Кислотно-основные свойства адгезионных добавок и их влияние на прочность крепления резиновых смесей к металлкорду

где: N — количество прядей F — количество нитей (в пряди) D — номинальный диаметр нитей, выраженный в миллиметрах

Каждая часть должна быть отделена знаком «+»

Скобки могут использоваться для отделения части, которая состоит более, чем из одного компонента, то есть

(1 х 4) х 0,20 + (6 х 4) х 0,20 + 1 + 0,15

Когда N или F равны 1, они не включаются, чтобы получить простейшую формулу, то есть   4 х 0,20 + (6х4) х 0,20 + 0,15

Если диаметр является одним и тем же для 2-х или более частей в последовательности его необходимо указать только в конце последовательности.

Диаметр оплетки всегда должен указываться отдельно, то есть

4 + (6 х 4) х 0,20 + 0,15

Если самая внутренняя нить или проволока идентична прилегающим нитям или проволокам, формула может быть упрощена указанием только сумма идентичных компонентов, и скобки не требуются, то есть

7 х 4 х 0,20 + 0,15

Виды металлокорда:

1. Для легковых шин;
2. Для легко-грузовых шин;
3. Для грузовых шин;
4. Для крупногабаритных и сверхкрупногабаритных шин.

Методы контроля качества металлокорда

Металлокорд контролируется по следующим показателям:

• разрывное усилие;
• прочность связи с резиной;
• направление свивки;
• длина шага свивки;
• удлинение при разрыве;
• диаметр корда;
• диаметр проволок корда;
• линейная плотность;
• длина корда на катушке;
• содержание меди в латунном покрытии;
• масса латунного покрытия;
• раскручиваемость металлокорда;
• остаточные кручения;
• прямолинейность;
• число сварок на катушке;
• диаметр металлокорда в месте сварки

Наиболее массовыми резиновыми изделиями, армированными металлокордом, являются автомобильные шины радиальной конструкции с металлокордом в брекере. Высокая прочность связи резин с армирующим их материалам является важным условием, определяющим прочность, а следовательно долговечность и надежность автошины. Развитие автомобильного сектора мирового промышленного производства требует создание принципиально новых, как по конструкции, так и по свойствам шин обладающих высокими эксплуатационными характеристиками[9].

В последнее время наблюдается устойчивое увеличение спроса на автомобильные шины высокой скоростной категории (Н, V), обладающих способностью работать в режиме высочайших динамических нагрузок при различных условиях эксплуатации. Очевидно, что выполнение вышеуказанных требований не представляется возможным без высокоэффективного крепления резин к металлу и стабильности такого рода адгезионных соединений в различных условиях. Этим и объясняется повышенный интерес ведущих мировых компаний по производству автошин к исследованиям в данной области.

Одним из наиболее распространенных способов достижения высокой прочности связи резин с металлокордом является метод вулканизационного крепления через латунное покрытие при использовании специальных добавок - промоторов адгезии [3]. Механизм формирования адгезионного соединения в системе резина латунь чрезвычайно сложен и зависит от большого количества факторов, включая состав резиновой смеси и параметры латунного покрытия металлокорда.

 

Выводы

1. Разработан новый тип промотор  адгезии на основе полигалоидных  соединений и ароматических аминов, не содержащий в своем составе  соединений кобальта, для систем «резина-латунированный металлокорд», которые обеспечивают как высокий уровень исходной прочности связи, так и ее повышенную устойчивость к различным видам старения. Данные промоторы адгезии по своей активности не уступают традиционным кобальтсодержащим промотирующим системам.

2. Изучены некоторые аспекты  механизма формирования адгезионных  соединений в системе «резина-латунированный  металлокорд», содержащих промоторы  адгезии на основе гексахлоро-я-ксилола  и диаминодифенилметана. С помощью  современных методов исследования (рентгенофазовый анализ, гравометрический метод, электронная микроскопия) показано, что данный промотор адгезии обеспечивает формирование на поверхности латуни тонких прочных пленок сульфида меди, состоящих преимущественно из нестехиометрических сульфидов меди, устойчивых к воздействию внешних агрессивных факторов. Высказано предположение о возможности протекания в системе «ГХПК+ДДМ» химических взаимодействий, приводящих к взаимной активации компонентов.

