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1.間苯二酚-甲醛-膠乳體系浸漬處理
間苯二酚-甲醛-膠乳浸漬粘合體系廣泛應用于橡膠與纖維的粘合。它是由間苯二酚(r)與甲醛(f)預先制成縮合物(rf),然后加入橡膠或樹脂膠乳(l),經熟化而制成的一種水溶性粘合劑,縮寫為rfl。其中rf主要與活化芳綸纖維表面相互作用,而l則與橡膠大分子相互纏結或反應。
如果簡單地對芳綸進行浸漬處理,不能獲得很好的粘合力,需要對rfl浸漬液配方或浸漬工藝進行改進。
用封閉異氰酸酯對rfl體系進行改性,認為含封閉異氰酸酯的rfl體系對芳綸表面處理主要有兩方面作用:一是異氰酸基與芳綸發生化學反應,從而使rfl膠膜在簾線與橡膠之間起到更好的界面架橋作用;二是異氰酸基是強極性基團,對rfl體系起一定破壞作用。結果表明,采用質量分數為0.03的封閉異氰酸酯改性rfl體系效果明顯,簾線h抽出力為160n,較改性前提高17.3%。
研究了活化液組成、rfl改性劑品種及浸漬工藝對芳綸/橡膠粘合性能的影響,發現以環氧樹脂-封閉異氰酸酯混合溶液作為一浴活化液的二次浸漬工藝處理芳綸時,h抽出力為85.8n,而采用封閉異氰酸酯改性rfl的一次浸漬工藝處理時,h抽出力為85.5n。
rfl浸漬液因為儲存條件限制,使用時需臨時配制,配制過程中用到的間苯二酚和甲醛對環境危害大,使用工藝繁瑣。
2.橡膠的增粘改性處理
在橡膠中加入適量粘合劑,可以提高芳綸/橡膠間的界面粘合強度。目前應用較多的粘合劑為間-甲-白粘合體系,它是由間苯二酚給予體、亞甲基給予體以及白炭黑(水合二氧化硅)組成,其改性機理為:間苯二酚給予體和亞甲基給予體在硫化溫度下反應生成具有反應能力的粘合樹脂,這種樹脂幾乎同時再進行與纖維的粘合反應以及與橡膠的硫化反應,其中粘合反應以化學鍵合和分子間作用為特征,硫化反應以生成亞甲基橋和氧雜萘結構為特征;作為反應的調節劑,白炭黑的粒子表面具有酸性硅烷醇結構,對間-甲粘合樹脂的生成起催化作用,并且遲延了硫黃的硫化反應,使硫化溫度下進行的硫化反應與粘合反應同步。
該方法通常與表面活化和浸漬處理配合使用。在橡膠配方中加入了由橡膠粘合劑rs(間苯二酚給予體)、橡膠粘合劑a(亞甲基給予體)和白炭黑形成的間-甲-白體系,研究了各組分用量對芳綸帆布與橡膠間粘合強度的影響,其中芳綸帆布經改性rfl預浸漬處理。研究發現,粘合劑rs和a的較佳用量分別為3和2.5份,此時預處理芳綸帆布與橡膠間的粘合強度為11.48n·mm-1
芳綸具有優異的物理化學性能,成為橡膠基復合材料發展潛力的骨架材料之一。雖然目前圍繞芳綸與橡膠粘合性能改善進行了大量研究,兩者間粘合強度已達到較高水平,但是所用方法或因試驗條件苛刻僅停留在試驗階段,或對環境和人體有不利影響,或需要較高的成本,因此尋找易工業化、環境危害小、成本低、粘合強度更高的粘合方法是今后的主要研究方向。