Исследование получения и применения синтетических каучуков на основе местных сырьевых ресурсов на базе ГУП "Химическая технология"

Хлорирование полиизобутилена приводит к значительной деструкции цепей. Частичное хлорирование бутил каучука до содержания хлора, эквивалентного содержанию двойных связей в молекулах каучука, не сопровождается значительной деструкцией и используется для облегчения процесса вулканизации. Для максимального снижения степени деструкции хлорирование бутилкаучука рекомендуется проводить при температуре ниже-20° до введения 2 % хлора.

Сульфохлорирование рассматривается как процесс, который протекает аналогично хлорированию через стадию отщепления водородов атомами хлора и сопровождается хлорированием. Известно, что реакция сульфохлорирования ускоряется в присутствии пиридина, причем пиридин в основном образует комплексы с хлористым сульфурилом и с хлористым водородом. Возможно, что сульфорадикалы предполагаемые промежуточные соединения стабилизируются в результате образования комплексов с пиридином, ионом пиридиния или комплексом пиридина с хлористым сульфурилом.

Активирующее действие пиридина при сульфохлорировании можно сопоставить с действием пиридина в реакциях между хлористым тионилом и спиртом, хотя прямой аналогии между этими двумя реакциями провести нельзя.

Степень сульфохлорирования можно повысить по сравнению со степенью хлорирования увеличением соотношения количеств используемого сернистого ангидрида и хлора (Таблица 3.1.2) или понижением температуры.

Таблица 3.1.2. Cульфохлорирование полиэтилена реакции

Температура обогрева 0С	Скорость поступления газа, л/час	Содержание в продукте, вес. %
	SO2	Cl2	S	Cl
50	50	50	3,2	18,0
60	60	30	5,85	12,5

Использование предварительно приготовленного хлористого сульфурила не имеет особых преимуществ, по крайней мере при проведении реакции в растворе.

Сульфохлорирование протекает по цепному механизму, поэтому для инициирования этой реакции используют перекиси и облучение.

Активирующее действие пиридина можно проиллюстрировать на примере фотохимического сульфохлорирования полиэтилена в присутствии хлористого сульфурила в растворе кипящего четыреххлористого углерода. При введении в полимер 44-47 % хлора в присутствии пиридина содержание серы составляет 2,6 %, в отсутствие пиридина 0,56 %

Продукт реакции отделяют от растворителя путем инжектирования 7 %-ного раствора полимера в четыреххлористом углероде в паровое сопло, при этом получают 1 %-ную суспензию сульфохлорированного полиэтилена в воде (95°). Для предотвращения агрегации частиц при последующем фильтровании и высушивании к суспензии необходимо добавлять 0,001 % желатины.

По опубликованным данным, промышленный вулканизованный сульфохлорированный полиэтилен (хайпалон) содержит 26-29 % хлора и 1,3-1,7 % серы. Более высокое содержание серы приводит к цере- вулканизации. Наличие в молекулах полимера атомов хлора, не входящих в состав сульфохлоридных групп, по-видимому, способствует повышению устойчивости к действию некоторых растворителей и снижению степени кристалличности, а следовательно, и жесткости полимера. При повышенном содержании хлора снижается эластичность и повышается температура хрупкости, которая при оптимальном составе полимера обычно ниже-50°. Следует отметить, что как атомы хлора, так и сульфо- группы способны участвовать в процессе вулканизации при соответствующем выборе вулканизующего агента.

Определение состава сульфохлорированного полиэтилена проводится путем последовательной обработки полимера аминами в различных условиях и дегалогенирования в присутствии иодистого калия и цинка. Разнообразие способов и методов химического анализа затрудняет описание полученных результатов. Сульфохлорированный полиэтилен, синтезированный на основе полиэтилена высокого давления с использованием хлора, сернистого газа, четыреххлористого углерода и инициатора свободнорадикальной реакции, содержит 31 % хлора и 1,2 % серы. Результаты анализа показывают, что 2,7 % от общего количества связанного хлора приходятся на первичные атомы хлора, 89,8 %- на вторичные, 3,5 %- на третичные и 4 %- на атомы хлора, входящие в сульфохлоридные группы.

