tranthihuong

Kết dính cao su với cao su - Ảnh hưởng của tác động bên ngoài và hiện tượng phun sương

Rate this Entry
Ba biến số không liên quan tới cao su và các thành phần của chúng có thể tác động đến sự kết dính là những điều kiện hình thành liên kết, có tên gọi là thời gian tiếp xúc, áp suất tiếp xúc và nhiệt độ tiếp xúc.

1. Influence of Contact Time/Pressure/Temperature 1. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc/ áp suất/ nhiệt độ
Three variables not related to the rubbers or their additives that may affect tack/autohesion are the conditions of bond formation, namely contact time, contact pressure and contact temperature. Ba biến số không liên quan tới cao su và các thành phần của chúng có thể tác động đến sự kết dính là những điều kiện hình thành liên kết, có tên gọi là thời gian tiếp xúc, áp suất tiếp xúc và nhiệt độ tiếp xúc.
Of these three variables, the first two, contact time and pressure, are interdependent. Trong ba biến số này, hai biến đầu tiên, thời gian và áp suất tiếp xúc, phụ thuộc lẫn nhau.
On increasing the contact pressure or time, enlargement of the effective contact surface occurs by the flow process and an increase in the adhesive strength results. Khi tăng áp suất hoặc thời gian tiếp xúc, sự tăng bề mặt tiếp xúc hiệu quả xảy ra bởi quá trình chảy và kết quả là tăng độ bền kết dính.
Effective contact area is considered to be the sum of the domains of the contacting surfaces in which the adhesive force operates. Diện tích tiếp xúc hiệu quả được xem xét là tổng các phạm vi của bề mặt tiếp xúc mà lực kết dính tác động.
Optimum contact is reached when the contact pressure exceeds the saturation pressure of the particular system. Tiếp xúc tối ưu đạt được khi áp suất tiếp xúc vượt quá áp suất bão hòa của một hệ riêng biệt.
Saturation pressure is defined as the pressure above which, at constant time, no further increase in pressure produces an increase in the adhesive force. Áp suất bão hòa được định nghĩa là áp suất mà trên nó, ở một thời gian tiếp xúc cố định, việc tăng áp suất không làm tăng lực kết dính.
If the surface roughness of the samples is smoothed out by suitable preparation, the optimum contact on the corresponding pressure can be reached in a very short time. Nếu độ gồ ghề của bề mặt được làm phẳng bằng một cách xử lý thích hợp, tiếp xúc tối ưu ở áp suất tương ứng có thể đạt được trong một thời gian rất ngắn.
After a certain contact time, the contact zone disappears and a homogeneous system is obtained. Sau một thời gian tiếp xúc nhất định, vùng tiếp xúc biến mất và đạt được một hệ đồng thể.
The autohesive strength is then equal to the green strength of the uncrosslinked rubber. Độ bền tự kết dính bằng độ bền gia công của cao su chưa kết mạng.
In general, tack increases and reaches a plateau after sufficient contact time or pressure. Nhìn chung, tính kết dính tăng và đạt một giá trị ngang sau một khoảng thời gian và áp suất tiếp xúc đủ.
When the plateau is reached, complete contact and interdiffusion have occurred, and tack is identical to green strength. Khi giá trị này đạt được, sự tiếp xúc hoàn toàn và sự phân tán xảy ra, và độ bền kết dính bằng vớiđộ bền cao su sống.
Even for very short contact times the tack of NR is sufficiently high whereas SBR with a similar MW to the NR takes a much longer time to attain good bonding. Thậm chí đối với thời gian tiếp xúc rất ngắn, tính kết dính của NR vẫn đủ cao trong khi đối với SBR có khối lượng phân tử tương tự với NR cần thời gian dài hơn để đạt được sự liên kết tốt.
This shows that NR is able to make contact and/or interdiffuse more rapidly than SBR. Điều này cho thấy rằng NR có thể tiếp xúc và phân tán nhanh hơn SBR.
