1 .2 Hoàn chỉnh công nghệ chế tạo vật liệu cao su blend với ph−ơng châm
2.5.2. Khả năng bám dính của vật liệu nền lên cốt kim loại
Nh− chúng tôi đã có dịp công bố [16], cao su tthiên nhiên cũng nh− vật liệu blend trên cơ sở CSTN với nhựa hoặc một số cao su tổng hợp không có khả năng tự bám dính lên bề mặt thép. Vì vậy, để nâng cao khả năng bám dính của vật liệu nền CSTN biến tính lên cốt kim loại, ngoài các giải pháp dùng lớp keo dán cao su kim loại, chúng tôi tiến hành xử lý bề mặt kim loại bằng các ph−ơng pháp khác nhau nh− mài, phun cát,… Trên bảng d−ới đây là kết quả khảo sát độ bền kéo bóc và độ bền kéo tr−ợt của vật liệu nền trên cơ sở CSTN biến tính và thép CT3 với lớp keo dán từ CSTN epoxy hoá và keo dán tổng hợp từ polyurethan.
Bảng 26: Độ bền kéo bóc và độ bền kéo tr−ợt của các mẫu vật liệu trên cơ sở
CSTN và các phụ gia với thép CT3 với các biện pháp xử lý khác nhau Mẫu M1-1 M1-2 M1-3 M2-1 M2-2 M2-3 M3-1 M3-2 Độ bền kéo
bóc [N/cm] 72 81 85 75 82 85 73 82
Độ bền kéo
tr−ợt [N/cm2] 480 653 702 510 680 705 495 680 - Mẫu M1-1: Vật liệu trên cơ sở CSTN và các phụ gia lên bề mặt thép CT3
(xử lý bằng ph−ơng pháp mài) với keo dán từ cao su epoxy hoá
- Mẫu M1-2: Vật liệu trên cơ sở CSTN và các phụ gia lên bề mặt thép CT3 (xử lý bằng ph−ơng pháp phun cát) với keo dán từ cao su epoxy hoá - Mẫu M1-3: Vật liệu trên cơ sở CSTN và các phụ gia lên bề mặt thép CT3
(xử lý bằng ph−ơng pháp phun cát) với keo dán từ polyurethan
- Mẫu M2-1: Vật liệu trên cơ sở CSTN biến tính 20% NBR và các phụ gia lên bề mặt thép CT3 (xử lý bề mặt bằng ph−ơng pháp mài) và lớp keo dán từ cao su epoxy hoá
- Mẫu M2-2:Vật liệu trên cơ sở CSTN biến tính 20% NBR và các phụ gia lên bề mặt thép CT3 (xử lý bề mặt bằng ph−ơng pháp phun cát) với lớp keo dán từ cao su epoxy hoá
- Mẫu M2-3:Vật liệu trên cơ sở CSTN biến tính 20% NBR và các phụ gia lên bề mặt thép CT3 (xử lý bề mặt bằng ph−ơng pháp phun cát) với lớp keo dán từ polyurethan
- Mẫu M3-1:Vật liệu trên cơ sở CSTN biến tính 20% CR và các phụ gia lên bề mặt thép CT3 (xử lý bề mặt bằng ph−ơng pháp mài) với lớp keo dán từ cao su epoxy hoá
- Mẫu M3-2:Vật liệu trên cơ sở CSTN biến tính 20% CR và các phụ gia lên bề mặt thép CT3 (xử lý bề mặt bằng ph−ơng pháp phun cát) với lớp keo dán từ cao su epoxy hoá
Nhận thấy rằng đối với vật liệu nền là CSTN và CSTN biến tính bằng cao su tổng hợp mà bề mặt thép CT3 xử lý bằng ph−ơng pháp mài thì độ bền kéo bóc và độ bền kéo tr−ợt thấp hơn các mẫu t−ơng tự mà bề mặt thép đ−ợc xử lý bằng ph−ơng pháp phun cát. Điều này có thể giải thích do bề mặt kim loại xử lý bằng ph−ơng pháp mài nhẵn bóng nên khả năng bám dính với vật liệu kém hơn, trong khi đó, bề mặt kim loại xử lý bằng ph−ơng pháp phun cát có bề mặt gồ gề hơn nên trên một đơn vị diện tích t−ơng tự nhau bề mặt riêng trong tr−ờng hợp này lớn hơn, diện tiếp xúc giữa kim loại với vật liệu thực chất là lớn hơn. Mặt khác, bề mặt gồ gề lực tác dụng kéo về nhiều phía, vì vậy muốn phá vỡ liên két cần phải có lực lớn hơn. Một vấn đề nữa là trong hai loại keo dán sử dụng, keo dán tổng hợp trên cơ sở polyurethan có khả năng kết dính vật liệu cao su với kim loại cao hơn keo dán tự chế tạo từ cao su epoxy hoá.