При обработке сульфохлорированного полимера аминами атомы хлора, находящиеся в (5-положении по отношению к сульфохлоридным группам (содержание Р-атомов хлора составляет 0,5 % от общего количества связанного хлора), отщепляются в виде хлористого водорода. Этот вывод подтверждается появлением в ИК-спектре полосы поглощения при 225. Около 3 % от общего содержания хлора можно удалить обработкой полимера иодистым калием и 17,7 % - обработкой цинковой пылью, однако эти реакции детально не исследованы. Исследование состава полимера методом аминирования дает более надежные результаты, однако оценка полученных данных осложняется образованием в цепях полимера аллиль ных структур и влиянием присоединившихся аминогрупп на реакционную способность соседних атомов хлора.

Вулканизация окислами металлов типа свинцового глета или окиси цинка осуществляется в результате взаимодействия окислов с сульфогруппами. Процесс вулканизации ускоряется в присутствии воды, что объясняется, по-видимому, гидролизом сульфохлоридных групп. Применили метод ситового анализа для определения реакционной способности cульфохлорированного полиэтилена при взаимодействии его с различными реагентами. Для анализа использовался 15 %-ный раствор в тетралине промышленного сульфохлорированного полиэтилена, содержащего 27,5 % хлора и 1,5 % серы. Большинство полифункциональных аминов вызывает быстрое образование геля в растворах полимера при комнатной температуре, однако меламин и гексаметилентетрамин действуют медленнее, так как они нерастворимы в тетралине. Если полимер предварительно реагирует с монофункциональным амином, то при последующем взаимодействии с диамином стабильные поперечные связи не образуются (этот факт свидетельствует об участии сульфохлоридных групп в реакциях аминирования). Реакция с мочевиной протекает медленно; при последующем нагревании выделяется газ. Взаимодействие с сернистым натрием приводит к образованию геля при продолжительном нагревании при 100°. Однако указанные реагенты также не растворяются в тетралине.

Таблица 3.1.3. Результаты ситового анализа сульфохлорированного полиэтилена при 100°С в течение 5 час

Реагент	Результаты
Диэтилдитиокарбамат цинка	Образование геля умеренной прочности
Дибутилдитиокарбамат цинка	Незначительное изменение вязкости
Диметилдитиокарбамат свинца	Очень прочный гель
Тетраметилтиураммоносульвид	Умеренное повышение вязкости
Тетраметилтиурамдисульфид	Наибольшее изменение вязкости
2-Меркаптоимидазолин	Образование геля умеренной прочности
2-Меркаптобензотиазол 2-Бензотиазилдисульфид 2-Меркаптотиазолин	Наибольшее изменение вязкости

При нагревании сульфохлорированного полиэтилена в твердом виде или в растворе до 150° в отсутствие стабилизаторов (или до более низкой температуры, но в присутствии катализатора) происходит выделение сернистого газа и небольшого количества хлористого водорода. Анализ ИК- спектров показывает, что все сульфохлоридные группы можно удалить из полимера нагреванием его в тетралине в течение 2 час при 175°. После удаления сульфохлоридных групп полимер не теряет способности сшиваться в присутствии некоторых реагентов, как, например, этилендиамина, 2-меркаптоимидазолина и карбонила железа. Предполагается, что эти реагенты взаимодействуют с активными атомами хлора. Еще легче вступают в реакцию с предварительно нагретым полимером монохлористая сера и серная кислота. Эти вещества, по-видимому, реагируют по двойным связям, образующимся в результате нагревания полимера.

Хлорированный полиэтилен можно вулканизовать серой и дифенил- гуанидином илф тиурамдисульфидом.

