Tài liệu Keo dán tích hợp cao su-Eva trên cơ sở polyetylenvinylaxetat dùng cho công nghiệp giầy, dép - Chu Chiến Hữu: Hóa học & Kỹ thuật môi trường
C. C. Hữu, , H. N. Minh, “Keo dán tích hợp cao su-EVA cho công nghiệp giầy, dép.” 108
KEO DÁN TÍCH HỢP CAO SU-EVA TRÊN CƠ SỞ POLYETYLEN-
VINYLAXETAT DÙNG CHO CÔNG NGHIỆP GIẦY, DÉP
Chu Chiến Hữu1, Phan Thị Thanh Xuân2, Ngô Văn Hoành1, Hồ Ngọc Minh1*
Tóm tắt: Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu chế tạo keo dán dạng
màng trên cơ sở nhựa polyvinylaxetat dùng dán phôi đế cao su và EVA. Khả năng
kết dính của màng được đánh giá thông qua độ bền kéo bóc, kết quả cho thấy khi
kết hợp cùng cao su thiên nhiên SVR 3L, keo có độ bền bóc tốt nhất đạt 5,64 N/mm.
Các kết quả ảnh SEM bề mặt mẫu sau phá hủy cho thấy chủ yếu phần EVA bị phá
hủy trong phép thử. Ngoài ra các thử nghiệm lão hóa nhiệt, thử nghiệm ngâm nước
và ảnh hưởng của chu kỳ uốn gập lên độ bền kéo bóc khi dán cao su-EVA cũng
được đánh giá.
Từ khóa: Đế cao su, EVA, Keo dán, Độ bền kéo bóc.
1. MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp giầy, dép keo dán tuy sử dụng với lượng nhỏ nhưng ...
9 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 596 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Keo dán tích hợp cao su-Eva trên cơ sở polyetylenvinylaxetat dùng cho công nghiệp giầy, dép - Chu Chiến Hữu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
C. C. Hữu, , H. N. Minh, “Keo dán tích hợp cao su-EVA cho công nghiệp giầy, dép.” 108
KEO DÁN TÍCH HỢP CAO SU-EVA TRÊN CƠ SỞ POLYETYLEN-
VINYLAXETAT DÙNG CHO CÔNG NGHIỆP GIẦY, DÉP
Chu Chiến Hữu1, Phan Thị Thanh Xuân2, Ngô Văn Hoành1, Hồ Ngọc Minh1*
Tóm tắt: Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu chế tạo keo dán dạng
màng trên cơ sở nhựa polyvinylaxetat dùng dán phôi đế cao su và EVA. Khả năng
kết dính của màng được đánh giá thông qua độ bền kéo bóc, kết quả cho thấy khi
kết hợp cùng cao su thiên nhiên SVR 3L, keo có độ bền bóc tốt nhất đạt 5,64 N/mm.
Các kết quả ảnh SEM bề mặt mẫu sau phá hủy cho thấy chủ yếu phần EVA bị phá
hủy trong phép thử. Ngoài ra các thử nghiệm lão hóa nhiệt, thử nghiệm ngâm nước
và ảnh hưởng của chu kỳ uốn gập lên độ bền kéo bóc khi dán cao su-EVA cũng
được đánh giá.
Từ khóa: Đế cao su, EVA, Keo dán, Độ bền kéo bóc.
1. MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp giầy, dép keo dán tuy sử dụng với lượng nhỏ nhưng có vai trò hết
sức quan trọng, giúp kết nối các phần trong giầy để tạo nên sản phẩm hoàn chỉnh. Độ bền
của giày cũng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi chất lượng keo [1-5]. Các loại keo dán sử dụng
trong công nghiệp da giầy gồm: Keo dán nóng chảy (hotmelt adhesive (HMA)) được cấu
tạo trên cơ sử nhựa nhiệt dẻo 100% hàm lượng rắn, việc sử dụng keo HMA cho phép tạo
thành mối dán một cách nhanh chóng ở các bề mặt đế phức tạp, giảm thời gian cho các
bước lắp ráp tiếp, keo mềm dẻo và có độ bền ẩm tốt. Keo dán hệ nước: Trong đó các chất
kết dính được phân tán trong nước, với ưu điểm độ bám dính cao, thân thiện môi trường,
không độc hại, nguy cơ cháy nổ thấp, tuy nhiên trong nhiều trường hợp phải kết hợp với
quá trình sấy để thu được mối dán có độ bền cao nhất. Các chất kết dính họ Latex: Sử
dụng phổ biến nhất là latex của cao su thiên nhiên, với hàm lượng rắn khoảng 60%, loại
keo này thích hợp với các bề mặt xốp như, giấy và vải với độ bền khá tốt. Keo dán
polyuretan: được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp giầy với các ưu điểm như tính
đàn hồi cao, nhiệt độ thủy tinh hóa thấp, có khả năng bám dính cao lên nhiều nền vật liệu,
tính kết dính nội tốt, có khả năng hóa rắn ở nhiệt độ thấp. Keo được chia thành loại một
thành phần (1K) và hai thành phần (2K). Keo dán trên cơ sở polyclopren (PCP): Còn gọi
là keo dán tiếp xúc, khả năng kết dính của họ keo dán polyclopren tương đương keo PU,
nhưng thời gian sống được kéo dài hơn từ vài phút đến hàng giờ phụ thuộc vào thành phần
đơn và kiểu nhựa sử dụng. Ngoài ra một số hệ keo khác cũng được sử dụng như: styrene-
isoprene-styrene (SIS).
Hiện nay, một số hãng giầy lớn như Adidas, Nike,... đã phát triển loại keo dán dạng
màng (KDM) có khả năng kết dính đế cao su và EVA ngay trong công đoạn ép phôi giúp
giảm đáng kể giá thành sản phẩm, do liên quan trực tiếp đến sản xuất nên những công
trình công bố về sản phẩm này còn hạn chế.
Hướng nghiên cứu về KDM ở nước ta chưa phát triển, các doanh nghiệp vẫn dùng các
loại keo dán gốc dung môi để kết dính đế. Hướng sử dụng KDM có thể giảm hai khâu là
ép chín đế cao su và mài, dán đế cao su vào đế EVA bằng keo. Thay vào đó các công đoạn
này được tích hợp chỉ trong một khâu ép nóng-lạnh đế EVA. Các chi phí về nhân công, vật
liệu được tiết kiệm, chính điều này góp phần nâng cao chất lượng, hạ giá thành cho sản
xuất giầy đế cao su-EVA. Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu về việc chế tạo
KDM dùng dán đế cao su-EVA trong công nghiệp giầy, dép.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên liệu và hóa chất
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 58, 12 - 2018 109
- Nhựa etylen vinyl axetat Elvax 150 (32% vinylaxetat); Elvax 250 (28% vinylaxetat);
Elvax 450 (18% vinylaxetat) của Hãng Dupont; Nhựa Polyetylen octen (polyolefin
Elastomer Engage 815, d=0,868 g/cm3, MFI:0,5): Hãng Dow.
- Cao su thiên nhiên SVR 3L,được cắt mạch trước khi phối trộn, Việt Nam.
- Dicuminpeoxit (DCP), AR Merck. - ZnO, AR Merck. - CaCO3, 98% Việt Nam.
- Phôi đế cao su (trên cơ sở cao su SBR 1502/SVR 3L) và đế EVA do Công ty giầy
Xuân Ngọc cung cấp.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM)
Bề mặt phá hủy của các mẫu sau thử nghiệm kéo bóc được thực hiện trên thiết bị chụp
ảnh kính hiển vi điện tử quét model HITACHI S4800 (Japan). Phân tích nguyên tố được
thực hiện theo phương pháp EDS trên máy HORIBA 7593H (England).