For SBR, the strength of autohesion continues to increase even as the time of contact is increased to as high as a thousand seconds, even though the increase in strength is more rapid in the early stages [16]. Đối với cao su SBR, độ bền tự kết dính tiếp tục tăng thậm chí khi thời gian tiếp xúc kéo dài tăng cao khoảng vài ngàn giây, mặc dù việc tăng độ bền nhanh hơn vào lúc đầu [16].
Almost similar behaviour was observed in the case of BR, EPR and epoxidised natural rubber (ENR). Hầu như những tính chất tương tự cũng được quan sát trong trường hợp của BR, EPR và cao su thiên nhiên epoxi hóa (ENR).
Interfacial failure occurred when ENR adhered to itself at short contact times. Sự hỏng bề mặt phân cách xảy ra khi ENR tự kết dính với chính nó trong một khoảng thời gian tiếp xúc ngắn.
But the peel energy was found to be directly proportional to the duration of contact up to a contact time of about an hour when cohesive failure occurred. Nhưng năng lượng bóc tách được nhận thấy là tỷ lệ trực tiếp với sự kéo dài tiếp xúc với thời gian tiếp xúc lên tới khoảng một giờ thì sự hỏng độ bền liên kết xảy ra.
In contrast a contact time of less than a minute was sufficient for two NR test pieces to fail cohesively. Ngược lại, với thời gian tiếp xúc ngắn hơn một phút đủ để hai mẫu thí nghiệm NR hỏng liên kết.
When NR and ENR-50 (NR with 50% epoxidation) are bonded together the upper limit of adhesion was found to be the strength of the weak adherend (NR) [17] Khi NR và ENR-50 (NR được epoxi hóa 50%) được kết dính với nhau giới hạn trên của sự kết dính được nhận thấy là độ bền của phần kết dính yếu hơn (NR)[17].
In the case of NR, when contacting was carried out at room temperature, with subsequent bond strength measurement at another temperature, tack decreased with increase in test temperature. Trong trường hợp của cao su thiên nhiên, khi quá trình tiếp xúc được thực hiện ở nhiệt độ phòng, cùng với việc đo độ bền kết dính sau đó ở một nhiệt độ khác, tính kết dính giảm với sự tăng nhiệt độ thí nghiệm.
This is probably due to the decrease in green strength at elevated temperatures. Đây có thể là do sự giảm độ bền của cao su sống khi nhiệt độ tăng cao.
However, when the samples are pressed together at elevated temperature
before testing the bond at room temperature, tack increased with increase
in the bonding temperature due to the improvement in bond formation
probably resulting from the increase in the rate of interdiffusion with increase
in temperature.
Tuy nhiên, khi mẫu thử được ép lại với nhau ở nhiệt độ cao trước khi thí nghiệm kết dính ở nhiệt độ phòng, tính kết dính tăng với sự tăng nhiệt độ kết dính do sự cải thiện trong sự hình thành liên kết có thể là kết quả của việc tăng sự khuếch tán cùng với việc tăng nhiệt độ.
The combined effect of increasing the contacting as well as testing temperature will be the net effect of the increase in tack due to better bond formation and the decrease in tack due to lower green strength. Tác động kết hợp của việc tăng nhiệt độ tiếp xúc cũng như nhiệt độ thí nghiệm sẽ làm tăng tính kết dính do sự hình thành liên kết tốt hơn và sự giảm tính kết dính do độ bền gia công thấp hơn.
Since the relative tack of NR is close to one at room temperature, use of an elevated contacting temperature may not improve the tack significantly,
and hence it is likely that tack will decrease at elevated temperature due to a lower cohesive strength.
Vì tính kết dính tương đối của NR rất gần nhau ở nhiệt độ phòng, việc dùng một nhiệt độ tiếp xúc cao có thể không cải thiện tính kết dính đáng kể, vì vì thế gần như tính kết dính sẽ giảm ở nhiệt độ cao do độ bền liên kết thấp hơn.