Продукты сульфохлорирования полиэтилена обнаруживают хрупкости до содержания хлора 6 % и серы 1,4 %. Вулканизация сульфохлорированного полиэтилена в присутствии свинцового глета и дисульфида приводит к получению продуктов, характеризующихся максимальным удлинением 500 % и сопротивлением разрыву 98,4 кг/см ². Сопротивление разрыву вулканизованного сульфохлорированного полиэтилена составляет 351,5 кг /см ². Сульфохлорированию подвергали полипропилен с молекулярным весом 40 00. Несмотря на частичную кристалличность, полиэтилен растворяется в четыреххлористом углероде при 55°; реакцию проводят при этой же температуре. Установлено, что присутствие сернистого ангидрида уменьшает степень деструкции полимера при данной степени хлорирования. Это достигается в том случае, когда равновесие в приведенном ниже уравнении сдвигается вправо и воздействию подвергается только углеродный радикал

Из полиэтилена более низкого молекулярного веса (13 500) получен сульфохлорированный продукт, содержащий 4,6 % хлора и 1,3 % серы. Этот продукт после вулканизации обладает почти такой же прочностью (сопротивление разрыву 87 кг/см ², максимальное удлинение 500 %), как и вулканизат высокомолекулярного сульфохлорированного этилена. Сульфохлорирование полиэтилена проводят на свету в четыреххлористом углероде при 53° с использованием в качестве реагента хлористого сульфурила и пиридина как катализатора. Другой образец того же полиэтилена подвергали сульфохлорированию до получения продукта с более высоким содержанием хлора и серы (10,2 % хлора и 2,7 % серы); соответствующий вулканизат оказался прочнее первого (разрывная прочность 119,5 кг/см², максимальное удлинение 450 %). Если содержание хлора достигает 30 %, полимер становится жестким и размягчается при температуре около 100°С.

3.2 Технологические свойства эластомерных композиционных материалов, полученных с использованием местных сырьевых ресурсов

Пластические и эластические свойства каучука проявляется одновременно в зависимости от предшествующей обработки, каучука каждой из них проявляется в большей или меньшей степени пластичность невулканизованного каучука постепенно снижается при вулканизации, а эластичность возрастает. К зависимости от степени вулканизации соотношение этих свойств каучука постепенно изменяется. Для невулканизованных каучуков более характерным свойствам является пластичность, а вулканизованные каучуки отличаются высоко эластичностью. Но при деформациях невулканизованных каучука наблюдается также настильное восстановления первоначальных размеров и нормы, то есть наблюдается некоторая эластичность, а при деформациях резины можно наблюдать некоторые неисчезающие остаточные деформации.

Для оценки способности каучуков и резиновых к пластическим деформациям необходимо знать не только пластичность, но и сопротивление невулканизованного каучука воздействию внешних сил, прочность его деформации под действием сжимающих сил, способность к эластическому восстановлению.

Наполнение эластомеров с различными наполнителями приводит к существенному изменению их пласто-эластических свойств, исследование этих свойств позволяет получить ценную информацию о композиции и стабильности их поведения в поле сдвиговых напряжений. Изменения пласто-эластических свойств, не вулканизованных резиновых смесей, наполненных МН. По мере увеличения содержания МНдо 40-50 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука значения пластичности (Р) уменьшаются до 15 %. Наибольшее снижение значений Р достигается при их содержании 50 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

Таблица 3.2.1. Физико-механические показатели эластомерных композиций на основе местных сырьевых ресурсов

