功能化碳氢聚合物的水性分散体| 2014-11-01 | PCI杂志

橡胶工业中增强纺织品的粘附性一直是通过各种途径来实现的，包括通过底漆涂层和表面处理对纺织品进行改性。许多方法处理了橡胶的改性与纺织纤维的补充处理相结合。[i]^{, (ii)}间苯二酚甲醛胶乳(RFL)处理仍然是橡胶应用中最流行的纤维处理工艺。然而，在制造过程中，使用RFL会带来环境和加工方面的挑战。大多数RFL处理需要一个多步骤的过程，其保质期限制了生产力和结果的可重复性。

在不断努力推广更环保和易于使用的产品的过程中，功能化低分子量碳氢化合物聚合物(AqFLPs)的水分散体已经开发出来。表1总结了分散体的物理和化学性质。AqFLPs具有稳定性好、粘度低、粒径小等特点。这些水分散体的发展可以允许更广泛的水性应用，包括纺织和其他基材处理。它们还可以用于许多其他表面改性领域，包括粘合剂和涂层应用。当适当地配制成表面处理时，分散体可以增加橡胶对纺织品、金属和塑料基材的附着力，提高耐化学性，并影响极性填料在非极性橡胶和塑料中的均匀分散。[iv]分散体的疏水和亲水组分允许极性和非极性基质之间的相互作用。将水性AqFLPs添加到苯乙烯丁二烯(SB)和苯乙烯丁二烯乙烯吡啶(VP)乳剂中，可以观察到良好的相容性，并证明了附着力的改善。共混物均质，无颗粒，稳定性好。

本研究将展示AqFLPs作为一种配方工具的效用，以开发改进的橡胶与基材粘附的表面处理。将概述AqFLPs上的反应基含量、配方中的乳胶类型、硫化体系和衬底材料的函数的粘附性能。

实验

橡胶化合物

表2显示了本研究使用的材料。EPDM复合橡胶母粒由Pelmor实验室公司提供。母粒含有100phr三元乙丙橡胶，50phr芳香油，100phr炭黑，1phr硬脂酸。使用96.8 phr的母粒与0.4 phr 1,2二氢2,2,4三甲基喹啉(抗氧化剂)和2.8份过氧化二甲酰(DiCup) 40 KE(过氧化物催化剂)结合。成分在2辊轧机上混合，直到均匀，并使用PPA2000 (Alpha Technologies)获得每批的固化剖面，以确保均匀性。2022世界杯八强水位分析

基质治疗

制备了AqFLPs和AqFLPs/乳胶共混物，以评估其化学成分对整体粘附性能的影响。评价了不同基质对过氧化物固化三元乙丙橡胶的直接附着力(涂布)和橡胶附着力。

采用一步浸渍工艺处理织物衬底。将AqFLPs和三种乳剂(SB1, SB2和VP)混合制成共混物。共混物是在两个，乳胶:AqFLPs重量:重量比，90:10和80:20。共混物的最终组成为44%固体。每块织物浸在浴缸里，然后通过滚筒去除多余的材料。然后将处理过的织物在烤箱中150°C干燥6分钟。PET薄膜是用#20梅耶棒涂成的。然后将处理过的薄膜在烤箱中150°C干燥1分钟。

物理测试

改进的跨舱口附着力试验

使用剃须刀片，在涂层上进行了交叉舱口图案的切割。压敏胶带被放置在图案上，然后迅速取下。然后通过去除涂层的量和去除涂层的难度来评估粘附性。

t型剥离粘附试验

根据EPDM橡胶的固化剖面，制备橡胶-织物-橡胶斑块，并在热压机中在160°C下固化35分钟。然后将这些斑块切成4条1英寸宽、5英寸长的条带。以PET膜为例，将涂膜压在未固化的EPDM橡胶上，在上述条件下固化。采用改进的ASTM D1876 t剥法对处理织物与固化三元乙丙橡胶的附着力进行了测试。图1提供了修改后的测试的可视化描述。使用Thwing-Albert EJA Vantage 10拉伸试验机进行测试。所有样品的t剥速度和距离都是恒定的。所有试纸条均在室温(27°C)和50%相对湿度下进行测试。