3. Установлено оптимальное соотношение компонентов системы обеспечивает высокую прочность и стабильность адгезионной связи «резина - латунированный металлокорд» в модельных резинах[11].

3. Адгезионные добавки

Адгезионные добавки широко применяются для производства асфальтобетона как модификатор, улучшающий свойства нефтяного битума и повышающий эффективность его сцепления с песком и щебнем различных фракций и происхождения, что является немаловажным фактором производства и положительно влияет на качество асфальтобетонного покрытия.

Адгезионная добавка ДАД-1.

Одно из основных отличий этого продукта от аналогов - это амфотерный характер ПАВ.

Катионные ПАВ наиболее эффективно работают с каменными материалами из кислых горных пород, образуя хемосорбционные соединения типа силикатаминов. В работах исследователей методично подчеркивается, что поверхность каменных материалов, используемых для дорожного строительства, мозаична. Результатами исследований вяжущих различных производителей установлено, что ряд битумов не обеспечивает сцепления с каменными материалами даже из основных пород при условии соответствия требованиям ГОСТ всех других показателей (пенетрации, температуры размягчения, температуры хрупкости, растяжимости). Очевидно, что в этом случае необходимо использовать вещества иного рода, способные эффективно работать как при использовании кислых, так и основных пород. Поэтому адгезионная добавка ДАД-1, полученная путем длительного исследования различных партий адгезива (более 20 вариантов) и варьирования составом сырья и технологическими факторами, обладает рядом существенных преимуществ. Она содержит анионные и катионные функциональные группы, что позволяет улучшать сцепление битума вне зависимости от состава породы и её происхождения[7].

Адгезионная добавка ДАД-1 поставляется в трёх товарных формах:

Марка А – текучая жидкость темно-коричневого цвета, поставляется в металлических бочках, легко дозируется бочковыми насосами, может быть использована с дозирующим оборудованием.

Марка Б – пастообразная масса темно-коричневого цвета, поставляется в картонных или металлических барабанах, от 25 до 100 литров, удобна при дозировании вручную.

Марка C– светлая текучая жидкость, улучшенный вариант Марки А, имеет более высокую цену, но в то же время имеет менее вязкую и предельно стабильную товарную форму. Рекомендуется производителем к использованию с высокоточным дозирующим оборудованием АБЗ[8].

Адгезионная добавка СС 81

Модифицирующая добавка для бетона и цементных растворов, повышающая адгезию к плотным минеральным основаниям

Свойства

• жидкая;
• повышает адгезию к минеральным основаниям;
• предотвращает пересыхание растворных и бетонных смесей;
• щелочестойкая;
• пригодна для внутренних и наружных работ;
• экологически безопасна.

 

 

 

Область применения

Адгезионная добавка СС 81 предназначена для изготовления адгезионных слоёв при устройстве стяжек и выполнении бетонных работ, а также обрызгов и полуобрызгов при выполнении штукатурных работ, внутри и снаружи зданий с целью повышения адгезии бетонных и растворных смесей к плотным минеральным основаниям.

СС 81 применяется для изготовления адгезионных слоёв при устройстве стяжек с применением традиционных цементно-песчаных смесей и смеси CN 83, для изготовления обрызгов и полуобрызгов при работе с традиционными цементно-песчаными и цементно-известковыми штукатурками, а также цементно-песчаными штукатурками, приготовленными с введением порообразующей добавки CO 84.

СС 81 может применяться для приготовления цементно-песчаных и цементно-известковых растворных смесей, наносимых механизированным способом. Введение добавки СС 81 в бетонные и растворные смеси повышает их адгезию к плотным основаниям (например, к бетону), технологичность, удобоукладываемость (для бетонных смесей), стойкость к динамическим нагрузкам, снижает усадку и трещинообразование, увеличивает жизнеспособность и предотвращает пересыхание.

СС 81 рекомендуется вводить в растворные смеси при выполнении кладок из клинкерного кирпича и стеклянных блоков, а также работ по ремонту и оштукатуриванию таких кладок.