Марка резиновой смеси	№ Образца	Толщина образца мм	Ширина мм	Плошадь сочинения образца мм 2	Нагрузка кг	Прочноность при разрыве кг/см 2	Относительная удлинение %	Применения
199 Твердость 71	1 2 3	1,97 2,03 2,08	6,0 6,0 6,0	11,82 12,18 12,48	8,2 8,4 8,4	69 69 67	230 240 230	Стандартные
199 №1 Твердость 70	1 2 3	1,91 2,0 2,02	6,0 6,0 6,0	11,46 12,0 12,12	5,6 5,6 6,1	48,8 46,6 50,3	230 230 250	20 % бентанит
199 №2 Твердость 59	1 2 3	2,02 1,94 2,03	6,0 6,0 6,0	12,12 11,64 12,18	5,4 5,4 5,5	44,5 46,4 45,1	400 400 370	40 % бентанит
199 №3 Твердость 57	1 2 3	2,14 2,10 2,05	6,0 6,0 6,0	12,84 12,6 12,3	4,8 5,0 5,1	37,4 39,7 41,4	470 460 530	60 % бентанит

Уменьшение пластичности обусловлено заполнением пространства между макромолекулами и взаимодействием активных центров, образованных при пластикации эластомера с частицами наполнителей. Введение местных сырьевых ресурсов оказывает значительное влияние на вязкость резиновых смесей, которое определяет их технологическое поведение. В общем случае, с увеличением содержания как МН, так инертные и высокоактивные, возрастает эффективная вязкость смесей при малых сдвиговых деформациях, при этом снижается их способность к эластическому восстановлению. Это увеличение связано с уменьшением общего объема эластомера в композиции, приводящее, соответственно, к повышению жесткости эластомерных композиций. Из представленных данных видно, что до содержания 40 мас. ч. наполнителей на 100 мас. ч. каучука значения вязкости наполненных резиновых смесей практически одинаковы. Однако, когда содержание наполнителя становится 40 мас. ч., вязкость эластомерных композиций, высокоактивных напольнителях возрастает более интенсивно. Вероятно, это обусловлено его большей удельной адсорбционной поверхностью и особенностями взаимодействия на границе раздела фаз каучук-наполнитель. (Табл. 3.2.1.)

При введении 30 мас. ч. наполнителя на 100 мас. ч. каучука ЖД изменяется незначительно, после чего имеет место возрастание жесткости при относительно небольших изменениях дозировок наполнителя. Повышение его содержания 80 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука приводит к увеличению значений ЖД более, чем в четыре раза по сравнению с не наполненными. Такое поведение наполненных эластомерных смесей обусловлено тем, что в умеренных дозировках наполнителя каучук предотвращает поверхностное взаимодействие частиц наполнителя, приводящее к падению.

Такое поведение наполненных эластомерных смесей обусловлено тем, что в умеренных дозировках наполнителя каучук предотвращает поверхностное взаимодействие частиц наполнителя, приводящее к падению пластичности. Дальнейшее введение наполнителя из-за непосредственного контакта его частиц (уменьшения границы полимер-наполнитель и повышения границы наполнитель-наполнитель) приводит к падению пластичности и возрастанию жесткости эластомерных композиций.

Таким образом, изучение пластоэластических свойств эластомеров, наполненных МН до 20 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука наполнителями, показало, что они по комплексу основных технологических свойств, сообщаемых им смесям на основе различных типов каучуков, практически не отличаются от исходных наполнителей. Однако, при высоких степенях наполнения ( 20 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука) необходимо учитывать структуру и свойства приводящих к более значительному увеличению эффективной вязкости резиновых смесей.

3.3 Физико-механические свойства эластомерных композиционных материалов, полученные с использованием местных сырьевых ресурсов

Важнейшей особенностью, определяющей в значительной степени механические свойства резин, являются физико-механические показатели. В этом аспекте в данном разделе изучено влияние содержания наполнителей упруго-прочностные свойства вулканизатов. Исследования показали, что введение наполнителей в эластомерную композицию условная прочность (f_р) и относительное удлинение (Е_отн) вулканизатов (Рис. 3.3.1). Дальнейшее увеличение содержания наполнителя приводит к уменьшению f_р и Е_отн. Эффективное влияние исследуемых наполнителей на прочностные показатели композитов, возможно, обусловлено структурными свойствами каучука и наполнителей.