2.2.2. Phương pháp xác định độ bền kéo bóc
Độ bền kéo bóc được xác định theo tiêu chuẩn EN 1392 trên máy đo GOTECH AL-
7000-M (Đài Loan), tốc độ kéo 100 mm/phút. Mẫu xác định độ bền kéo bóc được chuẩn bị
như hình 1: dài x rộng = 150 x 30 mm.
2.2.3. Phương pháp xác định momen xoắn
Được thực hiện trên thiết bị trộn kín Brabender Plasti-corder N50EHT Germany, nhiệt
độ 80oC, tốc độ 100 vòng/ phút.
Chế tạo màng keo và chuẩn bị mẫu dán
Các thành phần nguyên liệu được trộn
đều trong máy trộn kín tại nhiệt độ 80 oC
trong 10 phút sau đó đem cán xuất tấm trên
máy cán ba trục với độ dầy 0,3 mm, để ổn
định màng keo trong 24 giờ sau đó đem thử
nghiệm dán tích hợp đế cao su-EVA với quy
trình như sau:
Bước 1: Định hình tấm cao su, đế EVA và
màng keo vào vừa khuôn ép
Bước 2: Ép nóng đế trong khuôn ở nhiệt độ
160oC trong 5 phút sau đó làm lạnh trong 7
phút rồi nhả khuôn lấy mẫu.
Hình 1. Mẫu xác định độ bền kéo bóc.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu lựa chọn loại EVA thích hợp cho keo dán
Để lựa chọn loại EVA thích hợp chúng tôi tiến hành khảo sát 3 mác nhựa với hàm
lượng EVA khác nhau từ 18 đến 32% vinylaxetat. Kết quả thử nghiệm độ bền kéo bóc
giữa tấm cao su và đế EVA được trình bày trong bảng 1.
Nhận thấy hàm lượng nhóm chức EVA ảnh hưởng khá lớn đến độ bền của mối dán, khi
lượng EVA thấp, phân tử chứa nhiều mạch olefin trơ nên khả năng bám dính thấp, với đặc
trưng phá hủy mối dán chỉ bị bóc theo nền cao su không có sự phá hủy xen kẽ vào nền
EVA, tương tác bám của keo vào nền cao su còn thấp. Tăng dần hàm lượng vinylaxetat độ
phân cực của mạch tăng lên dẫn đến độ bám dính cũng tăng theo, với mẫu Elvax150 có
32% nhóm vinyl axetat độ bám dính cao nhất đạt 3,15 N/mm. Tuy nhiên, nhận thấy độ
bám dính trên vẫn còn thấp nguyên nhân có thể do: (i) Khả năng thấm ướt của EVA lên
nền còn thấp. (ii) Tương tác của màng keo với nền cao su chưa đủ lớn.
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
C. C. Hữu, , H. N. Minh, “Keo dán tích hợp cao su-EVA cho công nghiệp giầy, dép.” 110
Bảng 1. Sự phụ thuộc độ bền kéo bóc vào loại EVA sử dụng.
Mác keo
Độ bền kéo bóc,
N/mm
Đặc trưng phá hủy
Elvax 450 2,01
Mối dán bị bóc theo nền cao su, không có sự
phá hủy xen kẽ
Elvax 250 2,67
Mối dán bị bóc theo nền cao su, không có sự
phá hủy xen kẽ vào nền EVA
Elvax 150 3,15
Mối dán bị bóc theo nền cao su, có sự phá
hủy xen kẽ với nền EVA
Đơn keo: Nhựa EVA 100 pkl; DCP 1,0 pkl; ZnO: 1,0 pkl; CaCO3:
4 pkl; SiO2: 1,0 pkl
Từ hai nguyên nhân phân tích trên chúng tôi đưa ra giải pháp khác phục như sau: Thứ
nhất, sử dụng thêm Engage để tăng tính chảy cho hệ keo, nâng cao khả năng thấm ướt ở
nhiệt độ cao. Thứ hai, sử dụng thêm một phần thích hợp cao su vào trong blend để tăng
tương tác bám dính với nền cao su.