Nh− vậy, khi chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở CSTN gia c−ờng bằng kim loại ở mọi dạng đều cần phải có lớp keo dán. Tuỳ sản phẩm cụ thể mà ta chọn hệ keo dán thích hợp. Nếu sản phẩm là các loại ống mềm hoặc băng tải cốt sợi thép thì dùng lớp bám dính trên cơ sở cao su epoxy hoá hoặc polyurethan. Nếu cần bám dính ở đầu bích của ống thì nên dùng hệ chất kết dính trên cơ sở cao su clo hoá và lớp chuyển tiếp là cao su ebonit [16] hoặc keo dán trên cơ sở polyurethan.
2.5.3. Kết luận
Từ những kết quả nghiên cứu nâng cao khả năng bám dính của vật liệu trên cơ
sở CSTN lên các loại vật liệu gia c−ờng là mành PA và kim loại cho thấy rằng: - Khả năng bám dính của tổ hợp vật liệu CSTN/CSTH lên vải mành PA khá hơn
vật liệu CSTN và các phụ gia không biến tính CSTH một chút vì các loại CSTH sử dụng ở đây có khả năng phân cực mạnh hơn của CSTN.
- Quá trình cán tráng làm tăng mạnh khả năng bám dính của vật liệu nền trên cơ sở CSTN lên vải mành PA. Vì thế, việc thực hiện quá trình cán tráng là công đoạn bắt buộc khi chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở CSTN gia c−ờng bằng các loại sợi (vải, mành) tổng hợp.
- CSTN theo đơn pha chế thông th−ờng cũng nh− biến tính CSTH không có khả năng bám dính lên kim loại. Vì thế để tạo khả năng bám dính của vật liệu này lên kim loại cần có lớp keo dán chuyển tiếp.
- Để tăng c−ờng bám dính vật liệu trên cơ sở CSTN lên kim loại, việc xử lý, làm sạch bề mặt có vai trò đặc biệt quan trọng. Bề mặt kim loại đ−ợc làm sạch bằng ph−ơng pháp phun cát có khả năng bám dính với vật liệu cao hơn bề mặt làm sạch bằng ph−ơng pháp mài.
- Trong hai loại keo dán sử dụng là keo dán trên cơ sở cao su epoxy hoá (sản phẩm của Viện Hoá học Vật liệu) và keo dán trên cơ sở PU đều có khả năng kết dính tốt vật liệu trên cơ sở CSTN với kim loại. Tuy nhiên keo dán trên cơ sở PU có tốt hơn một chút song giá thành lại cao hơn. Vì vậy, tuỳ yêu cầu cụ thể với sản phẩm có thể lựa chọn loại keo phù hợp cả về giá thành và chất l−ợng.
2.6. Nghiên cứu kết cấu sản phẩm và xây dựng quy trình công nghệ chế tạo các loại ống mềm chịu áp lực cho tàu nạo vét sông biển