Не менее важный интерес представляет выяснение степени наполнения на сопротивление раздиру (Р_а) вулканизатов. Р_а наполненных эластомерных композиций определяется рядом факторов, основным из которых является связь матрицы с наполнителем. (рис. 3.3.1)

Зависимость Р_а вулканизатов от содержания исследуемых наполнителей. Видно, что введение наполнителей значительно повышает сопротивление резин к раздиру.



Рис. 3.3.1. Относительно удлинение % резиновых образцов с различным составом наполнителя. Стандартный (---), 20 масс. ч. (-о о-), 40 масс. ч. (-о-о-), 60 масс. ч. (-----) наполнителя

В наполненных композициях с увеличением содержания наполнителя наблюдается повышение твердости и снижение эластичности по отскоку. Вероятно, это связано с тем, что с ростом степени наполнения смеси уменьшается относительное содержание каучуковой фазы, т.е. уменьшается эффективное количество упругого материала, что, в свою очередь, проводит к уменьшению эластичности и повышению твердости.



Рис. 3.3.2. Прочность при разрыве кг/см ² резиновых образцов с различным составом наполнителя

С помощью ингредиентов можно получать композиции с улучшенными технологическими и физико-механическими свойствами при одновременном снижении их стоимости. Для указанных целей наибольшее применение получили твердые высокодисперсные, наполнители неорганического и органического происхождения. Несмотря, на многочисленность проведенных исследований в области структурно-химической модификации ингредиентов, успехи в этой области далеко не исчерпаны. Остается весьма актуальным улучшение свойств эластомеров с применением модифицированных ингредиентов. На сегодняшний день сформулирована общая концепция получения ингредиентов с высокой активностью.

Таблица 3.3.1. Рецептура резиновых композиций

№	Наименование материалов	На 100 ч массы каучука	Массовая доля, %
1	Каучук СК	100,00	30,86
2	Сера	2,17	0,67
3	Тиазол 2МБС	1,81	0,56
4	Тиурам Д	0,20	0,06
5	Белила цинковые	1,00	0,31
6	Параоксинеозон	3,00	0,93
7	Парафин	5,00	1,54
8	Мел	33,0	10,19
9	Бентонит	137,12	42,32
10	Масло Н-20А	40,70	12,56
	Всего:	324,00	100,00

Лучшими технологическими свойствами обладают бентониты, монтмориллонит которых содержит преимущественно обменные катионы натрия. Для изучения физико-химические свойства Келеского бентонита была составлена рецептура модифицированной эластомерной композиции (табл. 3.3.1). синтетический каучук эластомерная композиционный

Установлено, что высокие адсорбционные свойства бентонита, а после магнитной сепарации ее структурные показатели приближаются к синтетическим минеральным наполнителям, благодаря чему появляется возможность их замены в производстве композиционных эластомерных материалов.

Важнейшей особенностью, определяющей в значительной степени механические свойства резин, являются физико-механические показатели. В этом аспекте в данном разделе изучено влияние содержания наполнителей упруго-прочностные свойства вулканизатов.

Исследования показали, что введение изучаемых наполнителей в эластомерную композицию условная прочность (f_р) и относительное удлинение (Е_отн) (Рис. 3.3.2.). Дальнейшее увеличение содержания наполнителя приводит к уменьшению f_р и Е_отн. Эффективное влияние исследуемых наполнителей на прочностные показатели композитов, возможно, обусловлено структурными изменениями после сепарации КБ.

Выше приведенные исследования в модельных смесях, составленных на основании стандартного рецепта, имеющего в своем составе только матрицу, вулканизирующий агент и наполнитель показывают полную пригодность КБМ в качестве наполнителя для композиционных эластомерных материалов. Для окончательного заключения о возможности их применения необходимы проведение исследований в производственных рецептурах нами проведены исследования в производственных рецептурах. Производственное рецептуры представляют собой многокомпонентную систему, состоящую из различных по своей природе, структуре и реакционной способности ингредиентов. В этой связи представляет интерес выяснить, сохраняются ли свойства исследуемых наполнителей и как изменяются их поведение в среде различных ингредиентов при создании резиновых смесей для получения резинотехнических изделий различного назначения.