3.2. Ảnh hưởng của Engage 815 đến tính chảy nhớt và khả năng bám dính của màng keo
Ảnh hưởng của hàm lượng Engage 815 đến tính chảy nhớt của màng keo ở nhiệt độ
cao, được đánh giá thông qua mô men xoắn. Các đơn keo được chuẩn bị với sự giữ nguyên
hàm lượng các chất độn và chất lưu hóa chỉ thay đổi hàm lượng nhựa. Kết quả sự thay đổi
mô men xoắn vào hàm lượng Engage được liệt kê trong bảng 2. Giản đồ mô men xoắn của
các mẫu EVA-0En; EVA-5En và EVA-10En được trình bày tại hình 2.
Bảng 2. Ảnh hưởng của hàm lượng Engage 815 đến mo men xoắn của keo dán.
Tên mẫu
Lượng
EVA, %
Lượng
Engage, %
Mô men
xoắn, Nm
Độ bền kéo bóc,
N/mm
Elvax150-0En 100 0 34 3,15 ±0,21
Elvax150-2En 98 2 29,6 3,96 ±0,20
Elvax150-5En 95 5 25,2 4,27±0,11
Elvax150-10En 90 10 23,3 3,21±0,25
Elvax150-20En 80 20 23,1 2,54±0,16
Hình 2. Giản đồ momen xoắn phụ thuộc vào hàm lượng Engage 815.
Từ giản đồ cho thấy, khi sử dụng thêm engage vào trong thành phần keo ghi nhận thấy
sự giảm đáng kể momen xoắn từ 34 Nm ở mẫu Elvax150-0En xuống 25 Nm ở mẫu có
chứa 5% engage (Elvax150-5En) sự suy giảm này cho thấy khả năng chảy nhớt của hỗn
hợp tăng khi có mặt của Engage trong thành phần keo, nguyên nhân do có sự xen kẽ giữa
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 58, 12 - 2018 111
các mạch polyolefin vào trong mạng lưới EVA làm giảm tương tác tĩnh điện giữa các
nhóm chức phân cực -COO-R, dẫn đến độ nhớt hệ giảm [7-9] và khả năng thấm ướt của
hỗn hợp sẽ tăng lên khi ở nhiệt độ cao. Tiếp tục tăng hàm lượng polyolefin lên 10%, 20%
mô men xoắn của hệ là 23 Nm chỉ thay đổi nhỏ so với giá trị tại 5%.
Từ kết quả độ bền kéo bóc nhận thấy, khi tăng hàm lượng engage khả năng kết dính
của hệ keo với hai nền dán tăng dần và đạt cực đại tại 5% polyolefin, tương ứng với độ
bền kéo bóc tăng 35,56 % tại đây đặc trưng phá hủy mối dán là phá hủy vào nền EVA
chứng tỏ tương tác bám dính xảy ra khá tốt. Tuy nhiên, khi lớn hơn 5% polyolefin độ bền
kéo bóc suy giảm nhanh chóng, đến 20% quan sát ảnh SEM thấy sự phá hủy vào nền EVA
ít, mối dán có độ bền thấp. Khi hàm lượng engage nhỏ hơn 5% độ nhớt của hệ giảm dẫn
đến khả năng thấm ướt trên nền cao su và nền EVA tốt hơn làm tăng khả năng bám dính
của keo vào nền dẫn đến độ bền mối dán được nâng cao. Khi bổ sung quá nhiều polyolefin
độ nhớt gần như không giảm nhưng ảnh hưởng tính trơ của mạch polyolefin lại tác động
lớn làm giảm khả năng kết dính của màng keo. Như vậy, tỷ lệ engage sử dụng thích hợp là
5%. Bề mặt phá hủy được chụp ảnh SEM kết hợp cùng phân tích nguyên tố bề mặt các
mẫu. Kết quả được trình bày trong hình 3 và hình 4. Từ phổ EDS cho thấy mẫu Elvax150-
20En phần bề mặt nhẵn khi phá hủy không có bám vật liệu xốp được xác định có thành
phần chủ yếu là C và một phần nhỏ oxy, tương ứng với nền cao su. Với mẫu Elvax150-
5En phổ EDS cho thấy bề mặt phá hủy thô ráp với lượng oxy trong mẫu khá lớn đến
15,96% đồng thời xuất hiện thêm pic đặc trưng cho nguyên tố canxi, chứng tỏ phần nhựa
trên mặt phá hủy là polyetylen-vinylaxetat, có thêm chất độn canxicacbonat.