The temperature dependence of the tack of SBR is quite different. Sự phụ thuộc của tính kết dính của SBR vào nhiệt độ lại hơi khác.
Since the extent of bond formation is quite poor in this case, having a low
relative tack at room temperature, the improvement in bond formation at an elevated temperature can compensate for the corresponding loss of green strength, resulting in a tack which remains more or less the same with
increase in temperature.
Vì mức độ hình thành liên kết khá thấp trong trường hợp này, có tính kết dính tương đối thấp ở nhiệt độ phòng, sự cải thiện trong hình thành liên kết ở nhiệt độ cao có thể bù cho sự giảm độ bền gia công tương ứng, tạo nên tính kết dính duy trì nhiều hoặc ít hơn khi tăng nhiệt độ.
The strength of autohesion of SBR, where both the contact and detachment
were made at the same temperature, were almost identical at 3 °C and 25 °C [16].
Độ bền của sự tự kết dính SBR, khi cả sự tiếp xúc và sự tách ra được thực hiện ở cùng một nhiệt độ, là hầu như giống nhau ở 3oC và 25oC [16].
2. Effects of Blooming 2. Tác động của hiện tượng phun sương
In the bonding of unvulcanised rubbers blooming of ingredients such as sulphur and antioxidants is a serious problem Trong quá trình kết dính cao su chưa lưu hóa, hiện tượng phun sương bề mặt của các thành phần như lưu huỳnh và chất chống oxy hóa là một vấn đề nghiêm trọng.
It is found that some of the bloomed materials melt at about 90 °C while others remain as large flakes (see Figure 5.3) [18]. Người ta nhận thấy rằng một vài chất đã phun sương sẽ nóng chảy ở khoảng 90oC trong khi những chất khác vẫn ở trạng thái những bông lớn (xem Hình 5.3) [18].
Name:  Hinh3-hien tuong phun suong be mat.jpg
Views: 2110
Size:  44.4 KB
Figure 1. Surface bloom of sulphur cured natural rubber Hình 1. Hiện tượng phun sương lưu huỳnh ở bề mặt cao su nhiên thiên giảm khi nhiệt độ tăng lên 90oC.
While the former creates little problem during the bonding of unvulcanised pieces via crosslinking, the latter leads to severe loss of bonding strength.. Trong khi dạng đầu tiên tạo ra ít vấn đề trong quá trình kết dính các mẫu cao su chưa lưu hóa thông qua quá trình liên kết ngang, dạng sau dẫn đến sự giảm mạnh độ bền kết dính.
Sulphur blooming may be prevented by the use of insoluble sulphur, and controlling the mixing temperature as insoluble sulphur gets converted to the soluble form at about 90°C. Hiện tượng phun sương bề mặt lưu huỳnh có thể tránh được bằng cách dùng lưu huỳnh không tan, và kiểm soát nhiệt độ cán trộn vì lưu huỳnh không tan chuyển thành dạng tan ở khoảng 90°C.
In conventional retreading compounds, the amount of soluble sulphur used is below its solubility limit (the balance being insoluble sulphur) to control the sulphur blooming during storage. Trong các hỗn hợp cao su đắp lốp xe truyền thống, lượng lưu huỳnh tan được dùng thì thấp hơn giới hạn tan của nó (lượng lưu huỳnh cần dùng còn lại sẽ sử dụng lưu huỳnh không tan) để kiểm soát hiện tượng phun sương lưu huỳnh trong tồn trữ.
Ingredients like wax are usually not added to such compounds, to avoid their blooming, even though they can give protection against ozone and UV degradation. Các thành phần như sáp không luôn được thêm vào những hợp chất như thế này, để tránh hiện tượng phun sương của chúng, mặc dù chúng tạo ra sự bảo vệ chống lại sự phân hủy của ozon hoặc UV.
