扫描电子显微镜/能谱仪分析钢帘线与橡胶之间的黏合机理

刘湘慧

(1.江苏兴达钢帘线股份有限公司，江苏 泰州 225721；2.江苏省结构与功能金属复合材料重点实验室，江苏 泰州 225721)

几十年来，钢丝帘线作为橡胶材料中增强材料得到了广泛的应用。钢丝帘线通常用橡胶化合物固化以制备钢丝帘线/橡胶复合材料。通过将钢丝帘线的力学性能与橡胶的黏弹特性相结合，钢丝帘线/橡胶复合材料具有很高的机械强度和优异的抗疲劳性能。因此，这种复合结构被用作世界98%乘用轮胎的增强层。为了避免钢丝帘线与橡胶材料之间的相分离，重要的是保持钢丝帘线与橡胶之间的高水平黏合。黄铜合金通常涂覆在钢丝帘线表面，以帮助在橡胶聚合物固化时形成牢固的黏合层。

正如以前的研究人员报道的，在钢帘线表面镀覆的Cu和Zn可以与橡胶化合物中的硫反应，形成化学当量的ZnS/CuS晶体和非化学当量晶体CuxS（1.8＜x＜2）。这些晶体生长在黏附表面上，并表现出与橡胶聚合物互锁的枝晶结构，在黏附表面上引入机械结合。研究人员还提出了黏附的化学结合机制。根据研究结果，硫可以与铜和橡胶聚合物发生反应，形成共价化学键（Cu—S—C），并大大提高钢丝帘线与橡胶聚合物之间的黏合性。这些先前的机理研究主要集中在1～100 nm长度范围内小的平坦区域黏附或微结构晶体。本文利用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDX），揭示了黄铜镀层的宏观结构及其对1～50 μm大尺寸黏合力的影响。

1 实验

从不同的钢丝制造商随机选择黄铜镀层的钢帘线样品。……