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生膠料的膠粘性可表現(xiàn)為自粘性與互粘性(或粘著性)兩個(gè)方面。自粘性是指粘性物質(zhì)的自相粘合,如橡膠與橡膠的粘合。粘著性則是生膠料的膠粘性可表現(xiàn)為“自粘性”與“互粘性”(或粘著性)兩個(gè)方面。自粘性是指粘性物質(zhì)的自相粘合,如橡膠與橡膠的粘合。粘著性則是指不同物質(zhì)之間的粘合,如橡膠與磨料間的粘合。
橡膠的自粘性與粘著性的差異,主要由橡膠的結(jié)構(gòu)來決定,*般來說,天然橡膠的自粘力大于粘結(jié)力。丁苯橡膠的粘結(jié)力大于自粘力,且天然膠的粘結(jié)力小于丁苯膠的粘結(jié)力,在用天然橡膠制造橡膠磨具坯體時(shí),由于天然膠的自粘力大,不易被破碎為顆粒狀淞散料,只能用煉膠輥筒進(jìn)行壓片成型,成型厚度.其有限。高厚度的磨具坯體則需要把多個(gè)薄片狀坯片裝入模具中,用壓機(jī)合,并需連同模具去加熱硫化。當(dāng)使用丁苯膠時(shí),由于丁苯膠自粘力小,很易把含磨料的丁苯膠料破碎為顆粒狀淞散料,從而可以裝入模具中用壓機(jī)進(jìn)行模壓成型,并隨之可從模具卸出,托在鐵板上去加熱硫化。
橡膠的自粘性及粘著性除決定于橡膠的結(jié)構(gòu)外,也受外界條件的不同而變化。例如:提高溫度,天然膠的粘著力增大而自粘力下降,但丁苯膠的粘著力和自粘力都下降;加入補(bǔ)強(qiáng)劑(如炭黑)后,天然膠自粘力的增長幅度遠(yuǎn)大于粘著力的增長,而丁苯膠的粘著力仍大于自粘力。加入增粘劑后,丁苯膠的粘著力增長更多。因此在實(shí)際工作中,可以通過溫度的變化及加入不同的添加劑來調(diào)整生膠料的自粘性與粘著性,以獲得較好的工藝性能。
橡膠的自粘性與粘著性除在外觀表現(xiàn)上有所不同外,它們的產(chǎn)生機(jī)理也不盡相同。自粘力實(shí)質(zhì)上是橡膠自身分子間內(nèi)聚力的反映,是自擴(kuò)散的結(jié)果,因而影響因素較少;而粘著力的大小除與橡膠本身的內(nèi)聚力及擴(kuò)散作用有關(guān)外,還與被粘物的化學(xué)性質(zhì)、表面狀況及施工因素等多種因素有關(guān)。
用橡膠結(jié)合劑把磨粒粘接起來構(gòu)成*定形狀的固結(jié)磨具。而這種橡膠磨具在高速轉(zhuǎn)動(dòng)中與被加工材料的表面相互擠壓、相互摩擦而進(jìn)行磨削加工,因而要求橡膠磨具要有很高的強(qiáng)度及耐熱、耐磨性能。這就要求固化后的橡膠結(jié)合劑能與磨料產(chǎn)生很高的粘接強(qiáng)度,而且結(jié)合劑本身具有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度,否則,在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下產(chǎn)生破裂。此外,也應(yīng)有較高的耐熱、耐磨性能。
由于橡膠磨具使用性能的需要,到目前為止還沒有合適的能單.使用的低分子量液體橡膠或膠漿(橡膠溶液)、膠乳等流動(dòng)性物質(zhì),而只能使用高分子量(幾十萬)的固體生膠。
