Adhesion promoters for tire textile reinforcements

Abstract

Tires are much more than round pieces of rubber, they are in fact complex engineering products with more than twenty components like rubber, steel wire and textile fabrics. This last group plays a crucial role in tire’s performance allowing tires to maintain air pressure and stability. However in order to be inserted in tire textile fabrics must undergo a chemical and physical treatment that provides adhesive properties between them and rubber. This chemical treatment is based on the use of specific aqueous solutions (dips) that will activate the surface of the fibres making them bond to rubber through a process called vulcanization. Continental - Indústria Têxtil do Ave, S.A. (C-ITA) is a company devoted to the production of tire textile reinforcements and was the place, in combination with the Department of Chemistry of the University of Minho, where this master thesis was developed. One of the purposes of this project was to study more environmental friendly dip solutions that could replace the current resorcinolformaldehyde- latex (RFL) dip solution, providing the same satisfying adhesion results. To fulfil this purpose two different solutions were tested (resin A dip and resin B dip) and both provided satisfying adhesion results, indicating that RFL dip can be in fact replaced. The other aim of this project was to study the chemical properties of all compounds involved in this study and try to determine the reaction mechanism of the cord-resin A dip-rubber complex. Therefore through the use of proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) and Infrared (IR) spectroscopies it was possible to confirm the chemical structure of many C-ITA reagents and solutions. Regarding the cord-resin A dip-rubber complex a reaction mechanism was proposed, however further studies must be conducted in order to validate it.

Os pneus são muito mais que objetos de borracha redondos, são de fato complexos produtos de engenharia com mais de vinte componentes entre os quais borracha, fios de aço e reforços têxteis. Estes reforços têxteis possuem um papel crucial no desempenho do pneu, permitindo a manutenção da sua pressão interior e conferindo estabilidade ao mesmo. Contudo, para serem inseridos no pneu os reforços têxteis devem ser submetidos a um tratamento químico e físico que lhes confere propriedades adesivas com a borracha. O tratamento químico baseia-se no uso de soluções aquosas específicas (dips) que ativarão a superfície das fibras, possibilitando a sua ligação à borracha através do processo de vulcanização. A Continental - Indústria Têxtil do Ave, S.A. (C-ITA) é uma empresa dedicada à produção de reforços têxteis para pneus e foi o local, em combinação com o Departamento de Química da Universidade do Minho, onde esta tese de mestrado foi desenvolvida. Um dos propósitos deste projeto foi estudar dips com propriedades amigas do ambiente capazes de substituir a atual solução de resorcinolformaldeído- látex (RFL), fornecendo os mesmos resultados satisfatórios de adesão. Para cumprir este objetivo, foram testadas duas soluções distintas (dip de resina A e dip de resina B) e ambas proporcionaram resultados de adesão satisfatórios, indicando que o dip de RFL pode de fato ser substituído. O outro objetivo deste projeto foi estudar as propriedades químicas de todos os compostos envolvidos neste estudo e tentar determinar o mecanismo de reação do complexo corda-dip de resina A-borracha. Através da utilização de espetroscopia de ressonância magnética nuclear de protão (1H RMN) e de espetroscopia de infravermelho (IV) foi possível confirmar a estrutura química de muitos dos reagentes e soluções da C-ITA. No que diz respeito ao complexo corda-dip de resina A-borracha um mecanismo de reação foi proposto, porém um estudo mais extensivo é necessário para a sua validação.