Рефераты, курсовые, доклады; Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин

Рус Укр Eng

Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин

|Сопротивление|43 |44 |49 |52 |43 |46 |47 |49 |57 |

|Дисперсия по |0,062|0,11 |0,081|0,11 |0,019|0,047|0,04 |0,06 |0,128|

|Доверительный|0,35 |0,46 |0,4 |0,46 |0,19 |0,3 |0,28 |0,34 |0,5 |

Таблица 23 - Структурные параметры вулканизационной сетки

ненаполненных резин на основе каучука СКИ-3 содержащих

различные эфиры ЖКТМ

Режим вулканизации: температура 143(С, время 40(

|Показатели |Тип олеохимиката |Контроль |

| | | | |ЖКТМ |ых | |та | | |

| | | | | |т | | | | |

|“Эластическая|0,15 |0,155|0,177|0,162|0,174|0,173|0,164|0,194|0,162|

|“Упругая” |0,094|0,116|0,067|0,083|0,104|0,100|0,120|0,120|0,104|

|Число |7,420|7,670|8,760|8,010|8,610|8,560|8,110|9,590|8,010|

|nc*10-25, м-3| | | | | | | | | |

Таблица 24 - Технологические характеристики ненаполненных резиновых

смесей на основе каучука СКИ-3 содержащих различные эфиры

ЖКТМ

|Показатели |Тип олеохимиката |Контроль |

| | | | |ЖКТМ |ых | |та | | |

| | | | | |т | | | | |

|Липкость, МПа|0,15 |0,13 |0,13 |0,13 |0,14 |0,09 |0,14 |0,12 |0,12 |

|МПа | | | | | | | | | |

|1 день |0,24 |0,26 |0,25 |0,25 |0,25 |0,25 |0,24 |0,24 |0,25 |

|2 день |0,22 |0,24 |0,24 |0,24 |0,23 |0,23 |0,24 |0,23 |0,25 |

|3 день |0,24 |0,24 |0,25 |0,25 |0,24 |0,22 |0,24 |0,22 |0,26 |

Также при испытаниях различных олеохимикатов в резиновых смесях на

основе каучука СКИ-3, рецептура которых представлена в таблице 2, оценивали

клейкость и липкость по Тель-Так (таблица 24). Было отмечено, что липкость

резин с олеохимикатами, и, прежде всего, с пентолом понижена; наблюдается

тенденция к повышению клейкости резиновых смесей с эфирами.

Можно предположить, что эффективность действия олеохимикатов как

целевых добавок зависит от их химического строения, которое во многом

определяет способность олеохимикатов к совмещению с полимером.

Исследуя влияние химического строения олеохимикатов на их

совместимость с каучуками, проводили набухание каучука СКИ-3 и

ненаполненных вулканизатов на его основе в сложных эфирах различного

химического строения до равновесного состояния при температурах 20( и 70(С.

Набуханию в эфирах подвергали образцы вулканизатов в виде квадрата

толщиной 1 мм и размером сторон 10(10 мм. Данные по набуханию образцов с

размером сторон 20(20мм и 30(30 мм показали, что для образцов со сторонами

10(10 мм их размер уже не оказывает практического влияния на кинетику

набухания (см. рис. 9).

Кривые кинетики набухания вулканизатов СКИ-3 в сложных эфирах,

различающихся химическим составом, приведены на рис. 9 - 12. Анализируя

представленные данные (рис. 9 - 12 и табл. 25, 26) можно отметить, что

химический состав олеохимикатов оказывает заметное влияние на степень

набухания резин на основе каучука СКИ-3. По величине равновесной степени

набухания вулканизатов, обеспечиваемой олеохимикатом, эти продукты можно

разделить три группы:

1.- сложные эфиры, образуемые жирной кислотой и нормальными

алифатическими спиртами;

2.- сложные эфиры, образуемые в результате димеризации продуктов

первой группы, отличающиеся более разветвленной структурой и большей

молекулярной массой;

3.- сложные эфиры трехатомного спирта – глицерина, имеющие сильно

разветвленную пространственную структуру и высокую молекулярную массу.

