RuBBeR

Kết dính cao su chưa lưu hóa – Sự tự kết dính

Rate this Entry
Kết dính cao su với cao su khá đặc biệt vì cả hai chất nền đều mềm dẻo và có độ bền tương đối thấp. Kết dính hợp chất cao su/ cao su nguyên liệu và sự đồng lưu hóa của chúng là rất quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp như làm lốp xe, trong khi kết dính các cao su đã lưu hóa rất quan trọng trong các hoạt động như đắp lốp nguội...
Rubber to rubber bonding is unique in that both the substrates are flexible and of comparatively low strength.
Kết dính cao su với cao su khá đặc biệt vì cả hai chất nền đều mềm dẻo và có độ bền tương đối thấp.
Bonding of raw rubbers/rubber compounds and their covulcanisation is important in industrial operations such as tyre building, while bonding of vulcanised rubbers is important in operations such as precured (cold) retreading.
Kết dính hợp chất cao su/ cao su nguyên liệu và sự đồng lưu hóa của chúng là rất quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp như làm lốp xe, trong khi kết dính các cao su đã lưu hóa rất quan trọng trong các hoạt động như đắp lốp nguội.
Bonding of vulcanised rubbers to unvulcanised rubbers is also important in conventional (hot) retreading processes.
Kết dính cao su đã lưu hóa với cao su chưa lưu hóa cũng rất quan trọng trong những quá trình đắp lốp nóng.
There are a wide variety of variables affecting rubber to rubber bonding, such as the chemical composition of the rubbers, their compatibility/ incompatibility, their molecular weights and their distributions, additives, crystalline and amorphous contents, surface nature and chemistry, crosslink densities, etc.
Có nhiều các biến số khác nhau ảnh hưởng đến sự kết dính cao su với cao su, như là thành phần hóa học của cao su, tính tương thích/ không tương thích của chúng, khối lượng phân tử và sự phân tán của chúng, chất phụ gia, hàm lượng tinh thể và vô định hình, bề mặt và thành phần hóa học, mật độ liên kết ngang, v.v…
5.1 Bonding of Unvulcanised Rubbers
5.1 Kết dính cao su chưa lưu hóa
5.1.1 Tack/Autohesion
5.1.1 Sự tự kết dính
Uncured rubbers at a temperature above their Tg can easily flow into intimate contact resulting in firm adhesion because of their molecular mobility.
Cao su chưa kết mạng khi ở nhiệt độ cao hơn Tg của nó sẽ dễ dàng chảy để tiếp xúc tốt tạo nên sự kết dính bền do tính linh động phân tử.
The ability of two uncured rubber surfaces to adhere together upon contact after the application of moderate pressure for a relatively short time is known as absolute tack (tack) [1]. Khả năng hai bề mặt cao su chưa kết mạng kết dính lại với nhau do tiếp xúc sau khi dùng một áp suất trung bình trong một thời gian tương đối ngắn được gọi là kết dính tuyệt đối [1].
Interdiffusion of chain segments across the interface is considered to be a major factor for developing tack.
Sự khuếch tán của các đoạn mạch ngang qua bề mặt phân cách được xem như là yếu tố chính hình thành sự kết dính.
Tackiness between surfaces of the same rubber or rubber compounds having the same composition is referred to as autohesion or autohesive tack.
Sự kết dính giữa các bề mặt của cùng một loại cao su hoặc các hợp chất cao su có thành phần giống nhau sẽ có liên quan tới sự tự kết dính.