Исследовались разработанные композиции на основе существующих промышленных рецептов, из которых в настоящее время выпускаются различные резинотехнические изделия.

Таблица 3.3.2. Физико-механические свойства резиновых изделий

Наименование показателей	Содержание наполнителей, масс. ч.
	КБ	КБМ	КБ	КБМ
	30	30	50	50
Пластичность, усл. ед.	0,29	0,29	0,24	0,21
Время вулканизация при 416К, мин	25	25	25	26
Условная прочность при растяжении, МПа	3,6	3,6	3,4	6,3
Относительное удлинение при растяжении, %	200	200	140	126
Остаточное удлинение при растяжении, %	80	80	62	58
Твердость по Шору-А	60	60	79	84

Однако, при больших ( 20 мас. ч.) степенях наполнения между исследуемыми наполнителями проявляется заметное различие. Полученные данные показывают, что введение более 60 мас. ч. КБМ на 100 мас. ч. каучука приводит к заметному снижению пластичности и возрастанию вязкости резиновых смесей, чем в случае использования КБ. В это же время физико-механические свойства вулканизатов, содержащих КБМ в два раза превышают соответствующие показатели резин, содержащих КБ, что хорошо согласуется с результатами исследований модельных резин.

Глава IV. Исследование влияния органических ускорителей на кинетику процесса вулканизации каучука

Как правило, свойства резин зависят от правильного выбора технологического режима и вулканизующей системы, при которой формируется структура и соответствующие физико-механические характеристики эластомерной композиции.

Согласно современным представлениям серная вулканизация рассматривается как микрогетерогенный процесс, который определяется не только закономерностями элементарных химических реакций между каучуком и вулканизующим агентом, но и коллоидно-химическими факторами. При введении традиционных ускорителей: альтакса и каптакса в состав эластомерной композиции, доля гетерогенной реакций возрастает, что обуславливается формированием вулканизационной сетки с узким распределением активных цепей по размерам и улучшением свойств вулканизатов. В этом аспекте определенного внимания заслуживает азотсодержащий ускоритель, отличающийся донорно-акцепторным характером, кроме этого представляло интерес выяснить влияние их на структурообразование вулканизатов.

В качестве объектов были использованы композиции на основе ново синтезированного каучука, содержащие 1,0:3,0:5,0 мас. ч. соответственно органических ускорителей.

Как показали проведенные исследования, первоначальным актом взаимодействия серы с ускорителем и активатором является образование сульфидирующего комплекса, ДАВ, которые непосредственно участвуют при формировании пространственной сетки эластомера.

Подтверждением этого являются показатели структурных параметров, увеличение степени, которая более ярко выражается в композициях, содержащих 3,0 мас. ч. органических ускорителей по сравнению с альтаксом при этом содержание связанной серы увеличивается. Заметно, что благодаря концентрированию серы и ускорителя органических ускорителей в ядре мицелл выход ДАВ на первой стадии вулканизации повышается, а побочные реакции самой серы или ускорителя с каучуком подавляются. При ведении органических ускорителей в состав композиции не только ускоряется процесс вулканизации в результате сокращения индукционного периода и более интенсивного сшивания меняется также молекулярная структура сетки и комплекс свойств композиции.

Исследования азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей в композициях близки по своему характеру действия композициям на основе исходных каучуков, которые где максимум степени сшивки по времени совпадает с максимум содержания связанной серы. Это, видимо, указывает на то, что с начало вулканизации образуются полисульфидные связи, которые при дальнейшем нагревании переходят в связи с меньшим числом атомов серы. Характерным азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей в данных композициях является уменьшение степени сульфидности поперечных связей в оптимуме вулканизации при одновременном увеличении густоты сетки.