Hình 3. Ảnh SEM và phổ EDS của bề mặt phá hủy mẫu Elvax150-20En.
Hình 4. Ảnh SEM và phổ EDS của bề mặt phá hủy mẫu Elvax150-5En.
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
C. C. Hữu, , H. N. Minh, “Keo dán tích hợp cao su-EVA cho công nghiệp giầy, dép.” 112
3.3. Ảnh hưởng của cao su thiên nhiên đến khả năng bám dính của màng keo
Để tiếp tục nâng cao khả năng bám dính của keo với nền cao su như đã phân tích trên
chúng tôi tiến hành bổ sung vào đơn một phần cao su thiên nhiên SVR 3L với mục đích
cải thiện tương tác với nền cao su. Hàm lượng cao su được khảo sát từ 0-12 phần khối
lượng (pkl). Kết quả đo độ bền kéo bóc được trình bày ở bảng 3.
Bảng 3. Ảnh hưởng của cao su đến độ bền kéo bóc của keo dán.
Tên mẫu Độ bền kéo bóc, N/m Đặc trưng phá hủy mối dán
EVA-5En 4,27±0,15
Mối dán bị bóc theo nền cao su, có sự
phá hủy xen kẽ với nền EVA
Elvax150-5En-3CS 4,91±0,11
Mối dán bị bóc theo phần cao su kèm
theo phá hủy nhổ đứt nền EVA
Elvax150-5En-6CS 5,64±0,21
Mối dán bị bóc theo phần cao su kèm
theo phá hủy nhổ đứt sâu vào nền EVA
Elvax150-5En-9CS 3,76±0,22
Mối dán bóc theo nền cao su có sự phá
hủy một phần vào nền EVA
Elvax150-5En-
12CS
3,15±0,16
Mối dán bóc theo nền cao su có sự phá
hủy một phần vào nền EVA
Từ kết quả thực nghiệm cho thấy, khi tăng hàm lượng cao su khả năng kết dính của hệ
keo với hai nền dán tăng dần và đạt cực đại tại 6 pkl cao su, tương ứng với độ bền kéo bóc
tăng 27,4% tại đây sự phá hủy mối dán giữa hai lớp cao su và EVA là phá hủy sâu vào nền
EVA. Tuy nhiên, khi lớn hơn 6 pkl cao su độ bền kéo bóc lại có xu hướng giảm, tại 12%
cao su thì độ bền giảm chỉ còn 3,15 N/mm giảm 26,23% kèm theo sự phá hủy vào nền
EVA ít. Nguyên nhân có thể do ở hàm lượng nhỏ hơn 6,0 pkl, cao su phân tán đồng đều
vào trong hệ, quá trình lưu hóa cao su của nền dán và màng keo diễn ra đồng thời tạo nên
độ kết dính cao. Lớn hơn tỷ lệ trên, lượng cao su nhiều có thể ảnh hưởng mạnh đến quá
trình lưu hóa. Thứ nhất, lượng DCP trong đơn không đủ để lưu hóa hoàn toàn màng keo.
Thứ hai, lúc này quá trình lưu hóa của cao su sẽ chiếm ưu thế nên điều kiện về nhiệt độ,
thời gian, các loại phụ gia trong đơn không còn thích hợp, bên cạnh đó khi bổ sung nhiều
cao su vào hệ có độ nhớt cao rất khó thành màng mỏng.
