваразработанных клеевБыло исследовано влияние содержание технического углерода (ТУ) П-234 врезинах на основе бутадиен-стирольного каучука (СКМС-30АРКМ-15), используемыхв качестве субстратов, на прочность клеевых соединений, полученных сиспользованием разработанных клеев из БНК.Из табл.
4 видно, что прочность связи резина-резина возрастает приувеличении содержания технического углерода, что обусловлено повышениеммежмолекулярного взаимодействия между клеевой пленкой и резиной за счетфункциональных групп, находящихся на поверхности технического углерода, а такжеза счет увеличения вклада деформационной составляющей в величину показателяпрочности связи. Более значительно прочность клеевого соединения возрастаетпри увеличении содержания ТУ при использовании клея с хелатом. Таким образом,хелаты металлов позволяют повышать прочность связи путем реализации большеговзаимодействия с субстратом.Таблица 4. Влияние содержания тех. углерода в составе резины на прочность связирезина-резинаСодержание тех.Прочность связи, кН/муглерода, масс.ч.Без хелатаС хелатом меди,10 масс.ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