In some applications such as tyre building, a solvent wiping is given over the partially built assembly before fixing the next component. Trong những ứng dụng như thành hình lốp xe, việc lau dung môi được thực hiện từng phần trên bộ phận lắp ráp trước khi lắp thành phần kế tiếp.
A fast evaporating solvent like naphtha is commonly used for this purpose. Dung môi bay hơi nhanh như naphtha thông thường được sử dụng cho mục đích này.
The solvent partially dissolves the substrates and plasticises the surfaces. Dung môi hòa tan một phần chất nền và chất hóa dẻo trên bề mặt.
This gives rise to considerable increase in the free surface due to the change
in the surface texture and the mobility of the polymer chains in the interface in addition to removing any bloomed ingredient.
Điều này làm tăng đáng kể bề mặt tự do do sự thay đổi trong kết cấu bề mặt và tính chuyển động của chuỗi polyme ở bề mặt phân cách cùng với việc loại bỏ các nguyên liệu phun sương bề mặt.
3. Effects of Ageing 3. Tác động của quá trình lão hóa
Uncured rubber compounds, aged in the laboratory or external atmosphere, exposed to ozone or UV radiation including sunlight, suffer a reduction in their subsequent cured interfacial adhesion [19]. Các hợp chất cao su chưa lưu hóa, được lão hóa ở phòng thí ngiệm hoặc môi trường bên ngoài, tiếp xúc với ozon hoặc bức xạ UV bao gồm ánh sáng mặt trời, chịu một sự giảm sút tính kết dính bề mặt của cao su đã lưu hóa sau đó [19].
This reduction in bond strength is dependent upon the rubber used. It has been shown that exposure of uncured rubber surfaces causes an appreciable reduction in the subsequent vulcanised adhesion properties. Sự giảm độ bền liên kết này phụ thuộc vào loại cao su sử dụng. Người ta nhận thấy rằng sự tiếp xúc của bề mặt cao su chưa lưu hóa gây nên một sự giảm sút có thể đánh giá được trong tính kết dính của cao su lưu hóa sau đó.
In the case of UV irradiation, compounds containing higher proportions of NR are the most susceptible to adhesion failure. Trong trường hợp chiếu xạ UV, các hợp chất chứa một phần lớn NR là những hợp chất dễ hỏng kết dính nhất.
Compounds based on other rubbers such as BR, CR, NBR, synthetic polyisoprene, hypalon, etc., also show poor resistance to UV radiation, judged from their respective cured interfacial adhesion strengths. Những hợp chất dựa trên các loại cao su khác như BR, CR, NBR, polyisopren tổng hợp, hyplalon, v.v…, cũng thể hiện tính chống lại chiếu xạ UV kém, được đánh giá lần lượt bằng độ bền kết dính bề mặt cao su lưu hóa.
It appears that when the rubber compound is exposed to ozone or sunlight/UV radiation, the reduction in tack is due to the formation of an insoluble surface skin. Hình như khi hợp chất cao su tiếp xúc với ozon hoặc ánh sáng/ bức xạ UV, sự giảm tính kết dính do hình thành một lớp màng bề mặt mỏng không tan.
The reduction in tack is found to be greater for rubbers having higher unsaturation. Sự giảm tính kết dính được nhận thấy là lớn hơn cho các loại cao su có sự không bão hòa cao hơn.
The deteriorating effect is found to be increased for compounds containing carbon black of higher particle size. Tác động gây hư hỏng được nhận thấy là tăng cho những hợp chất chứa than đen có kích thước hạt lớn.
