Эластомерные композиционные материалы с постоянной липкостью (1091386), страница 4
Текст из файла (страница 4)
К таким клеям относятся, например, липкие клеи дляприклеиваниярулонныхкровельныхматериалов.Отечественнаяпромышленность использует для этих целей в основном импортные клеи.В работе предложено в качестве полимерной основы для таких клеевиспользовать бутадиен-нитрильный каучук. Были изучены различные маркибутадиен-нитрильного каучука, среди них СКН-18, СКН-26, СКН-40, а такжекаучуки, полученные при помощи биологически разлагаемых эмульгаторов БНКС – 18 АМН, БНКС-28 АМН, БНКС-40 АМН. Сравнение этих каучуковпоказало, что лучший комплекс свойств клеев с «постоянной» липкостьюобеспечивает БНКС-28 АМН.В основе рецептуростроения липких клеев нами заложен известный излитературы принцип, который заключается в том, что путем модификацииклеев, введения в них промоторов адгезии, пластификаторов, агентовлипкости, можно целенаправленно регулировать комплекс свойств клеевыхкомпозиций.
Однако это принцип не применяли для создания клеев с«постоянной» липкостью на основе бутадиен-нитрильных каучуков.17Пластификатор – это компонент, который должен долго сохраняться вклеевом слое, чтобы придать ему эластичность, снизить усадочныенапряжения.Смолы (агенты липкости) – это вещества, обладающие в сочетании сэластомерами липкостью, имеющие, как правило, меньшую, чем эластомеры,молекулярную массу.
Сами они не эластичны и характеризуютсятемпературой стеклования, превышающей комнатную.Следует отметить, что в эластомерных клеях, в состав которых дляповышения липкости введены смолы, большое значение имеет химическаяструктура смолы, определяющая ее совмещение с каучуком, и молекулярнаямасса, обуславливающая смещение температуры стеклования в нужнуюобласть. При образовании клеевой пленки существуют две фазы –гомогенный раствор смолы в каучуке и смоляная фаза с частичнорастворенным в ней каучуком, диспергированная в каучуковой фазе. Крометого обнаруживается и некоторое количество смолы в виде отдельныхчастиц.
Липкость такой системы максимальна.В данной работе были исследованы различные смолы (канифоль и еепроизводные, политерпеновые, нефтеполимерные, фенолформальдегидныесмолы и другие). На основании проведенных экспериментов в качествепромоторов адгезии и агентов липкости была выбрана система, состоящая изфенолформальдегидной смолы марки 101К и сосновой канифоли.Рисунок 9 - Зависимостьпрочности связи «резина-бетон» отсодержания фенол-формальдегиднойсмолы и диоктилфталата.Рисунок 10 - Зависимостьлипкости от содержания фенолформальдегидной смолы идиоктилфталата.Как видно из рисунков 9 и 10, введение в клеи смолы марки 101Кприводит к увеличению прочности связи и липкости клеевой пленки, в товремя как введение ДОФ при постоянной дозировке смолы вызываетснижение данных показателей.18При небольших дозировках смолы (до 15 масс.ч.) введениепластификатора ДОФ приводит к повышению прочности связи, а значениялипкости превосходят результаты, достигнутые в отсутствии ДОФ.Вместе с тем, использование смеси смолы 101К и ДОФ не далотребуемого уровня показателей клеев.Широко используемые пластификаторы класса эфиров фталевойкислоты имеют ряд недостатков, заключающихся в недостаточной липкости,а также миграции их на поверхность клеевой пленки и в субстрат, чтоотрицательно сказывается на таком показателе, как постоянство липкости.Более эффективной оказалась предложенная нами система, в которойиспользовали фенолформальдегидную смолу, канифоль, а пластификаторомслужила жирная кислота таллового масла (ЖКТМ).
Этот пластификаторпредложено использовать впервые, ранее он не использовался для созданиялипких клеев.При этом значения прочности связи и липкости увеличиваются всреднем на 15% (рис.11, 12), а количество ЖКТМ, необходимое длядостижения оптимальных свойств, меньше, чем количество ДОФ. Возможно,это объясняется тем, что параметр растворимости ДОФ ближе к параметрурастворимости нитрила акриловой кислоты, в то время как параметррастворимости ЖКТМ ближе к параметру растворимости бутадиена.Следовательно, при введении в систему жирной кислоты таллового маслаувеличивается подвижность звеньев бутадиена, что и приводит к увеличениюлипкости клеевой пленки и прочности связи между склеиваемымиповерхностями.Рисунок 11 - Влияние содержанияпластификатора на липкость клеевойпленкиРисунок 12 - Влияние содержанияпластификатора на прочность связирезина-бетон.Клеи с «постоянной» липкостью чаще всего подвергаются воздействиюнезначительных нагрузок в течение всего времени эксплуатации.