An optimum tack is necessary for operations such as tyre building where the various parts, the impermeable lining, the reinforced carcass and the tread, are all usually made from different rubbers and have to hold together until the tyre is vulcanised in the press.
Một sự kết dính tối ưu là cần thiết cho quá trình thành hình lốp xe, khi đó những chi tiết khá nhau như lớp lót kín khí, thân lốp gia cường và mặt lốp xe thường được làm từ các loại cao su khác nhau và phải được giữ cùng nhau cho tới khi lốp xe được lưu hóa trong máy ép.
Removal or repositioning during the building process becomes difficult with very tacky compounds in addition to promoting air entrapment.
Việc tháo ra hoặc ráp lại trong quá trình thành hình lốp xe trở nên khó khăn đối với các hỗn hợp cao su quá dính thêm vào đó làm tăng sự nhốt khí.
Further, uniform distribution of accelerators and sulphur in very tacky compounds at the final stage of mixing is also difficult.
Hơn nữa, để phân tán đồng nhất của chất xúc tiến và lưu huỳnh trong các hợp chất rất dính ở gia đoạn cuối cùng của quá trính phối trộn cũng rất khó khăn.
On the other hand, less tacky components may tend to fall apart before curing.
Nhưng ngược lại, các thành phần ít dính hơn có khuynh hướng tách ra trước khi lưu hóa.
The green strength (strength of an unvulcanised rubber compound) of an rubber is the upper limit of the tack [2].
Độ cứng vững bán thành phẩm ( độ bền trước lưu hóa) của cao su là giới hạn trên của sự kết dính [2].
The ratio of the absolute tack divided by the green strength is sometimes referred to as relative tack.
Tỉ số của độ kết dính tuyệt đối chia cho độ bền trước lưu hóa thỉnh thoảng được gọi là độ kết dính tương đối.
When the relative tack is close to one it may be assumed that almost complete contact and interdiffusion has taken place between the two surfaces and that the tack is green strength limited.
Khi độ kết dính tương đối gần bằng một, có thể giả thiết rằng hầu hết sự tiếp xúc và khuếch tán diễn ra hoàn toàn giữa hai bề mặt và độ kết dính được giới hạn là độ bền trước lưu hóa.
But, a low value of relative tack shows that very little contact and interdiffusion has taken place and that the tack is interdiffusion limited.
Nhưng, một giá trị thấp của độ kết dính tương đối cho thấy sự tiếp xúc và phân tán diễn ra rất ít và độ kết dính được giới hạn bởi sự khuếch tán.
Amorphous polymers which do not crystallise under strain rely completely on chain entanglements to provide green strength and hence significant chain interdiffusion is required in order to develop high tack.
Các polyme vô định hình không kết tinh khi kéo dãn do sự xoắn mạch để tạo độ bền trước lưu hóa và vì thế sự khuếch tán mạch phải đáng kể để hình thành sự kết dính tốt.
Polymeric molecules from the two contacting surfaces must diffuse a sufficient distance across the interface to become entangled so as to develop a strong tack, which can resist stress.
Các phân tử polyme từ bề mặt tiếp xúc phải khuếch tán một khoảng cách đủ ngang qua bề mặt phân cách và xoắn loại để hình thành sự kết dính mạnh, có thể kháng ứng suất.
After sufficient interdiffusion, if the rubber is capable of strain crystallisation (the tendency of structurally regular rubbers to crystallise upon deformation) it can boost the tack to much higher levels.


