尼龙66帘线环保浸渍处理及其橡胶复合材料界面粘合性能研究

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纤维帘线在轮胎、传送带和软管等橡胶制品中起着重要作用。作为骨架材料,纤维帘线具有较高的刚度和强度来抵抗应力,能有效提升纤维/橡胶复合材料的综合性能。但是纤维表面惰性较强,需要对其进行预处理。工业上采用将纤维帘线浸渍在间二苯酚-甲醛-胶乳(RFL)浸渍体系中的方法,来提高增强纤维帘线与橡胶基体间界面粘合强度。但是,RFL浸渍体系中存在对人体健康和生产环境均有较大危害的间苯二酚和甲醛,因此发展新型非RF环保浸渍体系迫在眉睫。基于以上研究背景,本课题旨在探究出新型非RF环保浸渍体系来替代传统RFL浸渍体系,并满足绿色环保的需求。(1)本课题设计了由丙烯酸树脂A-封端异氰酸酯C-环氧树脂G-丁吡胶乳组成的环保一浴浸渍体系。通过FTIR表征出浸渍体系的主要反应,通过调整环氧基和异氰酸酯基的摩尔比,得到了最佳配方:当环氧基/异氰酸酯基摩尔配比为2.54/1.00时,复合材料的H抽出力为140.7±11.4N,能够达到RFL浸渍工艺水平(149.4±15.3 N)的90%,且纤维强损控制在5%左右。通过对复合材料界面的硫元素含量以及模量的定量表征,发现了浸渍层中含硫化合物的迁移现象,其有助于丁吡胶乳与橡胶基体间的共硫化作用,从而提高复合材料的粘合性能;同时也测定到橡胶-浸胶层-纤维三相间的模量梯度变化,证明具有合适模量的浸渍层在受到力的作用时,可以更好的传递复合材料所受到的载荷。(2)本课题设计了由植物多酚P-环氧树脂G-支化胺类固化剂I-丁吡胶乳组成的环保二浴浸渍体系。通过FITR对浸渍体系的反应机理进行了验证,通过调整植物多酚P/支化胺类固化剂Ⅰ的摩尔比,得到了最佳配方:当植物多酚P/支化胺类固化剂Ⅰ摩尔配比为1.00/0.15时,复合材料的H抽出力达到了 168.2±7.7 N,帘线剥离力达到了 22.0±0.6 N,相较于RFL浸渍体系,达到其浸渍水平的110%以上,且改性纤维强度损失同样控制在5%左右。本研究为纤维帘子线表面功能化和浸渍层界面力学性能的定量表征提供了新的策略。
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