结果与讨论

aqflps涂层PET膜的附着力

采用交叉孵化法测试了只涂覆在PET膜上的AqFLPs的附着力。对含有AqFLP-1和AqFLP-2的涂层进行测试，导致交叉剥离涂层从薄膜上完全剥离，而AqFLP-3和AqFLP-4在胶带-涂层界面上失败(没有涂层- PET膜失效)。干燥后的涂层表现出轻微或无粘性，具有良好的柔韧性。

为了进一步测试涂层的附着力，采用t型剥离附着力法测试了PET膜与EPDM过氧化物固化橡胶的附着力。PET膜使用分散液AqFLP-2, AqFLP-3和AqFLP-4进行处理。图2显示，随着AqFLP反应基含量的增加，粘附值也随之增加。AqFLP-4每链含11个官能团，具有最好的粘附性。事实上，这种处理的破坏机制是内聚性的，记录的值代表橡胶的内聚强度。

AqFLP/乳胶共混物-涂层基材的粘附性

共混物使用AqFLPs和三种乳胶SB1, SB2和VP。共混物以90:10和80:20乳胶:AqFLP重量:重量比制成。所得到的共混物在所有测试底物上表现出低粘度、pH稳定性、良好的相容性和良好的润湿性能。将AqFLPs添加到这些乳液中，由于其功能和分散体的疏水聚合物骨干，可以与基材以及橡胶更好地相互作用。

AqFLPs和共混物对PET薄膜的粘附性最初是使用交叉粘附测试来测量的。涂层无粘性，具有良好的均匀性和柔韧性，弯曲时不开裂。结果表明，只有含有AqFLP-3和AqFLP-4的共混物对薄膜具有良好的附着力，因为干燥涂层没有明显的剥离。基于这些数据，然后测试了aqflp -4基乳胶共混物在EPDM橡胶和各种基材之间的附着力。

在三种乳剂中加入AqFLP-4后，涂层PET膜与EPDM橡胶的附着力显著提高。以80:20的比例与SB1混合时，改善最大。尽管图3中所示的黏附值(百分比负载)约为25 lb/in，但初始平均负载为40 lb/in。对试验样品的检验表明，其机理明显是橡胶的内聚性破坏。因此，所记录的百分比负载值并不反映胶粘剂失效，而是橡胶撕裂强度的函数。通过对t型剥离剖面的观察，其机理得到了证实，如图4所示。使用SB2的共混物还观察到附着力略有改善。

除了测试涂层PET薄膜与EPDM过氧化物固化橡胶之间的附着力外，还测试了EPDM与聚酯、尼龙和用AqFLP-4/乳胶共混物处理的聚酯/尼龙织物之间的附着力。图5和图6分别提供了AqFLP-4/乳胶共混物在聚酯织物和尼龙织物上的附着力函数的比较。尽管添加了AqFLP-4的共混物表现出了最大的改善(聚酯增加96%，尼龙增加63%)，与SB1和SB2共混物相比，添加了VP乳胶的共混物显示出最低的总粘附值。当增加共混物中AqFLP-4的含量时，附着力总体上有所增加。在80:20的比例下，所有样品的附着力都较好。图7显示了与RFL处理的织物相比，采用90:10比例的混纺织物处理的聚酯/尼龙混纺织物的附着力有所改善。

除了t型剥离测试外，还通过织物上的橡胶覆盖度来评估附着力。图8显示了两条尼龙和橡胶条之间的橡胶覆盖率差异，其中尼龙以两种不同的比例涂有SB2和AqFLP-4的共混物。80:20比例的共混物显示出最大的橡胶覆盖率，这与前面讨论的更高的粘附值相关。

与涤纶相比，尼龙的粘附值增加可能是由于每种处理织物的浸渍率增加。涤纶样品的平均上升幅度为10%，而尼龙样品的平均上升幅度为13%。