重型運(yùn)輸帶的自粘性是指同種膠料兩表面之間的黏合性能,它對(duì)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(kuò)散對(duì)膠料的自粘性起決定性作用,該擴(kuò)散過程的熱力學(xué)先決條件是接觸物質(zhì)的相容性,動(dòng)力學(xué)的先決條件是接觸物質(zhì)具有足夠的活動(dòng)性,膠料自粘過程分為如下兩個(gè)步驟:
1)當(dāng)物料接觸在外力作用下,使兩個(gè)接觸面壓合在一起,通過一個(gè)流動(dòng)過程接觸表面形成宏觀結(jié)合;
2)擴(kuò)散是由于橡膠輸送帶分子鏈的熱運(yùn)動(dòng),在膠料中產(chǎn)生微空隙空間,活動(dòng)的分子鏈鏈端或鏈段的一小部分逐漸擴(kuò)散進(jìn)去,這種擴(kuò)散最后導(dǎo)致接觸界面完全消失;
綜上可見,橡膠分子的擴(kuò)散需在一定的壓力下進(jìn)行,膠料的初始自粘強(qiáng)度隨接觸壓力增大而增加,橡膠分子的擴(kuò)散過程需要經(jīng)歷一段時(shí)間方能完成,膠料的自粘強(qiáng)度隨接觸時(shí)間增加而增大,與接觸時(shí)間的平方根呈正比,配方因素對(duì)膠料自粘性的影響如下:
橡膠分子結(jié)構(gòu)的影響:一般說來,鏈段的活動(dòng)能力越大,擴(kuò)散越容易進(jìn)行,自粘強(qiáng)度越大,當(dāng)分子鏈上有龐大側(cè)基時(shí),阻礙分子熱運(yùn)動(dòng),因此其分子擴(kuò)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(kuò)散,分子鏈段的運(yùn)動(dòng)及生成空隙都比較困難,若使其擴(kuò)散需要更多的能量,含有雙鍵的不飽和橡膠更容易擴(kuò)散,因?yàn)殡p鍵的作用使分子鏈柔性好,鏈節(jié)易于運(yùn)動(dòng),有利于擴(kuò)散進(jìn)行,如將不飽和聚合物氫化使之接近飽和,則其擴(kuò)散系數(shù)只有不飽和高聚物的47%-61%;
在結(jié)晶性阻燃輸送帶橡膠中,有大量的鏈端位于結(jié)晶區(qū)內(nèi),因而失去活性,在接觸表面鏈端的擴(kuò)散難以進(jìn)行,為使高度結(jié)晶的橡膠具有一定的自粘性,必須設(shè)法破壞結(jié)晶以提高分子的活動(dòng)性,為此可提高接觸表面溫度,使之超過結(jié)晶的熔融溫度,或用適當(dāng)?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(kuò)散之外,工業(yè)運(yùn)輸帶生膠或膠料的強(qiáng)度也很重要,所以補(bǔ)強(qiáng)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(dāng)炭黑用量超過一定限度時(shí),由于橡膠分子鏈的接觸面積銳減,所以膠料的自粘強(qiáng)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(kuò)散,但同時(shí)使膠料的強(qiáng)度降低,后者的影響更大些,結(jié)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(dāng)膠料焦燒后,自粘性急劇下降,因此對(duì)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(yán)格控制,使其在熱硫化過程時(shí)自粘成型前不產(chǎn)生焦燒現(xiàn)象;
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