ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы на границе раздела клейметалл из "Крепление резины к металлам Издание 2" Таким образом, взаимодействие между резиновой смесью и клеем в процессе вулканизации в ряде случаев приводит к образованию химической связи между каучуком резиновой смеси, вулканизующим агентом и полимером клея. Для оптимального течения этих процессов скорости реакций, происходящих при креплении, должны быть близкими . [c.315] При креплении резины к металлам изоцианатным клеем, не содержащим серы и других агентов вулканизации и способным непосредственно реагировать с каучуком резиновой смеси и даже с некоторыми ингредиентами, например с сажей, большую роль играют скорости процессов вулканизации резиновой смеси, полимеризации изоцианата и их взаимодействие - . [c.315] Исследования флоккуляции газовой сажи в клеях, наносимых в качестве дополнительных покрытий на основные клеи для крепления резины к металлу, показали, что клеи с хорошо флоккулированной сажей улучшают адгезию резины к металлу. Авторы этой работы предполагают возможность возникновения водородных связей между карбоксильными группами полимера и кислородсодержащими функциональными группами, находящимися на поверхности сажи. [c.316] При применении для крепления латексно-альбуминных, термопреновых клеев, а также клеев из ХНК и синтетических смол предполагается, что связь между клеями и резиновой смесью образуется в результате диффузии клеев в резиновую смесь при нагревании и совместной вулканизации смеси и клея. [c.316] Процессы, происходящие при креплении резины к металлам на границе раздела клей/металл, значительно отличаются от процессов, происходящих на границе раздела смесь/клей. [c.316] Большую роль в механизме крепления на границе раздела клей/металл играет геометрический фактор в строении как полимеров, так и металлов, т. е. совпадение или несовпадение активных групп молекул клея и молекул окисей и гидроокисей, находящихся на поверхности металла. Несовпадение может произойти вследствие того, что молекулы полимера имеют большие размеры, чем молекулы окисей и гидроокисей металла, и другие формы. РутцлерЗ приводит примеры подсчетов для связи эпоксидной смолы с поверхностью титана или железа, и оказывается, что только 13—17% активных групп молекул на поверхности металла может принимать участие в креплении. [c.316] Чтобы понять природу сил взаимодействия между полимером и металлом, необходимо знать природу поверхности металла, особенно еще и потому, что металлы обычно, прежде чем попасть на крепление, подвергаются холодной и горячей обработке. [c.316] Поэтому для упрощения Рутцлер при рассмотрении типа связей, возникающих на поверхности раздела клей/металл, предполагает, что поверхность металла покрыта хемосорбиро-ванным слоем кислорода и гидроксильными группами. Такая поверхность металла может быть получена после сухой машинной обработки или после сильного нагревания. [c.316] Эти представления об ионных связях основаны на том. что в окислах металлов связи более чем на 50% имеют ионный характер и что гидроксилы карбоксильных или фенольных групп также частично носят ионный характер. Чем металл менее электроотрицателен и чем более способен ионизироваться водород молекул клея, тем сильнее будут связи. [c.317] Если полярные группы клея не ионизированы, между клеем и поверхностью металла может возникнуть ион-дипольное взаимодействие. Предполагают, что ион-дипольный элемент в механизме крепления является только одним из нескольких, которые участвуют в создании адгезии данной системы. Вполне вероятно, что группа —СЫ, =С0, —ЫН, эфирные и другие группы многих клеев образуют связи этого типа с металлической поверхностью . [c.317] В процессах крепления могут возникать и ковалентные связи. Полярные группы в цепях полимера несомненно будут способствовать усилению прочности связи. Это предположение подтверждает следующее наблюдение при добавлении к феноло-формаль-дегидным клеям каучуков улучшается прочность крепления в результате придания гибкости цепям смолы и возникновения некоторого числа дополнительных ковалентных связей. [c.317] Величина адгезии будет зависеть также от расстояния между ионами на поверхности металла и расстояний между активными группами полимера клея. [c.317] Тенденция образовывать между клеем и металлом координационные связи может появиться тогда, когда полимеры клея содержат атомы азота, вступающие в контакт с металлической поверхностью. Некоторые возможные типы поверхностных координационных связей в системах клей/металл показаны на рис. 66 (а и б) для найлона со сталью и 2,4-толуилендиизоци-аната с титаном . [c.317] На рис. 66, а комплекс найлона образовал кольцо, включая ион-дипольную связь между углеродом с кетонной группой и кислородом на поверхности металла, и координационную связь между железом и азотом. Эпоксидные смолы, соединенные в процессе отверждения поперечными связями с аминами, образуют комплексы, в которых азот координационно связан с ионами металла, как это показано на рис. 66, б. Образование координационных связей дает возможность объяснить в ряде случаев высокие прочности связи полимеров с металлами. [c.318] Имеются предположения о возможности образования на границе раздела клей/металл и водородных связей. Так, Франк, Краус и Гефнерз на основании исследования крепления к стали резины из сополимера бутадиена с метакриловой кислотой, т. е. полимера, содержащего карбоксильные группы, пришли к выводу, что при применении клея из этого сополимера высокая прочность крепления связана с образованием водородных связей полимера с пленками окисей металла, так как одна полярность клея не может обеспечить хорошую адгезию клея к металлу. [c.318] Известно, что полярность материалов, участвующих в креплении, играет большую роль. Учитывая, что металлы весьма склонны к поляризации, при использовании полярных полимеров в клее межмолекулярные силы будут существенно увеличивать сцепление между клеем и металлом. Значительное влияние на адгезию при этом будут оказывать окисные пленки, всегда имеющиеся на поверхности металла. [c.318] На основании этого краткого рассмотрения сил, которые могут проявляться при креплении резины к металлам на границах разделов резина/клей и клей/металл, можно сделать следующие выводы. [c.318] В адгезии резины к металлам принимают участие и проявляют себя несколько видов сил связи. [c.318] В отдельных видах крепления обычно наибольшее влияние оказывает какой-нибудь один вид сил взаимодействия, а, остальные играют второстепенную роль. [c.318] Вернуться к основной статье