Введение к работе
Актуальность работы. Липкие ленты представляют собой клеящие материалы в виде тонкой листовой подложки (основы) с нанесенным на нее с одной или двух сторон клеевым слоем (липким клеем), длительное время сохраняющим липкость.
Липкие ленты находят широкое применение в различных областях промышленности и быту. Их используют как упаковочные, маркировочные, прокладочные и уплотнительные материалы, в электротехнической, полиграфической, мебельной промышленности. В строительстве материалы с липким слоем используют при отделке помещений, для герметизации и гидроизоляции сооружений и конструкций. Важную роль играют липкие ленты бытового назначения, декоративные и медицинские пленки.
Несмотря на огромное количество липких лент, представленных на отечественном рынке, исследования в этой области практически не проводятся, а продаваемые ленты большей частью импортные. Все возрастающая потребность в липких лентах в оборонной и других стратегических областях промышленности вызывает необходимость в импортозамещении и разработке принципов рецептуростроения липкого слоя.
В качестве липкого слоя применяют различные составы, обладающие липкостью, основой которых являются, как правило, определенные эластомеры и смолы. Работ, посвященных исследованию липких лент, крайне мало, и они носят эмпирический характер. Вместе с тем, увеличивается число предприятий по выпуску липких лент, заинтересованных в использовании отечественных материалов
Разработка эффективных клеящих материалов, как основы липких лент и их внедрение в производство позволяют повысить качество выполняемых работ и упростить их проведение в различных областях.
Цель диссертационной работы. Целью настоящей работы является создание научно-обоснованных подходов к разработке адгезионных композиций с «постоянной» липкостью с требуемым комплексом адгезионно-когезионных и эксплуатационных характеристик.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи по изучению возможности регулирования адгезионных и когезионных характеристик за счет использования
различных полимеров и их смесей;
полимеров с различной молекулярной массой;
применяемого растворителя;
модифицирующих добавок.
Научная новизна. Разработаны научно-обоснованные подходы к созданию адгезионных композиций на основе натурального и синтетического изопрена, изопрен-стирольных термоэластопластов (ИСТЭП) и бутадиен-нитрильного каучука, заключающиеся в следующем:
-
Впервые показана эффективность использования ИСТЭП в растворных клеях с «постоянной» липкостью, обеспечивающих повышенную липкость клеевых пленок по сравнению с клеями на основе бутадиен-стирольных термоэластопластов. Это обусловлено, как показано с помощью ИК-спектроскопии, повышенным содержанием в ИСТЭП по сравнению с бутадиен-стирольными термоэластопластами цис-структуры.
-
Разработан принцип подбора растворителей для клеев из ИСТЭП, учитывающий не только термодинамические характеристики растворителей, но и охватывающий многогранность влияния растворителя как компонента клея. Впервые установлено, что большей липкостью обладают клеевые пленки из клеев, в которых используются «хорошие» растворители, особенно для полиизопреновой фазы, при этом имеющие большую летучесть по сравнению с растворителем для полистирольной фазы.
-
Впервые предложена система смол и пластификаторов в клеях с «постоянной» липкостью на основе бутадиен-нитрильного каучука, которая позволила обеспечить повышенную теплостойкость клеевых соединений, а также увеличенную на 20-30 % липкость клеевых пленок.
-
На примере синтетического и натурального полиизопрена показано, что зависимость липкости клеевых пленок от молекулярной массы носит экстремальный характер с максимумом для НК 860000, для СКИЛ 730000. Установлено, что максимальной липкостью обладают клеи из смеси каучуков одной природы с разницей в молекулярных массах 75-80% при их соотношении 75% низкомолекулярного и 25% высокомолекулярного.
Практическая значимость. На основании полученных в работе данных разработаны составы клеевых композиций для использования в технике, строительной индустрии и быту: на основе бутадиен-нитрильного каучука - для крепления рулонных кровельных материалов, на основе термоэластопластов - для приклеивания элементов обуви (силиконовых стелек для обуви на высоком каблуке). Также разработан состав клеевой композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука, которая может наноситься на подложку методом электроформования. Это позволило наносить клей в виде тонких волокон (диаметром ~30 мкм), что важно в определенных областях применения клея, например, при склеивании пористых изделий, где не допустима сплошность клеевого покрытия.
Имеются акты испытаний разработанных клеевых композиций.
По результатам проведенной работы подана заявка на патент № 201310294 «Клеевая композиция». Дата подачи (приоритет) - 24.01.2013.
Апробация работы. Полученные в работе результаты докладывались и обсуждались на XVI Международной научно-практической конференции «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии» 24-28 мая 2010г.; «Десятой ежегодной молодежной конференции ИБХФ РАН – ВУЗЫ «Биохимическая физика» 8-10 ноября 2010г; семинаре «Новые клеи и технологии склеивания», Москва 2011; XVI Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2012» 21 - 25 мая 2012г, г. Тула.
Достоверность и обоснованность результатов, выводов и рекомендаций диссертации подтверждается совокупностью данных, полученных с использованием современных методов исследования структуры и свойств полимеров, таких как ИК-спектроскопия, ЭПР, а также использованием математико-статистических методов обработки результатов. Разработанные рекомендации подтверждены в производственных условиях.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ: 4 статьи в рецензируемых журналах и 5 тезисов докладов конференций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов и списка литературы.
Работа изложена на 132 страницах, содержит 30 рисунков, 20 таблиц. Список литературы содержит 106 наименований.
Работа проводилась при поддержке Министерства образования и науки в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры России» (2009–2013 годы) Соглашение № 14.B37.21.0291 от 30.07.12