固體橡膠分子量大,與磨料粘結(jié)強(qiáng)度較高,且自粘性好,具有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度,但由于它自粘性好,彈性高,在橡膠磨具制造過程中,必須用大功率的煉膠輥筒,使它緊包*個(gè)輥筒。在轉(zhuǎn)動(dòng)中受另*個(gè)輥筒輾壓,因而生熱軟化,然后把大量磨料輾混進(jìn)去,形成磨料顆粒被結(jié)合劑生膠料包結(jié)的板塊成型物料。
對(duì)滾壓成型料,要求橡膠成型料具有適宜的自粘結(jié)力,使坯體自身內(nèi)的膠層能易于粘合而不起層,但又不易于嚴(yán)重粘著輥筒。
對(duì)于模壓成型淞散料又必須使橡膠結(jié)合劑對(duì)磨料的粘結(jié)力大于自粘力,以便能滾碎成為淞散料,若自粘力大于粘結(jié)力,則容易形成所謂“游離砂”,引起磨料在成型料、磨具坯體以及成品磨具內(nèi)分布不均,造成組織不均等廢品。但是,生膠料的粘著性以不宜過大,否則成型料不易滾碎,淞散性不好。而且模壓成型不易脫模,容易造成起層、裂紋等。
為提高橡膠結(jié)合劑(包括生膠料和固化后的結(jié)合劑)與磨料的粘接性能,在固體生膠(.別是丁苯膠)中加入適宜的增粘劑及填充劑,同時(shí)提高橡膠的粘著力與自粘力,就可以綜合提高橡膠結(jié)合劑的膠粘性能。丁苯橡膠的粘著力與自粘力都很低,但粘著力又大于自粘力。如僅加入增粘劑,雖會(huì)明顯提高其粘結(jié)性,但自粘力卻提高不多,必須同時(shí)加入適宜的填充劑來提高其自粘力,綜合起來,才能明顯提高丁苯膠的膠粘性能。
增粘劑的選用,以能在橡膠加熱硫化過程中增粘劑自身也能縮合或聚合成較高的結(jié)構(gòu),這樣才不致降低成品磨具的耐熱耐磨性能。理論與實(shí)踐表明:古馬隆樹脂和液體橡膠有這樣的.性(液體橡膠參與硫化交聯(lián))。液體酚醛樹脂在加熱中也有縮合反應(yīng),但因它是.性有機(jī)聚合物,與橡膠互溶性不好,增粘作用稍差。*于填充劑,以有補(bǔ)強(qiáng)性能為好。粉狀酚醛樹脂有此功能,但增粘作用不明顯。輕質(zhì)碳酸鎂是輕細(xì)粉末,能明顯增大丁苯生膠的自粘力。例如:
(1)在滾壓成型的丁苯橡膠成型料中加入適量的古馬隆樹脂和輕質(zhì)碳酸鎂填料,可使磨軸承砂輪的.限轉(zhuǎn)速從90m/s提高到110m/s,符合50~60m/s高速磨削的要求;
(2)在滾壓成型的丁苯橡膠成型料加入適量的液體聚丁二烯橡膠以制成橡膠磨螺紋砂輪,在50 m/s的轉(zhuǎn)速下用0.25 mm小螺距的螺紋磨削中,除能保證被磨工件表面得到Ra0.32μm*以上粗糙度外,砂輪本身也能良好地保持磨削部位的.角形狀。
(3)在模壓成型的丁苯膠淞散料中加入適量的粉狀酚醛樹脂,所制成大規(guī)格的橡膠無心磨砂輪(D=500~600mm,H150~200mm),能保證在通常的回轉(zhuǎn)速度下(56m/s),從未產(chǎn)生過破裂現(xiàn)象。
(4)在模壓成型的丁苯膠淞散狀成型料中,加入適量的液體酚醛樹脂與輕質(zhì)碳酸鎂,可以使結(jié)合劑生膠料明顯增大對(duì)磨料顆粒的粘附力,因而明顯地減少磨粒與結(jié)合劑生膠料相互分離的現(xiàn)象。
(5)在磨料表面上予先包涂上*層液體酚醛樹脂(可以經(jīng)過干燥或不干燥),然后才與橡膠結(jié)合劑生膠料混合及成型,所制成的橡膠磨具(無論是軟彈性磨具或硬質(zhì)磨具,天然膠的或丁苯膠的,粗粒度的或細(xì)粒度的)都能因粘接強(qiáng)度的增大而獲得良好的耐熱耐磨性能。