芳纶布具有优异的力学性能、极好的耐热、耐腐蚀、耐疲劳和尺寸稳定性以及阻燃性能。因此,芳纶布在汽车、航空、航天等领域得到了广泛应用,是复合材料、橡胶夹布制品的优异轻质增强材料。由于芳纶分子链段中苯环的位阻作用,酰胺基团较难与其他原子或基团发生作用,而且表面缺乏活性基团,造成芳纶布与基体的粘接性能较差。通过物理或化学方法对芳纶布进行表面处理,使芳纶纤维表面粗糙度增大或使纤维表面增加一定数量的活性基团,均能提高芳纶布与基体的粘接强度”。 硅橡胶具有优异的耐高低温性能、绝缘性能、生物惰性、气密性和耐候性等,是电子、医疗、航空、航天等领域通用的橡胶品种。硅橡胶为非极性,与芳纶布的粘接性能较差,需要通过硅烷偶联剂在2者间形成交联键,方可实现芳纶布与硅橡胶的良好粘接。本文采用低温等离子法处理芳纶布表面,用A151偶联剂浸渍芳纶布,研究被处理芳纶布与硅橡胶的粘接性能。
1 实验部分
1.1实验原料
硅橡胶6035,迈图公司;白炭黑A200,德固赛司;羟基硅油,中吴晨光化工研究院;BlPB,市售NomexⅢA芳纶布,上海安洁阻燃用布有限公司:A1 51联剂,自制。
1.2主要设备
XK一160型开放式炼胶机,GPP一1低温等离子处理
仪,JSM一5600LV型扫描电镜,ESCA一750型光电子能谱
仪(XPS),T一2000型电子拉力机。
1.3实验方法
1)等离子处理
芳纶布置于射频频率为13.56 MHz的冷等离子处理仪中进行处理,空气气氛,气体流量为2O mL/min,放电功率为100 W,处理时间为变量。
2)偶联剂处理
将等离子处理前后的芳纶布在A1 51中浸泡1 O min后取出,在室温下晾干备用。1.4试样制备硅橡胶配方(质量份):6035:1OO份;A200:20份:羟基硅油:4份;BIPB:O.8份。按配方比例称料,在开炼机上依次加入6035、A200、羟基硅油和BIPB等,混合均匀后薄通4遍后出厚度约0.5 mm的胶片。将处理前后的芳纶布裁成15 cm×15 cm的方块,将胶片贴在芳纶布 上,使胶片完全覆盖芳纶布,采用“三层胶、两层布”的方式好。
在(1 70±3)℃的平板压机上模压硫化。冷却后,裁成标准T型剥离试样,试样宽度为25 mm。低温等离子处理前后芳纶布表面的化学组成变化采用 XPSSaFT—IR进行分析。低温等离子处理前后芳纶布表面经喷金处理,在SEMT观察表观形貌。试样粘接强度按GB/T 532—2008测定,剥离速度为50 mm/min。
2 结果与讨论
2.1 xPs分析低温等离子处理前后芳纶布表面化学基团的变化见表1。
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