Свойства нового карбоксилированного ВП-латекса в отношении адгезии корда автомобильных шин к резине.

Свойства нового карбонизированного ВП-
Изучение адгезии латекса к корду из ПЭТ-пластика в шинах и резине, а также появление радиальных автомобильных шин, отличающихся превосходной устойчивостью при движении, низким расходом топлива и длительным сроком службы, привели к росту спроса на высокомодульные материалы для шинных покрышек.
Несмотря на то, что нейлоновый трос используется уже много лет, он не подходит для радиальных шин из-за своей склонности к растяжению.
Для удовлетворения спроса на радиальные шины было установлено, что полиэфирные канаты обладают оптимальным соотношением качества и цены.
Однако полиэстеровые канаты не используются для шин повышенной прочности, поскольку адгезия канатов к резине снижается с увеличением пробега шин.
Для решения проблемы ухудшения адгезии был достигнут прогресс в производстве шин, обработке волокон и клеев, но полного решения пока не найдено (ссылка 1).
Компания Nipon Zeon пытается решить эту проблему, улучшив латексную составляющую клея для повышения адгезии и увеличения срока службы.
Предполагается, что из-за миграции сложноэфирной связи аминного соединения из резиновой части адгезия между полиэстером и резиной уменьшается с увеличением пробега (ссылка 2).
Несмотря на то, что полиэфирный корд для шин покрыт клеем, обнаружено, что аминные соединения проникают в полиэфирный слой.
Таким образом, теоретически считается, что силу сцепления можно улучшить, если адгезионный слой предотвратит миграцию аминов в полиэстер.
Разработан метод испытания для оценки степени деградации полиэстера.
Был изучен механизм предотвращения проникновения аминных соединений через адгезивный слой.
В результате была разработана карбоксилвинилпиридиновая латексная добавка, способная эффективно защищать полиэстер от аминных соединений в резиновых смесях.
Стандартный винилбутадиен-
Трехполимерная эмульсия бензола Динга и ароматического винилбензамин-бутадиена
В этих экспериментах использовалась стирольная эмульсия (ссылка 3).
Эти лосьоны производятся с использованием интерфенол-формальдегид-латекса (RFL).
Клей указан в таблице 1.
Оценка защитных свойств полиэстера методом измерения прочности латексной ПЭТ-пленки.
Как показано на рисунке 1а, ламинированные образцы изготавливаются из полиэтиленэфира (ПЭТ).
Пленка, клей RFL и резиновая смесь, вулканизация в течение одного часа при давлении 5 МПа [при 170°C].
Для проверки деградации ПЭТ-пленки используются ламинированные образцы, в которых измеряется усилие, необходимое поршню для проникновения в поверхность пленки с постоянной скоростью 5 мм в минуту, как показано на рисунке 1а.
На рисунке 1b показаны картины распределения напряжений, наблюдаемые во время проникновения.
Когда поршень соприкасается с ПЭТ-пленкой в ​​точке А, а затем проникает в пленку, напряжение возрастает до нуля, достигая максимума в точке В, когда пленка разрывается.
Этот максимум представляет собой остаточную прочность ПЭТ-пленки и будет измерять деградацию пленки в процессе старения.
Остаточная прочность ПЭТ-пленки после старения показана на рисунке 1c.
Изменяя время перетвердевания ламината, можно определить степень деградации ПЭТ-пленки в процессе старения или при длительном использовании.
Данная технология используется для измерения различий в защитных свойствах ПЭТ-пленки у нескольких клеев RFL.
Напряжение в точке B определяется как «прочность ПЭТ-пленки» и является параметром, используемым для обозначения степени деградации полиэфирной пленки, а также способности клея защищать пленку во время имитированного использования.
Испытание на адгезию при склеивании -
Опустите полиэстеровую шинную трубку в раствор RFL и сушите в течение двух минут при температуре 140 градусов.
C и 235 [термическая обработка в течение двух минут]°C.