Sau khi đã khuếch tán đủ, nếu cao su có khả năng kết tinh khi được kéo dãn (khuynh hướng của các cao su có cấu trúc đều đặn sẽ kết dính khi biến dạng) sẽ có thể dẫn đến sự kết dính ở mức độ cao hơn rất nhiều.
Hence, a strain crystallising rubber like natural rubber (NR) can develop very high tack. Vì thế, loại cao su kết tinh khi kéo dãn như cao su thiên nhiên (NR) có thể tạo nên độ kết dính rất cao.
The advantage in this case stems from the fact that strain crystallisation does not occur during the interdiffusion or bond forming step and hence it does not interfere with this step.
Ưu điểm của trường hợp này bắt nguồn từ việc sự kết tinh khi kéo dãn không xảy ra trong bước khuếch tán hoặc hình thành liên kết và vì thế nó không gây trở ngại trong bước này.
Further, in the case of strain crystallising rubbers less interdiffusion may be sufficient to develop good tack.
Hơn nữa, trong trường hợp các cao su kết tinh khi kéo dãn ít khuếch tán cũng có thể hình thành sự kết dính tốt.
Polybutadiene rubber (BR) can be modified by reaction with isopropyl azodicarboxylate (IAD) to improve its bonding.
Cao su polybutadien (BR) có thể được biến tính do phản ứng với isopropyl azodicacboxylat (IAD) để cải thiện tính kết dính của nó.
The Tg of the modified polymer increases with its IAD content.
Tg của polyme biến tính tăng theo hàm lượng IAD.
Eventually at high levels of modification two Tgs are observed indicating the presence of two phases.
Cuối cùng ở mức độ cao của sự biến tính, hai Tg được nhận thấy chứng tỏ sự hiện diện của hai pha.
The tack and the green strength of BR are found to increase with IAD content.
Tính kết dính và độ bền trước lưu hóa của BR tăng cùng với hàm lượng IAD.
However tack reaches a maximum at 28% IAD content and decreases thereafter while the green strength continues to rise [3].
Tuy nhiên tính kết dính đạt cực đại tại 28% hàm lượng IAD và giảm sau đó trong khi độ bền trước lưu hóa tiếp tục tăng [3].
This is because at low levels of IAD, the green strength is enhanced without much loss in molecular mobility.
Điều này là do ở hàm lượng IAD thấp, độ bền trước lưu hóa tăng mà không giảm nhiều tính linh động của phân tử.
But at high IAD levels the tack decreases due to a severe reduction in chain mobility, thereby prohibiting the formation of an extensive tack bond.
Nhưng ở hàm lượng IAD cao, tính kết dính giảm do sự giảm rất mạnh tính linh động của mạch, vì thế ngăn cản sự hình thành liên kết kết dính.
Although crystallinity may improve green strength, it severely limits the chain mobility required for bond formation.
Mặc dù sự kết dính có thể cải thiện độ bền trước lưu hóa, nó hạn chế nhiều tính linh động của mạch yêu cầu để hình thành liên kết.
Hence partially crystalline ethylene propylene rubbers (EPR) or ethylene propylene diene rubbers (EPDM) have very poor tack [4].
Vì vậy các cao su etylen propylen (EPR) hoặc cao su etylen propylen dien (EPDM) có tính kết dính rất thấp [4].
The tack or autohesion of raw rubber/rubber compounds depends on a number of factors, such as polymer characteristics like structure and molecular weight, type and amount of compounding ingredients like fillers and plasticisers, rate of crosslinking, presence of tackifying resins and surface conditions such as oxidation or bloom which may occur during processing or storage.
Tính tự kết dính của hỗn hợp cao su/ cao su nguyên liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như là tính chất của polyme như cấu trúc và khối lượng phân tử, loại và khối lượng các thành phần như các chất độn và các chất hóa dẻo, vận tốc quá trình kết mạng, sự có mặt của các nhựa kết dính và điều kiện bề mặt như quá trình oxy hóa hoặc phun sương có thể xảy ra trong quá trình gia công và tồn trữ.
