您现在的位置:首页 >> 林业机械

增塑剂加入不相容生胶共混物的顺序对剥离强度影响一

2021-08-18 来源:安庆农业机械网

增塑剂加入不相容生胶共混物的顺序对剥离强度影响(一)

往生胶中添加增塑剂、软化剂、低分子聚合物或齐聚物时,由于分子间的相互作用减弱,从而使共混物的粘度及强度显著下降。聚合物和增塑剂的性质决定了组分性能变化的节奏:共混组分的相容性越小,其物理机械性能下降得越厉害。往不相容生胶共混物中加入增塑剂和低分子物质在构成聚合物组分材料最相容相中的占据优势的分布,会使粘弹性能进一步下降。

提高增塑剂的含量会使体系稀疏并使共混物的强度和粘度降低。浓度越高,加入的低分子物与共混物的相容性越低。在已增塑的弹性体表层中的增塑剂的数量越多,其相容性越差;其相容性越差,增塑剂迁移至表面,降低了粘接物的实际接触面积。但是,如果两种聚合物相接触,其中一种聚合物中不含增塑剂,当比较它们的相容性时可以认为是低分子物质扩散,那么由于在相界面上组分的重新分布,可提高粘接强度。在相容性许可范围以内往生胶中加入增塑剂时,除了增加粘接时的实际接触面积外,大分子链段或其链末端的活动性增加,结果,胶粘剂分子链向被粘物表面扩散,这不仅导致接触面积增大,还使大分子链段深入被粘物内部或其无定形区,尽管只有0.4nm,但终究提高了贴合物的粘接强度。

增塑剂加入顺序对非相容性弹性体粘接性能的影响尚未见报端。该文的目的就是对此进行研究。

作者选择极性丁腈橡胶СКН-40(溶度参数δ=20.2(MJ/m3)1/2)及非极性聚异丁烯ПИБ-200(δ=16.3(MJ/m3)1/2)作为研究对象。组分材料(按体积1∶1)在实验室开炼机上进行混合。以硬脂酸(δ=17.94(MJ/m3)1/2)作为增塑剂。硬脂酸在实验室开炼机上加入生胶或共混物中(0.1~10体积份,相对于100体积份生胶或胶料)。混炼时间为20min,足可使低分子物很好地分散在弹性体中。

试样的压片及粘合件的制备方法同前。测角仪测得水滴粘附湿润功(Wa),用测角仪上水滴润湿边缘角描述表面性质,同样也可用干扰全内反射红外光谱法,在硅晶片上按表层OH浓度(λ=3072cm-1)来描述。共混物和基料的粘度用“Гетферт”公司出品的2001型流变仪在403K温度条件下测定。非相容性生胶(被粘物)及构成胶粘剂组分的橡胶的混合物的剥离强度在Instron拉力机上于室温下测定,拉伸速度为3×10-3m/min。用辅助设备观察了破坏特征。用水滴湿润被硬脂酸塑化的极性橡胶СКН-40的表面。可以认为(图1,曲线5),硬脂酸在相界面定向,其极性部分在高温模压时相互作用或溶解在极性聚合物中,而非极性部分(烃基)存在于与空气接触的界面上。这样,就使硬脂酸分子的非极性部分在表层中集聚,并使极性水的流动性下降。当硬脂酸在CKH-40丁腈橡胶中的浓度达1.5体积分时粘附湿润功减小。增塑剂含量继续增加,又使湿润得以改善,这是由于硬脂酸与СКН-40的不良相容性(相容性参数β=9.28(MJ/m3)1/2)而使渗入表面的过剩的硬脂酸吸附所引起的。此时,硬脂酸分子按《尾-尾》类型取向,类似朗格缪拉-勃罗赛特膜。

塑化了的非极性聚异丁烯ПИБ-200的行为则不同(见图1,曲线4)。随硬脂酸在弹性体中浓度的增加,湿润得到改善。这可能是硬脂酸两适类分子在非极性表面的另一种取向所致。随酸含量的增加,酸的极性基团迁移至弹性体-空气界面上,而非极性基团则在生胶中,直至硬脂酸浓度达6~8体积份;当硬脂酸的浓度大于8体积分时,由于硬脂酸的极性部分在表层剧增,使湿润恶化,这是增塑剂与非极性聚合物的互容性提高(β=7.49(MJ/m3)1/2引起的。看来,多余的硬脂酸在极性橡胶表面的取向是按《头-头》形式进行的。

往非相容性生胶的共混物中加入硬脂酸使粘附湿润功有某些平均化(与共混物的塑化组分相比)。例如,先将硬脂酸加入极性生胶СКН-40中(见图1,曲线1),其湿润性较之先加入非极性生胶ПИБ-200(曲线2)的差得多。往极性生胶和非极性生胶的共混物(1∶1,体积份)(图1,曲线3)中加入硬脂酸时,随着硬脂酸含量的增加,湿润开始略为得到改善,这证明有大量的极性СКН-40存在于组分表层,当硬脂酸添加量达1.5体积分后,湿润急剧恶化。加入共混物中的硬脂酸大于4体积份时,Wa达最小值,直至酸含量至8体积份时仍然不变。

声明:

本文来源于网络版权归原作者所有,仅供大家共同分享学习,如作者认为涉及侵权,请与我们联系,我们核实后立即删除。