СС 81 нельзя использовать в чистом виде для грунтования оснований и в качестве гидроизоляции.

 

Подготовка оснований

 

Бетонные и растворные смеси с добавкой СС 81 имеют превосходную адгезию к разного рода минеральным основаниям. Их наносят на плотные, обладающие несущей способностью основания, очищенные от жиров, смол, масел и т.п. веществ, препятствующих адгезии. Покрытия, имеющие низкую адгезию к основанию, следует удалить.

Основание перед нанесением адгезионного слоя необходимо очистить от пыли и увлажнить[6].

 

4.Анализ статьи

Обнаружено, что повышение адгезионных свойств резины реализуется при усилении кислотности поверхности вулканизата, так как поверхность сульфидированного в процессе вулканизации резины латунированного металлокорда имеет основную (по Льюису) природу.

Эффективность резорцинсодержащих смол как адгезионных добавок для резиновых смесей возрастает по мере роста их кислотности, характеризуемой обратным логарифмом константы диссоциации соответствующего замещенного фенола[1].

Показано, что при одинаковых упруго-прочностных свойствах и технологических факторах для исходных и модифицированных систем присутствие резорцинсодержащей смолы, влияющей на кислотно-основные взаимодействия, положительно сказывается на сохранении адгезионных показателей под действием агрессивных сред (воды и солевых растворов) при близости начальных значений адгезионной прочности исходных и модифицированных материалов. По эффективности модифицирующего действия промышленные резорцинсодержащие смолы располагаются в ряд: «Тиарез» > «Penacolite В-19-S» > «Penacolite PDL-516» > Продукт взаимодействия гексаметоксиметилмеламина с резорцином > «Кивирол».

При использовании разработанных промотирующих систем, добиться как высокой прочности связи резины с латунированным металлокордом, так и обеспечить высокий уровень прочностных свойств брекерных резин, обуславливающих высокую надежность автошин с металлокордом в брекере при их эксплуатации в различных условиях. Новые промотирующие системы характеризуются низким содержанием кобальта или полным его отсутствием, что делает данные системы экономически и промышленно перспективными[7].

С целью экспериментальной проверки оценили прочность связи модельной резиновой смеси и латунированного металлокорда с точки зрения стойкости к старению в агрессивных средах, так как адгезионные добавки призваны, прежде всего, улучшить долговременные адгезионные свойства брекерных резин. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Можно видеть, что исходная прочность адгезионного соединения, измеренная через одни сутки после приготовления образцов, близка для всех систем. Однако, после старения в агрессивных средах ситуация меняется (табл.2). Образцы, содержащие адгезионную добавку, имеют более высокий коэффициент старения (отношение адгезионной прочности после старения к исходному значению), а самым интересным является тот факт, что наблюдаются корреляции между коэффициентами старения и величиной рКа, характеризующей кислотность адгезионной добавки (рис. 1).

Следует отметить, что характер зависимости подтверждает правомерность предположения об эффективности действия модификатора по его кислотности [(IV) > (I) ≥(II) > (V) > (III)], учитывая основной характер сульфидов и оксидов меди и цинка, находящихся на поверхности субстрата.

Полученный результат демонстрирует перспективность кислотно-основного подхода к проблеме регулирования адгезионного взаимодействия в системах брекерная резина – металлокорд.

 

Таблица 2 - Результаты оценки прочности связи с металлокордом марки 4Л27 (Н) резиновых смесей, контрольной и содержащих 3 м.ч. адгезионной добавки.

*Контрольный образец, не содержащий адгезионной добавки

Рис. 1 - Связь коэффициента старения и величины рКа адгезионных добавок; а – старение в 10%-ном растворе NaCl при 90°С в течение 10 ч; б – старение в воде в течение 30 суток

 

Экспериментальная часть

 

Резиновые смеси для обрезинивания металлокордного брекера легковых радиальных шин изготавливались в лабораторном резиносмесителе с объемом смесительной камеры 2,5 дм3 по двухстадийному режиму смешения. Состав резиновых смесей представлен в таблице 4, а параметры смешения – в таблице 5.