重型運輸帶的自粘性是指同種膠料兩表面之間的黏合性能,它對半成品成型和制品性能有重要作用,自粘是黏合的一種特殊形式,大分子的界面擴散對膠料的自粘性起決定性作用,該擴散過程的熱力學先決條件是接觸物質的相容性,動力學的先決條件是接觸物質具有足夠的活動性,膠料自粘過程分為如下兩個步驟:
1)當物料接觸在外力作用下,使兩個接觸面壓合在一起,通過一個流動過程接觸表面形成宏觀結合;
2)擴散是由于橡膠輸送帶分子鏈的熱運動,在膠料中產生微空隙空間,活動的分子鏈鏈端或鏈段的一小部分逐漸擴散進去,這種擴散最后導致接觸界面完全消失;
綜上可見,橡膠分子的擴散需在一定的壓力下進行,膠料的初始自粘強度隨接觸壓力增大而增加,橡膠分子的擴散過程需要經歷一段時間方能完成,膠料的自粘強度隨接觸時間增加而增大,與接觸時間的平方根呈正比,配方因素對膠料自粘性的影響如下:
橡膠分子結構的影響:一般說來,鏈段的活動能力越大,擴散越容易進行,自粘強度越大,當分子鏈上有龐大側基時,阻礙分子熱運動,因此其分子擴散過程緩慢,極性橡膠分子間的吸引能量密度大,分子難于擴散,分子鏈段的運動及生成空隙都比較困難,若使其擴散需要更多的能量,含有雙鍵的不飽和橡膠更容易擴散,因為雙鍵的作用使分子鏈柔性好,鏈節(jié)易于運動,有利于擴散進行,如將不飽和聚合物氫化使之接近飽和,則其擴散系數(shù)只有不飽和高聚物的47%-61%;
在結晶性阻燃輸送帶橡膠中,有大量的鏈端位于結晶區(qū)內,因而失去活性,在接觸表面鏈端的擴散難以進行,為使高度結晶的橡膠具有一定的自粘性,必須設法破壞結晶以提高分子的活動性,為此可提高接觸表面溫度,使之超過結晶的熔融溫度,或用適當?shù)娜軇┦菇佑|表面溶劑化;
有些研究者提出,影響膠料自粘性的主要因素除分子鏈段的擴散之外,工業(yè)運輸帶生膠或膠料的強度也很重要,所以補強性好的填料,膠料的自粘性也好,隨著炭黑用量增加,膠料的自粘性均出現(xiàn)最大值,最佳用量視不同膠種而異,當炭黑用量超過一定限度時,由于橡膠分子鏈的接觸面積銳減,所以膠料的自粘強度下降;
增塑體系的影響:添加軟化劑或增塑劑雖然能降低膠料黏度,有利于橡膠分子擴散,但同時使膠料的強度降低,后者的影響更大些,結果造成膠料的自粘力下降,隨軟化劑用量增加,膠料自粘力下降;
當膠料焦燒后,自粘性急劇下降,因此對含有二硫代氨基甲酸鹽類、秋蘭姆類等容易引起焦燒的硫化體系需要嚴格控制,使其在熱硫化過程時自粘成型前不產生焦燒現(xiàn)象;
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