3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng DCP đến khả năng bám dính của màng keo
Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng trong quá trình lưu hóa màng keo, màng keo sử dụng
ở đây phải đảm bảo có chế độ lưu hóa về nhiệt độ và thời gian tương đồng với quá trình
lưu hóa cao su, đồng thời cũng phải phù hợp với quy trình ép định hình nóng lạnh trong
chế tạo đế EVA. Hai quá trình trên thực hiện ở nhiệt độ 160 oC trong 420 giây được cố
định, để khảo sát sự phụ thuộc của độ bền kéo bóc vào hàm lượng DCP trong đơn. Màng
keo được lựa chọn là Elvax150-5En-6CS, lượng DCP được thay đổi từ 0,3 đến 1,5 pkl.
Kết quả xác định độ bền kéo bóc chỉ ra trong bảng 4 cho thấy, độ bền kéo bóc tăng dần
cùng với sự tăng của hàm lượng DCP và đạt cực đại tại giá trị 1,0 pkl tương ứng với độ
bền kéo bóc đạt 5,64 N/mm, điều này liên quan đến khả năng khâu mạng của DCP trong
hệ, tại 1,0 pkl hệ keo đạt độ khâu mạng tối ưu. Tiếp tục tăng hàm lượng DCP độ bền kéo
bóc giảm, có thể do dư lượng của DCP gây nên các phản ứng oxy hóa làm giảm độ bền
của màng keo cũng như lớp nền tiếp xúc với nó.
Bảng 4. Sự phụ thuộc của độ bền kéo bóc vào hàm lượng DCP.
Tên mẫu
Hàm lượng
DCP, pkl
Độ bền kéo
bóc, N/mm
Đặc trưng phá hủy mối dán
KDTH- 0,4 3,44± 0,12 Mối dán bóc theo nền cao su,
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 58, 12 - 2018 113
0,4DCP phá hủy một phần vào nền EVA
KDTH-
0,8DCP
0,8 5,44± 0,16
Mối dán bóc theo nền cao su,
phá hủy sâu vào nền EVA
KDTH-
1,0DCP
1,0 5,64 ± 0,11
Mối dán bóc theo nền cao su có
sự phá hủy sâu vào nền EVA
KDTH-
1,4DCP
1,2 4,56± 0,23
Mối dán bóc theo nền cao su,
phá hủy một phần vào nền EVA
3.5. Đánh giá sự suy giảm độ bền mối dán cao su-EVA trong các điều kiện lão hóa
khác nhau
Màng keo sau khi nghiên cứu được lựa chọn theo mác KDTH-1,0DCP. Để tiếp tục
nghiên cứu khả năng bám dính của màng keo, đã tiến hành đánh giá tác động của điều kiện
lão hóa nhiệt, môi trường nước và thử uốn gập lên độ bền kéo bóc. Kết quả được trình bày
trong hình 5.
Hình 5. Ảnh hưởng của lão hóa nhiệt, môi trường nước
và tác động uốn gập lên độ bền kéo bóc.
Tác động của nhiệt độ đến độ bền mối dán của màng keo được đánh giá thông qua thử
nghiệm lão hóa nhiệt mẫu đế dán cao su-EVA ở nhiệt độ 70 oC trong thời gian 72 giờ, 120
giờ, 144 giờ (theo tiêu chuẩn TCVN 2229: 2007 thử lão hóa nhiệt của cao su), sau đó đem
xác định độ bền kéo bóc. Kết quả cho thấy, sau 144 giờ, độ bền mối dán có suy giảm nhẹ
khoảng 5,5% nguyên nhân có thể do ở điều kiện lão hóa như trên độ bền cơ học của cao su
và xốp EVA bị ảnh hưởng không còn được như ban đầu dẫn đến độ bền kéo bóc giảm nhẹ.