A 5% HAF black dispersion in naphtha applied at the interface promoted good bonding in an NR based compound exposed to higher dosage of UV radiation or ozone due to improved resistance to these degradants. Solvent scrubbing can restore the interfacial adhesion to some extent. Sự phân tán 5% than đen trong naphtha được sử dụng ở bề mặt phân cách cải thiện sự kết dính tốt trong các hợp chất dựa trên NR tiếp xúc với một lượng lớn bức xạ UV hoặc ozon do sự chống lại các chất gây biến tính này được cải thiện
The addition of fast blooming waxes is also claimed to give some protection against UV radiation and ozone exposure, by blooming to the surface and forming a protective layer over the surface. Sự lau dung môi có thể phục hồi tính kết dính bề mặt tới một mức độ nào đó. Sự thêm vào các loại sáp phun sương nhanh cũng được cho là tạo nên sự bảo vệ chống lại bức xạ UV và tiếp xúc ozon, bởi sự phun sương bề mặt và hình thành một lớp bảo vệ bề mặt.
The effect of ageing time and environment on the tack of rubber compounds is of great practical importance. Tác động của thời gian lão hóa và môi trường lên tính kết dính của các hợp chất cao su là rất quan trọng trong thực tế.
Tyre retreading compounds must maintain good tack several days after being processed. Các hợp chất làm mặt lốp xe phải duy trì tính kết dính tốt trong vài ngày sau khi được gia công.
Reduction in tack was found to be less for butyl rubber compounds than
SBR or NBR.
Sự giảm tính kết dính được nhận thấy ít hơn cho các hợp chất cao su butyl so với SBR hoặc NBR.
A rubber with a higher degree of unsaturation undergoes more surface crosslinking and this prevents the good contact and interdiffusion required to maintain tack. Cao su với mức độ không bão hòa cao hơn trải qua nhiều quá trình liên kết ngang bề mặt hơn và điều này cản trở sự tiếp xúc tốt và sự khuếch tán yêu cầu để duy trì tính kết dính.
The effect of humidity on tack depends upon the hygroscopic nature of the rubber, and the compounding ingredients used in a specific stock. Tác động của độ ẩm phụ thuộc vào tính hút ẩm tự nhiên của cao su, và thành phần phối trộn được dùng trong một nguồn nguyên liệu xác định.
Unlike oxygen that reacts chemically with rubber, moisture is physically adsorbed on the surface. Không giống như oxy phản ứng hóa học với cao su, ẩm được hấp phụ vật lý trên bề mặt.
The autohesion of SBR compounds decreases more rapidly on high humidity ageing compared to that of NR, due to the more hygroscopic nature of the former. Tính tự kết dính của các hợp chất SBR giảm nhanh hơn trong môi trường lão hóa có độ ẩm cao khi so sánh với tính tự kết dính của NR, do tính hút ẩm tự nhiên của SBR cao hơn.
When the amount of water absorbed is high it will form a barrier to bond formation, even though minor amounts of water absorbed on the surface will have practically no effect on bond formation. Khi lượng nước được hấp phụ cao, nó sẽ tạo thành vật cản sự hình thành liên kết, mặc dù một lượng nhỏ nước được hấp phụ trên bề mặt sẽ không có tác động thực tế lên sự hình thành liên kết.

Nguồn tài liệu: Handbook of Rubber Boding, trang 145 – 147
Tác giả: Bryan Crowther
Nhà xuất bản: iSmithers Rapra Publishing, 2003

Người dịch đề nghị: Nhóm nghiên cứu, Phòng thử nghiệm v.lab
Hỗ trợ: Trần Minh Khải, Cty CP Cao Su Thái Dương

Submit "Kết dính cao su với cao su - Ảnh hưởng của tác động bên ngoài và hiện tượng phun sương" to facebook Submit "Kết dính cao su với cao su - Ảnh hưởng của tác động bên ngoài và hiện tượng phun sương" to Digg Submit "Kết dính cao su với cao su - Ảnh hưởng của tác động bên ngoài và hiện tượng phun sương" to del.icio.us Submit "Kết dính cao su với cao su - Ảnh hưởng của tác động bên ngoài và hiện tượng phun sương" to StumbleUpon Submit "Kết dính cao su với cao su - Ảnh hưởng của tác động bên ngoài và hiện tượng phun sương" to Google

Updated 05/05/2014 at 13:07 by tranthihuong

Thể loại
Tài liệu Anh-Việt