Изменение структуры вулканизационной сетки свидетельствует о том, что усиливается гетерогенный характер реакций, уменьшается доля серы ускорителей, расходующихся в побочных реакциях. Следствием гетерогенного характера реакции является формирование вулканизационной сетки с более узкой межмолекулярной реакций активных цепей, что приводит к созданию эластомерных композиций с высоким модулем упругости.

Исследование эластомерных композиций показали, что значение структурных параметров сетки с увеличением содержания азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей находятся на уровне с показателями каптакса. Результаты исследования кинетики набухания вулканизатов позволяют определить несколько сформирована густота сетки. Установлено, что при полной замене альтакса и каптакса на азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей, заметно улучшается физико-механические свойства эластомерных композиций, при этом удается уменьшить их содержание в рецептуре.

Структурные изменения вулканизационной сетки хорошо коррелируются с динамической выносливостью и прочностью при разрыве эластомерных композиций.

Таким образом, основной лимитирующей стадией при формировании структуры вулканизатов является вулканизующий комплекс, образующийся при смещении серы и азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей. В этой системе, как указывалось выше, азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей проявляют поверхностно-активные свойства: хорошей смачиваемостью, благодаря указанного эффекта, дисперсные частицы, ДАВ, сформировавшиеся у поверхности оксида цинка, приобретают кинетическую стабильность и постепенно диспергируются в массе каучука. Поверхностный слой азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей улучшает также совместимость вулканизующего комплекса с каучуком и, тем самым, способствует адсорбции каучука на его поверхности, в отличии от традиционных ускорителей (альтакс, каптакс).

Результаты исследований азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей в качестве ускорителей вулканизации эластомеров позволяют целенаправленно регулировать структуру вулканизационной сетки при одновременном улучшении их комплекса свойств.

Выше проведенными исследованиями было показано, что наличие атомов азота и фосфора в составе азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей благоприятно сказывается на процесс структурообразования эластомеров. Также было отмечено, что существенную роль в процессе формирования вулканизационной сетки создания композиционных материалов с высокой степенью гомогенности оказывает поверхностно-активные свойства, присущие азот-, фосфорсодержащих органических ускорителей.

Таблица 4.3. Технологические и физико-механические свойства резиновых смесей № 10-350

Наименование показателей	Содержание наполнителей, масс. ч.
	ЕК	ГЛЕЖ	ЕК	ГЛЕЖ
	20	20	30	30
Пластичность, усл. ед.	0,41	0,39	0,39	0,36
Клейкость	0,74	0,84	0,75	0,96
Условная прочность при растяжении, Мпа	5,8	6,4	5,8	8,9
Относительное удлинение при растяжении, %	250	240	240	200
Остаточное удлинение при растяжении, %	25	18	20	14
Сопротивление раздиру, кН/м	18,8	222	18,6	23,1
Твердость по Шору-А электрическая	64	66	68	71
Прочность по пробою, ом/м	1,9106	1,1107	1,6106	1,2107

Таблица 4.5. Технологические и физико-механические свойства резиновых смесей № 83 13А

Наименование показателей	Содержание наполнителей, масс. ч.
	П 803	МУ	П 803	МУ
	20	20	80	80
Пластичность, усл. ед.	0,38	0,38	0,34	0,32
Условная прочность при растяжении, МПа	9,0	13,8	8,9	14,2
Относительное удлинение при растяжении, %	500	660	440	480
Остаточное удлинение при растяжении, %	25	14	16	8
Сопротивление раздиру, кН/м	10,8	12,2	11,2	16,4
Твердость по Шору-А	42	48	64	62
Коэффициент теплового старение при 373К, 72 час	0,6	0,8	0,71	0,94
Коэффициент радиационно-стойкости, усл. ед.	0,31	0,64	0,42	0,95
Электрическая прочность по пробою, ом/м	2,8106	4,6106	3,2106	8,7106

Заключение

1. Изучено влияние органических ускорителей на кинетику и механизм вулканизации каучука. При этом установлены особенности процесса вулканизации: стойкость и преждевременная вулканизация резиновых смесей.

