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Highly Interfacial Adhesion and Mechanism of Nylon-66/Rubber Composites by Designing Low-Toxic RF-like Dipping Systems

天然橡胶 粘附 复合材料 硫化 纤维 材料科学 润湿 模数 超细纤维 聚酯纤维 图层(电子)
作者
Shuangqi Diao,Wei Huang,Yingzhe Li,Wencai Wang,Bing Yu,Nanying Ning,Ming Tian,Liqun Zhang
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:61 (49): 17950-17962 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.2c03740
摘要

Fiber-reinforced rubber composites (FRRC) are widely used as load-carrying and anti-pressure products. Resorcinol–formaldehyde–latex (RFL) dipping is widely used to improve interfacial adhesion between fiber and rubber in industry. Unfortunately, high volatility and toxicity of RFL do great harm to humans and the environment during the open dipping process. In this work, a phloroglucinol–terephthalaldehyde–latex (PTL) dipping system based on a low-toxic and low-volatile resin was developed to achieve equivalent interfacial adhesion instead of RFL ones. The reaction mechanism, chemical structure, and wettability changes on the Nylon-66 (PA66) fiber surface were characterized. The effect of the phloroglucinol/terephthalaldehyde (P/T) ratio on the dip pick-up, morphology of the fiber surface, and interfacial structure of FRRC was investigated to expound the interfacial adhesion mechanism. At the optimum P/T ratio (1/2.2), a dipping layer with uniform and suitable dip pick-up is achieved on the fiber surface, which ensures the formation of an appropriate graded interfacial layer with enough crosslinking density and modulus, under the synergistic effect of co-vulcanization with rubber, and accordingly strengthens interfacial adhesion. The dipped fiber possesses excellent interfacial adhesion, dynamic fatigue life, and storage stability at the RFL level. This new dipping system is environmentally friendly and easy to scale up without making any change in the process and equipment.
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