بررسی عوامل موثر بر تشکیل و استحکام پیوند لاستیک- فولاد بر پایه مخلوط nr/sbr

پیوند لاستیک به فلز در تولید بسیاری از قطعات لاستیکی ضروری است و آشنایی و اطلاع کافی نسبت به عوامل موثر بر استحکام این پیوند منجر به تولید مواد مرکب لاستیک - فلز با کارایی مناسب می گردد. امروزه بیشترین کاربرد مواد مرکب لاستیک - فلز در ساختمان و بناها، صنایع خودرو سازی و تایر می باشد. از آنجا که لاستیک و فلز از لحاظ ساختار شیمیایی و خواص مکانیکی دو ماده متفاوت هستند ، برای استفاده از خواص مطلوب لاستیک در کنار فلز ناچار به استفاده از عامل پیوند می باشد. تشکیل پیوند بین لاستیک های طبیعی و استایرن بوتادی ان با سطح فولاد و به حداکثر رساندن استحکام پیوند برقرار شده بسیار ضروری است. ایجاد شرایط لازم برای تشکیل قوی ترین پیوند بین لاستیک طبیعی و لاستیک استایرن بوتادی ان با سطح فولاد هدف اصلی در انجام این پژوهش می باشد. در این پژوهش ابتدا با مطالعات میدانی فرمولاسیون مناسبی جهت برقراری این پیوند انتخاب گردید و به وسیله دستگاه بنبوری اختلاط صورت پذیرفته و آمیزه های لازم تهیه گردید. هم زمان صفحات فلزی جهت پیوند به لاستیک آماده سازی شیمیایی و مکانیکی گردیدند و در ادامه به وسیله دستگاه پرس، عملیات پخت لاستیک بر روی فلز انجام شد. برای ایجاد پیوند لاستیک به فلز لازم است که یا عوامل پیوند در آمیزه قرار داده شود و یا اینکه از یک آستر بر روی سطح فلز، پیش از پیوند به لاستیک استفاده شود. در این پژوهش از استئارات روی ، نیکل نفتنات و رزین فنولی رزول جهت افزایش چسبندگی در آمیزه اولیه استفاده شده است و به کمک آنها شش آمیزه مختلف تهیه گردیده است. همچنین با استفاده از آمیزه اولیه و چسب های مختلف تأثیر تغییر چسب بر استحکام چسبندگی بررسی شده است. نمونه های لازم جهت انجام آزمون استحکام استریپینگ و آزمون استحکام چسبندگی فراهم شد. سایر آزمون های لازم مانند مقاومت در برابر رطوبت، گرما، اثر ضخامت چسب، اثر آماده سازی سطح، اثر دمای پخت و ارزیابی به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. با انجام این آزمون ها و ارزیابی نتایج آن مشخص گردید که رزین فنولی رزول به همراه نیکل نفتنات توانستند استحکام چسبندگی لاستیک – فلز را حدود 20 درصد و استحکام استریپینگ را به میزان 24 درصد نسبت به نمونه مرجع که به ترتیب استحکام چسبندگی 2.608 mpa و استحکام استریپینگ 14.74 n/mm را نشان داده بود، افزایش دهند و همچنین ازدیاد طول تا پارگی لاستیک که برای نمونه مرجع 594.5 درصد بود را 55 درصد بهبود بخشیدند. استئارات روی نیز توانست در آمیزه به عنوان یک عامل محافظت کننده در برابر رطوبت عمل نماید و استحکام استریپینگ را به مقدار 40 درصد نسبت به نمونه مرجع در برابر رطوبت افزایش دهد. نتایج آزمون های گرمایی مشخص نمود که نیکل نفتنات توانسته است مقاومت چسبندگی را پس از اعمال شرایط گرمایی تا حد زیادی حفظ نماید تا جایی که تنها 3 درصد کاهش استحکام چسبندگی در این نمونه ها دیده شد ، در حالی که این مقدار برای نمونه مرجع حدود 12 درصد کاهش را نشان داد. همچنین نتایج آزمون اثر ضخامت و اثر دمای پخت لاستیک نشان داد که ضخامت بهینه چسب که بیشترین استحکام چسبندگی را ایجاد کرده است، mµ 60 و بهترین دمای پخت برای دست یافتن به بیشترین استحکام چسبندگی لاستیک - فلز ، c°160 بوده است. مقایسه چسب های مختلف نشان داد که چسب های کموزیل 211/222 استحکام چسبندگی و استریپینگ بهتری را بین فلز و لاستیک ایجاد می نمایند. مشاهدات نشان داد که شکست درون لاستیک روی داده است و تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست مشخص کرد که علت شکست و پارگی لاستیک می تواند به دلیل وجود حفره های زیاد درون لاستیک باشد که با افزودن نیکل نفتنات و رزین فنولی رزول این حفره ها کاهش یافته و استحکام استریپینگ افزایش نشان داد.