In the case of NR, tack or autohesion passes through a broad maximum with increasing molecular weight and thereafter decreases [5] (see Figure 5.1).
Trong trường hợp NR, tính tự kết dính đi qua một cực đại rộng khi tăng khối lượng phân tử và sau đó giảm xuống [5] (xem Hình 5.1).
Name:  ket-dinh-cao-su-en.png
Views: 1335
Size:  33.3 KB
Name:  ket-dinh-cao-su-vi.jpg
Views: 1244
Size:  21.6 KB
Figure 5.1 Effect of NR molecular weight on autohesion Hình 5.1 Ảnh hưởng của khối lượng phân tử NR lên tính tự kết dính
This broad maximum occurs due to a proper balance between contact diffusion and green strength/intermolecular attraction at intermediate molecular weight.
Cực đại rộng này xảy ra do sự cân bằng phù hợp giữa sự khuếch tán tiếp xúc và độ bền trước lưu hóa/ lực hút giữa các phân tử ở khối lượng phân tử trung bình.
The diffusion of the rubber molecules across the interface increases as the molecular weight decreases, but the green strength/intermolecular attraction per molecule decreases.
Sự khuếch tán của phân tử cao su ngang qua bề mặt phân cách tăng khi khối lượng phân tử giảm, nhưng độ bền trước lưu hóa/ lực hút giữa các phân tử tính cho một phân tử giảm.
Hence rubbers in the liquid form having very low molecular weight cannot develop good tack due to their poor cohesive strength even though they can easily diffuse across the interface.
Do đó cao dù ở dạng lỏng có khối lượng phân tử rất thấp không thể tạo nên sự kết dính tốt do độ bền của chúng thấp mặc dù chúng dễ phân tán ngang qua bề mặt phân cách.
The effect of contact time on autohesion is also shown in Figure 5.1. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc lên tính tự kết dính được thể hiện ở Hình 5.1.
The autohesive bond is found to get stronger as the contact time increases, probably due to higher interdiffusion.
Liên kết tự kết dính mạnh hơn khi thời gian tiếp xúc tăng, có lẽ là do sự khuếch tán nhiều hơn.
Even though NR has superior tack compared to styrene butadiene rubber (SBR) the influence of the molecular weight can detract from this advantage enjoyed by NR.
Mặc dù NR có tính kết dính nổi trội khi so sánh với cao su styren butadien (SBR), ảnh hưởng của khối lượng phân tử có thể làm giảm ưu điểm này của NR.
Since NR undergoes chain scission upon mastication, moderate amounts of mixing will improve its tack as the molecular weight is reduced.
NR trải qua quá trình cắt mạch, sự cán trộn vừa phải sẽ cải thiện tính kết dính của nó vì khối lượng phân tử giảm xuống.
However, upon prolonged mixing the tack of NR can become quite low.
Tuy nhiên, nếu cán trộn lâu, tính kết dính của NR có thể trở nên hơi thấp.
SBR, on the other hand, is less sensitive to shear degradation and hence its tack will be less altered by mastication.
SBR, thì ngược lại, ít nhạy với sự cắt mạch và vì thế độ kết dính của nó sẽ ít thay đổi.
However, the broad maximum in tack exhibited by NR is practically advantageous since it can accommodate considerable variation in mixing history of NR-containing stock without much loss in the tack Tuy nhiên, cực đại rộng trong tính kết dính của NR mới có ý nghĩa thực tế vì có thể điều chỉnh sự khác nhau đáng kể trong quá trình cán trộn các nguyên liệu chứa NR mà không làm giảm nhiều tính kết dính.

Nguồn tài liệu: Handbook of Rubber Bonding – 2001 (trang 137 – 139)
Tác giả: Bryan Crowther
Nhà xuất bản: iSmithers Rapra Publishing

Người dịch đề nghị: Nhóm nghiên cứu, Phòng thử nghiệm cao su vLAB
Hỗ trợ: Trần Minh Khải, Cty CP Cao Su Thái Dương

Submit "Kết dính cao su chưa lưu hóa – Sự tự kết dính" to facebook Submit "Kết dính cao su chưa lưu hóa – Sự tự kết dính" to Digg Submit "Kết dính cao su chưa lưu hóa – Sự tự kết dính" to del.icio.us Submit "Kết dính cao su chưa lưu hóa – Sự tự kết dính" to StumbleUpon Submit "Kết dính cao su chưa lưu hóa – Sự tự kết dính" to Google

Thể loại
Tài liệu Anh-Việt