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
C. C. Hữu, , H. N. Minh, “Keo dán tích hợp cao su-EVA cho công nghiệp giầy, dép.” 114
Tuy nhiên, khi quan sát bề mặt phá hủy của mẫu (hình 6) nhận thấy mẫu bị phá hủy 100%
tại nền EVA và không có sự bóc tách trơn. Như vậy, điều kiện lão hóa nhiệt chỉ ảnh hưởng
nhỏ đến độ bền của mối dán, màng keo có thể hoạt động tốt trong điều kiện lão hóa ở 70oC
đến 144 giờ.
Tác động của môi trường ẩm đến độ bền của màng keo được đánh giá thông qua độ bền
kéo bóc mẫu đế ở các khoảng thời gian ngâm nước khác nhau. Kết quả tại hình 5 cho thấy
độ bền mối dán hầu như không suy giảm khi thời gian ngâm
Hình 6. Ảnh SEM bề mặt phá hủy mối dán sau khi thử lão hóa nhiệt.
Mẫu MO B. Mẫu sau 72 giờ C. Mẫu sau 144 giờ
đến 30 ngày, nguyên nhân có thể do: thứ nhất các loại nền dán từ cao su đến EVA đều là
những vật liệu có độ hút nước rất nhỏ khi ngâm nên không có hiện tượng ẩm xâm nhập
phá hủy mối dán từ bên trong. Thứ hai, màng keo cũng trên cơ sở EVA khâu mạng nên
cũng bị ảnh hưởng rất ít bởi hiện tương thủy phân. Các nguyên nhân trên dẫn đến khả
năng bền cao của mối dán trong điều kiện ngâm nước. Ảnh SEM bề mặt phá hủy của mẫu
tại phần mặt cao su tại hình 7.
Nhìn chung, bề mặt phá hủy chỉ quan sát thấy sự nhổ đứt nền EVA không có hiện
tượng bóc lộ chân cao su trong các khoảng thời gian ngâm nước khác nhau điều này càng
cho thấy rõ khả năng bền nước tốt của màng keo dán.
Để đánh giá độ bền của mối dán mô phỏng điều kiện sử dụng thực tế của đế giầy chúng
tôi tiến hành cho thử nghiệm uốn gấp mẫu đế sau 30.000 chu kỳ sau đó
Hình 7. Ảnh SEM bề mặt phá hủy mẫu dán sau khi thử nghiệm ngâm nước
Mẫu ban đầu b. Mẫu sau 21 ngày c. Mẫu sau 30 ngày
đem xác định lại độ bền kéo bóc. Kết quả độ bền kéo bóc và ảnh SEM chụp bề mặt sau khi
phá hủy cho thấy sau khi thử nghiệm uốn gập 30.000 chu kỳ độ bền kéo bóc giảm khoảng
14%. Sự suy giảm độ bền kéo bóc được giải thích do trong quá trình uốn gập độ dãn của
mẫu biến đổi liên tục bản thân màng keo và hai pha nền cao su, EVA cũng phải thay đổi
theo, quá trình biến dạng và hồi phục liên tục ít nhiều ảnh hưởng đến độ bền của lớp vật
liệu tiếp giáp với màng keo làm cho độ bền kéo bóc giảm [5-8]. Quan sát bằng mắt thường
và ảnh SEM đều cho thấy vị trí phá hủy mối dán chỉ tập trung tại phần EVA, một số nếp
nhăn sinh ra trong quá trình uốn gập cũng thể hiện khá rõ trên ảnh SEM. So sánh với tiêu
(A) (B)
(C)
(a) (b) (c
)
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 58, 12 - 2018 115
chuẩn độ bền kéo bóc yêu cầu lớn hơn 3,0 N/mm nhận thấy mẫu sau khi thử uốn gập vẫn
đáp ứng đầy đủ tiêu chí độ bền [9].