Это обеспечивает наличие клея RFL, который прилипает к проводу, при этом толщина его покрытия составляет 6% от веса провода.
Прочность сцепления измеряется по методу JIS 1017 с использованием резиновой смеси, представленной в таблице 2.
Образец при температуре 150 градусов [отверждение в течение 30 минут]
C — исходный уровень адгезии, отверждение при температуре 170 градусов в течение 90 минут.
C имитирует длительное прилипание после использования.
Тест на отслаивание клея
Образцы были подготовлены с использованием соединений, указанных в таблице 2, а также образцов полиэфирного каната, обработанных RFL.
После отверждения была определена прочность сцепления между проволокой и резиной при отслаивании.
Количественный анализ эмульсии, анализ аминогрупп и связующих групп на поверхности латекса.
Поместите латекс в целлюлозную трубку, проведите диализ с водопроводной водой в течение семи дней и отрегулируйте pH до 2, используя 0.
5N HCl водный раствор.
В результате общее количество твердых веществ снижается примерно до 2%.
50 мл этого раствора используется для титрования по проводимости с использованием 0.
Затем измеряется каждая функциональная группа поверхности латекса (ссылка 4).
Механизм деградации полиэстера после длительного использования аминных соединений.
Ранее сообщалось о реакции разложения аминных соединений с образованием гидролизованного полиэстера при высокой температуре (ссылка 2).
Была определена молекулярная масса полиэстера, полученного путем гидролиза аминного соединения, и использована в качестве показателя степени деградации полиэстера.
Для определения степени деградации полиэстера под воздействием амина, содержащегося в резине, были использованы методы измерения прочности ПЭТ-пленки, ламинированной ПЭТ-пленкой, клеем RFL и резиновой смесью.
В таблице 2 представлены несколько типов ускорителей, используемых в резиновых смесях, и данный метод применяется для наблюдения за их влиянием на ухудшение адгезии полиэфирных пленок.
Результаты представлены на рисунке 2.
Степень деградации сильно варьируется в зависимости от типа используемого ускорителя; например, деградация ПЭТ под действием азолов менее значительна.
Поскольку выбор ускорителя в основном обусловлен его влиянием на характеристики резины шин, также сложно выбрать ускоритель с наименьшим воздействием на деградацию полиэстера.
Таким образом, резиновая смесь, представленная в таблице 2, используется для дальнейшего изучения сцепления канатов в шинах.
Для повышения адгезии полиэфирного троса для шин после увеличения пробега была разработана функция, предотвращающая проникновение аминных соединений в полиэфир.
Трехкомпонентный поливинил-аммиак-бутадиен-
Стирол — это обычный латекс, используемый в качестве клея для корда шин RFL (ссылка 5).
Были проведены исследования этого базового латекса с введением функциональных групп, которые реагируют с аминными соединениями, предотвращая тем самым их миграцию в полиэстер.
Было установлено, что функциональные основания, такие как сложные эфиры, альдегиды и карбосоединения, являются эффективными, но данная статья ограничивается изучением карбонизированного винилпиразинбутадиена.
Три полибензола (ссылка 3).
Свойства латекса
Метод титрования по проводимости для анализа функциональных групп на поверхности латекса подтверждает наличие ненасыщенного альдегида винилпиразин-бутадиена-
Три полибензола (ссылка 4)
Как показано в таблице 3.
Это дополнительно подтверждает данное утверждение, как и в случае с традиционным винилбензамин-бутадиен-стирольным латексом.
На рисунке 3 представлена ​​концепция улучшенного латекса и структура традиционного виниллианаминового латекса.
Сетевые эффекты карбоновых кислот и сетевые эффекты
Поскольку улучшенный латекс содержит как ароматические, так и пиразовые основания, может образовываться сетевая структура, состоящая из водородных связей, образованных этими двумя функциональными основаниями.
Схематическое изображение структуры перекрестно-связанной сети показано на рисунке 4.