Олеохимикаты первой группы обеспечивают максимальную степень

набухания вулканизатов на основе каучука СКИ-3. Влияние величины спиртового

радикала на степень набухания резин при температуре 20(С проявляется,

прежде всего, на начальных стадиях набухания (рис. 10). В этот период

скорость набухания резин отличается в ряду: метиловый эфир>пропиловый

эфир>бутиловый эфир>изо-пропиловый эфир>гептиловый эфир, т.е. скорость

набухания резин снижается с увеличением молекулярной массы спиртового

радикала. Такая зависимость степени набухания резин от молекулярной массы

спиртового радикала нивелируется при больших временах набухания, если

набухание проводят при температуре 20(С, но сохраняется, хотя в менее

выраженной форме, в случае набухания при температуре 70(С (рис. 11, 12).

Меньшая, хотя и достаточно высокая равновесная степень набухания

резин достигается в случае их набухания в димеризованных продуктах жирных

кислот. Здесь интересно отметить, что даже продукты второй группы

обеспечивают практически равнозначную степень набухания с олеиновой

кислотой. Оценить степень набухания в стеариновой кислоте не удалось

вследствие застывания стеариновой кислоты сразу после выемки образцов из

термостата.

Продукт, образованный при взаимодействии трехатомных спиртов с

жирными кислотами (пентол), обеспечивает низкую степень набухания резин на

основе каучука СКИ-3 при всех исследованных температурах.

Используя данные по набуханию ненаполненных вулканизатов каучука СКИ-

3 в исследуемых олеохимикатах, провели количественную оценку совместимости

этих олеохимикатов с каучуком СКИ-3. Для этого из данных по набуханию резин

в толуоле и олеохимикатах были рассчитаны: значения константы Хаггинса (

(константа характеризует межмолекулярное взаимодействие в системах полимер-

растворитель), параметра растворимости ( олеохимикатов, а также параметра

совместимости ( с каучуком /40,41/. Результаты расчета представлены в

таблице 27, из данных которой следует, что олеохимикаты первых двух групп,

и особенно олеохимикаты первой группы, достаточно хорошо совместимы с

каучуком СКИ-3, и, следовательно, в полимере размещаются между

макромолекулами, а не между пачками макромолекул. Пентаэритритовый эфир

совмещается с каучуком лишь частично и, по-видимому, предпочтительно

распределяется в областях между пачками макромолекул.

Рассматривая результаты эксперимента по набуханию ненаполненных

вулканизатов СКИ-3 в олеохимикатах, представляет интерес особо остановиться

на следующих фактах. При продолжении набухания образцов резин в

олеохимикатах после достижения равновесной степени набухания, т.е. в

условиях длительного набухания, наблюдается дальнейший рост степени

набухания, что можно связать с окислением полимера в процессе набухания.

При окислении полимера меняется его параметр растворимости, полимер

становится более совместимым с олеохимикатом, в результате чего степень его

набухания растет. Здесь следует отметить, что независимо от длительности

набухания полимер, будучи погруженным в олеохимикат, внешне сохраняет свою

первоначальную форму. Однако если образец резины после достижения

достаточно высокой степени набухания ((150%) вынуть из олеохимиката, то

через некоторое время, зависящее от достигнутой степени набухания, образец

начинает терять свою форму и постепенно превращается в пасту, которая легко

течет. Наиболее вероятной причиной наблюдаемого явления следует считать

деструкцию полимера в результате сопряженного окисления каучука и

олеохимиката /42/.

Доказывая участие олеохимиката в окислении каучука, в каучук СКИ-3

вводили на вальцах метиловый эфир ЖКТМ и, окисляли эту смесь на установке,

которая работает по принципу контроля количества поглощенного при окислении

кислорода, снимая кинетическую кривую в изотермических условиях. Для

сравнения и контроля окислению подвергали каучук, вальцованный в течение

времени, равного времени введения олеохимиката в каучук, и необработанный

(исходный) каучук СКИ-3 (таблица 28). Из полученных данных видно, что при

окислении трех сравниваемых образцов индукционный период окисления каучука

с олеохимикатом минимален, а скорость окисления и предельное количество

поглощенного кислорода максимальны.