Hình 8. Ảnh SEM bề mặt phá hủy sau khi thử nghiệm uốn gập
(1). Mẫu ban đầu (2). Mẫu sau 15.000 chu kỳ (3). Mẫu sau 30.000 chu kỳ
4. KẾT LUẬN
Đã chế tạo được màng keo dán cao su và EVA trên cơ sở nhựa Elvax150/Engage
815/Cao su thiên nhiên SVR 3L và khảo sát ảnh hưởng của các hợp phần nhựa đến chất
lượng của màng keo. Khi sử dụng thêm engage và cao su thiên nhiên ở tỷ lệ 5% và 6 pkl
giúp tăng khả năng kết dính của màng keo với độ bền kéo bóc cao su-EVA đạt 5,64
N/mm. Tuy nhiên, khi lớn hơn các tỷ lệ này do ảnh hưởng của mạch polyolefin trơ và sự
lưu hóa của hệ biến đổi làm giảm tính bám dính của màng keo.
Qua các phép thử nghiệm đánh giá độ bền của mối dán thông qua độ bền kéo bóc ở các
điều kiện xử lý đế khác nhau cũng như các phép thử lão hóa nhiệt, ngâm nước và uốn gập
cho thấy màng keo hoàn toàn có thể đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đặt ra, tiềm năng
ứng dụng sản phẩm trên vào lĩnh vực giầy thể thao ở nước ta là rất lớn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Petrie EM, “The role of adhesives in the shoe industry”, www.specialschem.com
(2014).
[2]. Da Silva LFM, Ochsner A, Adams RD, “Handbook of adhesion technology”,
Springer Heidelberg, Vol. I (2011).
[3]. Karmann W, Gierenz G, “Adhesives and adhesive tapes”, Verlag GmbH, Weinheim:
Wiley-VCH (2001).
[4]. Saikumar C, “Adhesives in the leather industry, perspectives for changing needs”,J
Adhes Sci Technol, Vol 16 (2002), pp. 543-563.
[5]. Pizzi A and Mittal KL, “Handbook of adhesives technology”, Marcel. Dekker, Inc.,
(2003).
[6]. Zhang F, Huang C, Shen H, “Modification of polychloroprene rubber latex by grafting
polymerization and its application as a waterborne contact adhesive”, J Adhes, Vol
88 (2012), pp. 119-133.
[7]. Abbott SG, Brewis DM, Manley NE, “Solvent-free bonding of shoe-soling materials”,
Int J Adhes Adhes, Vol 23 (2003), pp. 225-230.
[8]. Onyeagoro GN, “Preparation and characterization of natural rubber latex grafted
with ethylacrylate (EA)-methylmethacrylate (MMA) monomers mixture”,Acad Res
Int, Vol 3 (2012), pp. 387-392.
[9]. TCVN 8840:2011 (ISO 20880:2007), “Giày dép - Yêu cầu tính năng đối với các chi
tiết của giày dép - Đế ngoài”.
(1)
Hóa học & Kỹ thuật môi trường
C. C. Hữu, , H. N. Minh, “Keo dán tích hợp cao su-EVA cho công nghiệp giầy, dép.” 116
ABSTRACT
ADHESIVE BASED ON POLYVINYLACETATE USING
IN THE FOOTWEAR INDUSTRY
This paper presents some investigation results of manufacturing film adhesive
based on polyvinylacetate. The adhesion of the film was evaluated by peel strength,
results indicated that when combined with natural rubber, the adhesive has the
maximum peel strength of 5.62 N/mm. The SEM images of the fracture surfaces
after debonding showed clear that most of the EVA component was destroyed
during the test. The thermal aging test, water immersion test and the effect of
folding cycles on the peel strength of adhesives were also discussed.
Keywords: Rubber sole; EVA; Adhesive; Peel strength.
Nhận bài ngày 17 tháng 10 năm 2018
Hoàn thiện ngày 14 tháng 11 năm 2018
Chấp nhận đăng ngày 11 tháng 12 năm 2018
Địa chỉ: 1 Viện Hóa học - Vật liệu, Viện KH-CN quân sự;
2 Hiệp hội Da - Giầy - Túi xách Việt Nam.
*Email: minhquang8188@yahoo.com.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 13_ho_minh_5112_2150535.pdf