Kết dính giữa sợi và cao su được chia thành hai phần: liên kết giữa lớp chất kết dính và cao su, liên kết giữa lớp chất kết dính và sợi.
Cơ chế liên kết chất kết dính – cao su đã được tìm hiểu rõ ràng. Liên kết này chủ yếu từ quá trình kết mạng trực tiếp của thành phần cao su trong lớp màng kết dính vào mạng lưới cao su. Điều này phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của các chất kết mạng từ cao su vào lớp màng kết dính, do đó công thức cao su phải sử dụng chất kết mạng thích hợp và thời gian lưu hóa dài để có đủ thời gian cho chất kết mạng di trú. Ngoài ra, người ta cũng cho rằng phản ứng giữa thành phần nhựa trong lớp màng với cao su cũng đóng góp một phần liên kết. Nhưng nhìn chung, sự đóng góp này nhỏ do thành phần nhựa trong lớp màng kết dính thấp và tốc độ phản ứng chậm.
Ngược lại, cơ chế liên kết giữa lớp chất kết dính và sợi vẫn chưa được giải thích rõ ràng, mặc dù mọi người đều chấp nhận rằng đóng góp chủ yếu là từ thành phần nhựa RF (resorcinol/ formaldehyde). Rõ ràng, có liên kết cơ học thuần túy do sự xuyên thấm của hệ chất kết dính vào cấu trúc sợi. Liên kết này chỉ chiếm khoảng 15 – 20% độ bền liên kết, người ta phân tích các sợi đã ngâm chất kết dính và thấy được mức độ xuyên thấm chỉ vào sâu vào từ hai tới ba sợi tơ. Ngoài ra, còn một liên kết cơ học khác đó là sự phân tán của nhựa RF vào trong các tơ ở cấp độ phân tử. Tuy nhiên, một vài tác giả không đồng ý với điều này và cho rằng nhựa RF chỉ đi vào các lỗ xốp rất nhỏ trên bề mặt của các tơ. Đối với sợi nhân tạo (sợi cellulose tái sinh) liên kết này chiếm 30%, còn đối với sợi nylon (sợi tổng hợp) liên kết này chỉ chiếm 5%. Độ bền kết dính còn lại là do các liên kết hóa học: liên kết cộng hóa trị và liên kết hydro.Trong đó, liên kết chính là liên kết cộng hóa trị, đối với nylon nó chiếm 60% độ bền liên kết tổng, với sợi nhân tạo là 20%. Cơ chế phản ứng sau được chấp nhận cho phản ứng giữa các sợi và nhựa RF.
Ta thấy, các liên kết cộng hóa trị được hình thành chủ yếu từ phản ứng trùng ngưng của các nhóm methylol của nhựa với các nhóm hydroxyl (tơ nhân tạo) hoặc amide (nylon) của chuỗi polymer. Mặc dù tơ nhân tạo có nhiều nhóm hydroxyl, dễ phản ứng hơn nhưng do sự cản trở không gian làm rối loạn sự cân bằng, khoảng cách lặp lại của các nhóm methylol trong nhựa gần hơn trong trường hợp nylon (nhiều liên kết hơn trên một đơn vị chiều dài) so với trường hợp tơ nhân tạo. Bảng sau đây sẽ tóm tắt các liên kết đóng góp cho sự kết dính giữa chất kết dính – sợi cho trường hợp tơ nhân tạo và nylon.
Đối với sợi polyester, hệ chất tiền xử lý kết dính có chứa isocyanate, tuy nhiên nó không phản ứng trực tiếp với các nhóm ester. Những nghiên cứu cho thấy rằng, các isocyanate phản ứng tạo thành polyurethane, mật độ năng lượng liên kết của nó bằng mật độ năng lượng liên kết của polyester và tại nhiệt độ xử lý cao tạo nên sự phân tán ở cấp độ phân tử. Bề mặt mới này tương thích tốt với hệ RFL ở lần ngâm thứ hai.
Tham khảo từ tài liệu The Application of Textiles in Rubber, David B. Wootton, iSmithers Rapra Publishing, 2001, trang 103 - 107
(vtp-vlab-caosuviet)