В пользу вывода о сопряженном окислении каучука и олеохимиката можно

отнести факт отсутствия деструктивного разложения вулканизата после его

набухания в нефтяном масле (дистиллятном экстракте) до той же степени

набухания (~150-200%). Несмотря на практическую равнозначность

характеристик совместимости систем “каучук СКИ-3-дистиллятный экстракт” и

“каучук СКИ-3-олеохимикат” (константа взаимодействия ( равна 0,546,

параметр растворимости экстракта ( равен 17,99 (МДж/м3)0,5, параметр

совместимости ( равен 0,325).

Деструктивное разложение вулканизата после набухания в олеохимикатах

не связан с вымыванием ингредиентов из резины в процессе ее набухания в

избытке олеохимиката, т.к. деструкция вулканизата имеет место и в том

случае, если вулканизат подвергать набуханию в олеохимикате, количество

которого строго дозированно - соотношения вулканизата и олеохимиката

100:150. В этом случае весь олеохимикат в процессе набухания проникает в

вулканизат – вымывания ингредиентов, не происходит.

Одно наблюдение (по крайней мере, частично) может говорить в пользу

сопряженного окисления полимера и олеохимиката. Если набухший в

олеохимикате до 150% образец резины затем поместить в толуол, происходит

экстракция олеохимиката толуолом из образца; проэкстрагированный образец не

деструктирует в процессе хранения.

И еще один факт, наблюдаемый при набухании резин в олеохимикатах,

заслуживает внимания. Только в процессе набухания ненаполненных резин в

диэфирах дикарбоновых кислот образцы постепенно становятся прозрачными, что

можно связать с химическим взаимодействием димеризованных эфиров в процессе

набухания с ингредиентами резиновых смесей, и, в первую очередь, с оксидом

цинка с образованием новых соединений.

Таблица 25 - Влияние химической природы сложных эфиров ЖКТМ на

степень набухания ненаполненных резин на основе каучука СКИ-

3 при температуре 20(С

|Показатели|Продо|Тип олеохимиката |

| |лжите| |

| |льнос| |

| |ть | |

| |набух| |

| |ания,| |

| |час | |

| | | | | | | |т | | |

|Степень |0,17 |22 |26 |18 |14 |13 |14 |2 |149 |

|% | | | | | | | | | |

| |0,33 |32 |28 |31 |20 |18 |17 |2 |160 |

| |0,66 |34 |34 |34 |23 |25 |24 |3 |181 |

| |1,0 |63 |51 |35 |26 |33 |25 |4 |299 |

| |1,5 |72 |66 |57 |48 |44 |26 |5 |302 |

| |3,0 |118 |89 |75 |56 |60 |31 |6 |304 |

| |6,0 |146 |117 |124 |78 |94 |77 |7 |309 |

| |18,0 |159 |181 |162 |173 |139 |102 |14 |309 |

| |24,0 |162 |182 |168 |173 |151 |129 |14 |309 |

| |50,0 |169 |183 |171 |173 |166 |135 |16 |315 |

| |72,0 |170 |183 |176 |174 |171 |139 |16 |324 |

Таблица 26 - Влияние химической природы сложных эфиров ЖКТМ

на степень набухания ненаполненных резин на основе каучука

СКИ-3 при температуре 70(С

|Показатели|Продо|Тип олеохимиката |

| |лжите| |

| |льнос| |

| |ть | |

| |набух| |

| |ания,| |

| |час | |

| | | | | | | |т | | | |

|Степень |0,17 |51 |25 |33 |25 |40 |18 |2 |27 |12 |

|% | | | | | | | | | | |

| |0,5 |75 |62 |69 |43 |60 |29 |4 |47 |24 |

| |1,0 |118 |75 |81 |81 |86 |59 |6 |53 |38 |

| |3,0 |157 |154 |185 |165 |129 |122 |21 |143 |76 |

| |6,0 |179 |185 |195 |166 |138 |140 |23 |148 |115 |

| |12,0 |204 |207 |202 |168 |150 |147 |25 |237 |134 |

| |24,0 |240 |249 |241 |174 |152 |148 |30 |335 |155 |

| |36,0 |268 |264 |279 |211 |163 |150 |41 |337 |156 |

| |72,0 |332 |407 |286 |233 |169 |152 |43 |340 |210 |

|Степень |160,0|589 | |764 |423 |171 |238 |46 | |374 |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15

Меню

Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин