超高分子量聚乙烯(UHMWPE)与橡胶之间的粘接

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技术领域:先进材料
榜单金额:100 万
合作方式:联合攻关
发布日期:20241201
截止日期:-
需求发布单位: 镇江同立橡胶有限公司
关键词: UHMWPE  橡胶  橡胶护舷  平板硫化机  不同温度  烧结硫化  加压  ATT-UPE粉  共硫化 

需求的背景和应用场景

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)因其优异的耐磨性、抗冲击性、自润滑性以及耐腐蚀性,在众多领域如航空航天、医疗器械、体育器材及防护装备等方面展现出广泛的应用潜力。然而,在实际应用中,将UHMWPE与橡胶进行有效粘接成为了一个技术难题,尤其是在制造如橡胶护舷这类需要承受较大冲击和磨损的厚制品时。传统的粘接方法往往因两者热处理温度的不匹配(UHMWPE的烧结温度在200-210°C,而普通橡胶的硫化温度仅为143-160°C)而导致粘接强度不足,剥离力弱,严重影响了产品的使用寿命和性能。因此,为了解决这一痛点问题,提升UHMWPE与橡胶之间的粘接强度和剥离力,确保两者在复杂环境下的稳定结合,特提出此技术需求。该技术将主要应用于橡胶护舷、耐磨橡胶制品、防护装备等需要高强度粘接的领域,以满足市场对高性能复合材料的需求。

要解决的关键技术问题

本技术需求的核心在于解决UHMWPE与橡胶之间因热处理温度不匹配而导致的粘接难题。具体需解决的关键技术问题包括:

  1. 温度差异控制:研发一种能够实现对平板硫化机上下热板进行独立温度控制的系统,确保UHMWPE一侧能够加热到200°C,而橡胶一侧则保持在145°C,以实现两者在最佳温度下的粘接。
  2. 加压烧结硫化工艺:优化加压烧结硫化工艺参数,确保在温度差异控制的前提下,通过合理的压力和时间控制,实现UHMWPE与橡胶的有效结合。
  3. ATT-UPE粉的应用:探索ATT-UPE粉在共硫化过程中的最佳添加时机和用量,以进一步提高UHMWPE与橡胶的粘接性和剥离力。
  4. 粘接性能评估:建立科学的粘接性能评估体系,包括粘接强度、剥离力、耐候性等多方面的测试,确保粘接效果满足实际应用需求。

效果要求

该技术需求的实施将带来以下显著效果:

  1. 提升粘接强度和剥离力:通过优化温度控制和加压烧结硫化工艺,实现UHMWPE与橡胶之间的高强度粘接,剥离力显著提升,满足高性能复合材料的应用需求。
  2. 增强产品耐用性:提高粘接部位的耐久性和抗冲击能力,延长产品使用寿命,降低维护成本。
  3. 拓宽应用领域:解决粘接难题后,将进一步拓宽UHMWPE与橡胶复合材料的应用领域,如高端防护装备、重型机械配件等。
  4. 技术创新与竞争优势:该技术需求的解决将形成独特的技术创新点,提升企业在先进材料领域的竞争力,为合作双方带来显著的经济效益和社会效益。

UHWPE的烧结温度在200-210°C,而普通橡胶的硫化温度是143-160°C,但对于橡胶护舷这种厚制品来说还必须采用低温长时间硫化工艺才能保证硫化程度相对均匀。因此,我们对平板硫化机上下热板采用不同温度的方法进行烧结硫化,对UHMWPE一侧(一般是下热板)加热到200°℃,对橡胶一侧(一般是上热板)加热到145°℃,再一起加压进行前期烧结硫化,一定时间后ATT-UPE粉,再共硫化,进一步提高与橡胶的粘接性和剥离力。

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