Поэтомупрактический интерес представляет не прочность связи при отслаивании, а19сопротивление материала постоянному небольшому напряжению сдвига втечение определенного промежутка времени, которое специалисты в областилипких лент называют «удерживающей способностью при сдвиге». Этотпоказатель оценивали по ползучести клеевого шва под нагрузкой 200 г,фиксировали время, за которое образец сползет на 50 мм. Испытанияразработанной клеевой композиции показали, что используемая системавыдерживает заданную нагрузку (образец не сползает).
Сползания ненаблюдаетсяипри800С,чтосвидетельствуетовысокойтемпературостойкости клеевого слоя.Одним из основных требований к клеевым композициям данного типаявляется сохранение или незначительное изменение липкости клеевойпленки при хранении и эксплуатации.При использовании в качестве субстрата бумаги липкость изменяется втечение 3-4 суток, после чего становится постоянной.
При использовании вкачестве субстрата резины, имитирующей кровельный материал, липкость стечением времени постепенно снижается, что, возможно, объясняетсямиграцией пластификатора в субстрат. Для предотвращения этого нами былорекомендовано производить нанесение адгезива в два этапа: первым слоемнаносить композицию на основе БНКС-18, не содержащую пластификатор илипкообразователи; вторым слоем необходимо наносить адгезив на основеБНКС-18, содержащий все приведенные выше ингредиенты. Прииспользовании такого метода нанесения липкость практически не изменяетсяво времени.
Этот метод оказался эффективным и позволил получитьпостоянство липкости.При креплении рулонных кровельных материалов широко применяютметод термоактивации, который заключается в предварительном прогревелипкого слоя при высокой температуре в течение короткого времени.Нами показано, что применение этого метода позволяет повыситьпрочность связи с бетонным основанием в среднем на 40 %.Полученные результаты демонстрируют, что выбор оптимальногосоотношениятрехкомпонентов:фенолоформальдегиднаясмола,пластификатор, сосновая канифоль, позволяет целенаправленно регулироватьсвойства клеев с «постоянной» липкостью путем обеспечения прочностисвязи, липкости и длительности сохранения данного показателя во времени.Полученные клеевые композиции на основе бутадиен-нитрильногокаучука были опробованы с положительным результатом для крепления кнетканому материалу волокон, полученных методом электроформования.Это позволило наносить клей в виде тонких волокон (диаметром ~30 мкм),что важно в определенных областях применения клея, например, присклеивании пористых изделий, где не допустима сплошность клеевогопокрытия.20Рисунок 13 - Микрофотографии адгезива на основе бутадиен-нитрильногокаучука нанесенного методом электроформования.3.4 СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ РАЗРАБОТАННЫХ КЛЕЕВЫХКОМПОЗИЦИЙ И ПРОМЫШЛЕННЫХ АНАЛОГОВНа основании проведённых исследований, основные положения которыхизложены в предыдущих разделах, была разработана рецептура клеевойкомпозиции для создания рулонного кровельного материала с липким слоемна основе бутадиен-нитрильного каучука, а также фенолформальдегиднойсмолы, канифоли и жирной кислоты таллового масла для создания рулонногокровельного материала с липким слоем.
Были проведены расширенныеиспытания разработанных клеев в сравнении с широко применяемымипромышленными аналогами, результаты которых приведены в табл. 4. Онисвидетельствуют о том, что разработанные клеевые композиции не только неуступают выпускаемым материалам, но по ряду эксплуатационных свойств,таких как прочность связи при отслаивании и теплостойкость, превосходятих.Таблица 4 - Результаты испытаний разработанной клеевой композициина основе бутадиен-нитрильного каучука и кровельной мастики Мастмел-1Мебельный клей для пенополиуретанаМастикаРазработанПоказателикровельнаяный составМастмел-1Теплостойкость, ч приа) 20°Сне сползаетне сползаетб) 40°С15252970в) 60°С440950г) 80°С48125д) 100°С0,170,8321Продолжение Таблицы 4Прочность связи «резина-бетон» приотслаивании, кН/ма) через 30 минутб) через 24 часав) через 72 часаЛипкость, кПаа) через 2 минб) через 30 минв) через 24 часа0,92,23,91,83,64,22010-191717ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
