Một
trong những phương pháp lâu đời và vẫn còn được sử dụng để kết dính cao su với
kim loại là phủ một lớp đồng thau lên bề mặt kim loại, với hàm lượng đồng xấp xỉ
khoảng 70%; hoặc đồng thau có thể được sử dụng như là một chất nền duy nhất.
Người ta nhận thấy rằng một liên kết mạnh được hình thành giữa bề mặt đồng thau
và cao su trong quá trình lưu hóa mà không cần sử dụng chất kết dính. Liên kết
này rất bền, chịu được nhiệt độ cao, chịu được tải động, và chống lại sự phát
triển vết nứt. Những tính chất này khó đạt được khi sử dụng chất kết dính. Với
những lý do này, ngày nay các sợi thép dùng để tạo lốp xe được mạ đồng thau để
tăng độ kết dính giữa cao su và kim loại.
Tuy
nhiên, quá trình này cũng có nhiều hạn chế. Đầu tiên, quá trình này chỉ thích hợp
cho các loại cao su có độ không bão hòa cao như cao su thiên nhiên, cao su
isopren tổng hợp, cao su butadien, cao su styren – butadien. Tiếp theo, các loại
cao su trên hình thành liên kết mạnh với đồng thau chỉ khi hàm lượng lưu huỳnh
trong cao su cao. Các hệ chứa hàm lượng lưu huỳnh thấp (SEV, EV) hoặc lưu hóa bằng
peroxide rất khó kết dính trực tiếp với đồng thau. Ngoài ra, hàm lượng đồng ở bề
mặt đồng thau phải nằm trong một khoảng khá hẹp từ 65 – 75%; bề dày của lớp
màng oxyt cũng ảnh hưởng nhiều đến độ bền kết dính. Vì thế, quá trình xử lý bề
mặt đồng thau là rất quan trọng. Có thể sử dụng các muối cobalt, như cobalt
naphthenate, để cải thiện tính ổn định của liên kết cao su – đồng thau, đặc biệt
trong môi trường ăn mòn. Hạn chế cuối cùng là đồng thau rất dễ bị ăn mòn trong
môi trường nước, hơi nước, muối, v.v… Tác động ăn mòn này càng nghiêm trọng hơn
nếu quá trình phủ đồng thau không kín, còn lỗ trống. Lúc này, đồng thau và thép
hình thành pin galvani với cực âm là đồng thau, cực dương là thép làm cho quá
trình ăn mòn thép xảy ra nhanh hơn, dẫn đến sự đứt gãy các sợi thép.
Tóm
tắt từ tài liệu Handbook of Rubber
Bonding, Bryan Crowther, iSmithers Rapra Publishing, 2003, trang 163 – 164
(vtp-vlab-caosuviet)