С другой стороны, традиционный винилпиридиновый латекс имеет меньшую степень сшивания из-за отсутствия альдегидной основы.
На рисунке 5 показана разница в степени сшивания карбонизированного винилбензаминового латекса (рисунок 5а).
А также традиционный винилпиридиновый латекс (рисунок 5b).
По сравнению с традиционной винилсвязанной аминной эмульсией, карбонизированная винилсвязанная аминная эмульсия имеет больше поперечных связей и, как ожидается, будет обладать большей способностью защищать от проникновения амина.
Улучшенная защита полиэстера LaTeX.
На рисунке 6 показана способность улучшенного латекса и традиционного винилбензаминового латекса защищать ПЭТ-пленку от деградации под действием аминов.
Совершенно очевидно, что улучшенный LaTeX обеспечивает лучшую защиту.
Улучшить сцепление LaTeX при перетвердении.
При использовании улучшенного латекса и традиционного винилпиразинового латекса адгезия полиэфирного корда для шин к резине определяется по показателю T-
На рисунке 7 представлено испытание на растяжение, на рисунке 8 — испытание на отрыв.
Улучшенный латекс, подвергнутый переотверждению, демонстрирует температуру плавления около 20% при температуре отрыва, что выше, чем при обычном испытании на отрыв с использованием переотвержденного латекса.
Испытание на отслаивание показало, что улучшенный латекс вдвое превосходит по своим характеристикам обычный латекс и разрушается в резиновом слое, что свидетельствует об идеальной адгезии.
Механизм улучшения эмульсии винилбензамина, модифицированной карбоксильными группами.
Механизм, посредством которого полиэфирный корд для шин преобразуется в резину, показан на рисунке 9.
Полиэстеровый корд для шин, обработанный клеем, покрыт резиной.
Полиэфиры и клеи склеиваются путем обработки реагентами, такими как хлорсодержащие соединения или эпоксидные смолы.
Клей и резина соединяются путем образования поперечных связей между латексным полимером и ненасыщенным клеем, содержащимся в резиновом полимере.
При движении шины в жестких условиях выделяется тепло, и нажимается педаль акселератора.
Аминное соединение)
Миграция происходит через клеевой слой, но прерывается улучшенным латексом.
Таким образом, хотя амин может проникать в полиэфирный слой и достигать его, в обычных системах с использованием традиционного винилпиридинового латекса сохраняется высокая адгезия.
В заключение следует отметить, что по сравнению с традиционной винилбензольной эмульсией, карбонизированная винилбензольная эмульсия обладает лучшей адгезией, что увеличивает ресурс использования полиэфирного корда для шин, поэтому в настоящее время она применяется в шинах для тяжелых грузовиков и автобусов.
Исследования механизма повышения адгезии после увеличения пробега с помощью улучшенного карбонизированного латекса показывают, что ароматические свободные радикалы реагируют с амином, предотвращая их проникновение в полиэфирную нить.
* Проникновение аминных соединений в клеевой слой также предотвращается, хотя запах латексного полимера и сетевая структура пирильного радикала могут создавать препятствия.
Рисунок 1-9 опущен][
Данные таблицы опущены с 1 по 3]Ссылки (1)
Фуюань тайсуо, полимер № Томо, 21, 85 (1984);
Фуюань Тесо, полимер, Томо, 167 (1984);
Сечаку, 29 155, Хироши Хисаки, Секия Масаеши, (1985). (2)Ю. Айенгар, Дж. Прикл. Поли.
Наука, 267 (1971). (3)
Япония, Япония, Япония26629;
Япония, Япония, Япония39769;
Япония, Япония, Япония70411;
Япония, Япония, Япония230807;
Япония, Япония, 63 года112629;
Япония, Япония, 63 года130640;
Япония, Япония, 63 года234036. (4)
Сяо Ци лун аши и др., 1295 (1980). (5)
Latzeon, каталог латекса.