РАЗДЕЛ 2
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полихлоропрены являются наиболее применяемыми полимерами клеев холодного отверждения [132]. Однако создание клеевых композиций полифункционального назначения на их основе, сокращение режимов склеивания материалов вызывает необходимость пересмотра подхода к созданию новых клеев, так как большинство проводимых исследований в этом направлении имеет узкоконкретную направленность и не решает проблему целевого регулирования адгезионных свойств.
Направленный синтез клеевых композиций многоцелевого назначения (для склеивания субстратов различной природы) с повышенной адгезией к различным субстратам возможен с учетом теоретических представлений, особенно термодинамических и молекулярно-кинетических. Такие представления о природе адгезионных явлений создают основу для выявления зависимости между структурой и адгезионной способностью полимеров, а также способствуют нахождению общих подходов к прогнозированию и управлению процессами формирования адгезионной прочности.
В этой связи при разработке клеевых композиций на основе полихлоропренов основное внимание было уделено именно такому подходу при формировании адгезионных соединений, что и определило выбор соответствующих объектов и методов настоящего исследования.
2.1. Объекты исследования
Разработку клеевых композиций холодного (20?С) отверждения и изучение закономерностей их адгезионного взаимодействия с субстратами осуществляли с использованием полихлоропренов различных марок (табл.2.1).
Регулирование молекулярной массы полихлоропренов при пластикации на вальцах осуществляли с использованием активных добавок (ускорителей химической пластикации): 2-меркаптобензтиазола (каптакса) - ГОСТ 739-74, ди(2-бензтиазолил)дисульфида (альтакса) - ГОСТ 7087-75, дифенилгуанидина (ДФГ) - ТУ 6-14-996-76.
При приготовлении клеевых композиций (20% мас. растворы) применяли индивидуальные растворители (табл. 2.2), а также их комбинации.
Для регулирования адгезионных характеристик клеевых композиций использовали феноло-формальдегидные смолы различной природы (табл. 2.3).
В качестве субстратов применяли: металлы с высокой поверхностной энергией (сталь Ст.3, алюминий); серийные конвейерные ленты общего назначения на основе тканей ТК-100, ТК-200, ТА-100; хлопчатобумажную ткань миткаль; резины на основе каучуков различной полярности, рецептуры которых приведены в таблице 2.4.
Для отверждения клеевых композиций при 20?С и повышения их адгезионных свойств вводили известный полиизоцианат - Лейконат, а также олигополиизоцианаты различного строения (табл. 2.5, 2.6), синтезированные на кафедре химической технологии высокомолекулярных соединений Украинского государственного химико-технологического университета д.х.н. Кузьменко Н.Я. и производимые ООО НПП Укрполихимсинтез (г. Днепропетровск).
В качестве наполнителей клеевых композиций использовали кремнекислотные, минеральные и технический углерод (табл.2.7).
Таблица 2.1
Краткая характеристика полихлоропренов клеевого назначения [4]
Марка каучукаВязкость по Муни при 100?С, ед.Краткая характеристикаДенка-хлоропрен А-90~90Каучуки меркаптанового регулирования с высокой скоростью кристаллизации. Преимущественно 1,4-транс-полимеры, имеющие элементарное звено Неопрен АД-40114-130Наирит ДП55-70Скайпрен G-40Т90-105Байпрен С-330~95
Таблица 2.2
Основные характеристики растворителей [115]
РастворительМолекулярная масса, г/моль
Температу-ра кипения, ?СПлотность, кг/м3Поверхностное натяжение, мН/мТолуол9211087028,68Этилацетат887090123,75Бензин марки Нефрас9580-12073018,00
Таблица 2.3
Характеристика изученных феноло-формальдегидных смол [133]
Марка смолыХимическая формулаКраткая характе-ристикаАмберол St-137
ТУ 38.302-13/352-4-92ММ=900-1200 г/моль, tпл=75-90?С,
содержание метилольных групп - 9%. Октофор N
ТУ 38-201415-83ММ=1000-1200 г/моль, tпл=90-105?С, содержание азота - 2,5-3,5%101ЛП
ТУ 6-10-1261-80ММ=900-1200 г/моль, tпл.=80?С, содержание азота - 9%
Таблица 2.4
Составы резиновых смесей, использованных при клеевом креплении резин к стали (Ст. 3)
Наименование ингредиентовМассовые части ингредиентовшифры резиновых смесей7-5638261481НК марки RSS100,0??СКН-40?100,00?СКЭП-30??100,002-Меркаптобензтиазол0,80??Сера молотая3,002,000,30Тиазол-2МБС (альтакс)?1,25?Пероксимон F-40??6,25Оксид магния??10,00Белила цинковые25,605,005,00Диафен ФП2,001,00?Параоксинеозон1,001,00?ТУ П-702?65,00?ТУ П-80315,00?80,00Мел природный обогащенный77,0055,00?Воск защитный ЗВ-11,00??Пластификатор - эфир ЛЗ-7?21,80?Кислоты жирные синтетичес-кие с фракцией С17-С200,901,00?Смола сосновая2,00??Итого228,30235,05201,55
Таблица 2.5
Краткая характеристика промышленных полиизоцианатных отвердителей
ПолиизоцианатХимическая формула Краткая характеристикаЛейконат
ТУ 6-14-95-75
Жидкость фиолетового цвета, содержание NCO- групп - 31%мас.,
(20% раствор N, N', N''-трифенилметантриизоцианата в дихлорэтане); содержание основного вещества -
20?1% мас.ПИЦ-Д (Суризон)
ТУ 113-03-29-22-84
Темно-коричневая жидкость, содержание NCO- групп - 29,5-30%мас., содержание 4,4' -дифенилметандиизоцианата - 47-53%, фенилизоцианата - 0,03 - 0,05%, 40% раствор в
дихлорэтане, содержание основного вещества -
40?1% масс.Пума
ТУ У 24.62.10. 33165119.001.
2005
Олигомерный полиизоцианат на основе триметилолпропана, адипиновой кислоты и смеси изомеров 2,4;2,6-толуиленди-изоцианата в массовом соотношении 40:60 %, темно-коричневая жидкость, 20% раствор в толуоле, содержание NCO- групп - 15,83 % мас.
Таблица 2.6
Физико-химические характеристики опы