2. Изучены технологические и реологические свойства эластомерных композиций, содержащих различные ингредиенты.

3. Рассмотрены упруго-прочностные свойства наполненных вулканизатов и показано, что органических ускорителей проявляют эффективное действие во всех случаях.

4. Разработаны рецептуры композиционных эластомерных материалов и технологии их получения с использованием различных ингредиентов.

На основе полученных результатов можно сделать следующие основные выводы заключения:

- Изучена модификация бентонита методом магнитной сепарации и разработана технологии его получения.

- Изучены технологические свойства наполненных эластомерных композиций очищенным бентонитом при этом показано, что минеральные наполнители по значению кажущейся энергии активации вязкого течения, повышению эффективной вязкости и снижению способности системы к накоплению энергии;

- Рассмотрены упруго-прочностные свойства наполненных вулканизатов и показано, что модифицированные алюмосиликатные наполнители проявляют эффективное действие в некристаллизующемся каучуке, а модифицированный углерод по сумме эффектов воздействия находится на уровне полуусиливающих типов техуглеродов.

Разработаны рецептуры композиционных эластомерных материалов и технологии их получения с использованием предложенных нами модифицированного наполнителя КБ.

Список использованных источников

Литература:

1. Справочник резинщика. М., 1999.

2. Догадкин Б.А. Химия эластомеров. М., 1997.

3. Лепетов В.А., Юрцев Л.Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. Л., 2000.

4. Говорова О.А. Свойства резин на основе этилен пропиленовых каучуков. - М.: Высшая школа, 1996.

5. Кузнецов Д.А. Общая химическая технология. - М.: Высшая школа, 1989.

6. Кузнецов С.В. Процесс производства Этиленпропиленовых каучуков. - М.: Энциклопедия полимеров, т. 3, 2001.

7. Попов И.С. процесс производства термоморозомаслобензостойких фторсилоктановых каучуков широкого назначения и материалов на их основе. - М.: Высшая школа, 1995.

8. Гармонов И.В. Синтетический каучук, 1996, 753 с.

9. Лосев И.П. Химия синтетических полимеров, 2001, 577 с.

10. Кирпичников П.А. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков, 1991, 264 с.

11. Стрепихеев А.А. Основы химии высокомолекулярных соединений, 1998, 440 с.

12. Кноп А.N. Фенольные смолы и материалы на их основе, 2002, 280 с.

13. Горбунов Б.Н. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов, 2003, 368 с.

14. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1998, 433 с.

15. Wright P.N. Solid polyurethane elastomers, 2003, 304 с.

16. Аверко-Антонович И.Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров, 2002, 605 с.

17. Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров, 1993, 400 с.

18. Башкатов Т.В. Технология синтетических каучуков, 2000, 359 с.

19. Калинина Л.С. Анализ конденсационных полимеров, 1997, 296 с.

20. Мухутдинов А.А. Экологические аспекты модификации ингредиентов и технологии производства шин, 1999, 400 с.

21. Фихтенгольц В.С. Атлас ультрафиолетовых спектров поглощения веществ, применяющихся в производстве синтетических каучуков, 2003, 189 с.

22. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения, 1999, 656 с.

23. Лебедев А.В. Эмульсионная полимеризация и её применение в промышленности, 1999, 240 с.

24. Ребиндер П.А. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур, и материалов, 2002, 224 с.

25. Вендорф Д.Н. Жидкокристаллический порядок в полимерах, 1991, 352 с.

26. Наметкин Н.С. Синтез и свойства мономеров, 1994, 300 с.

27. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1994, 516 с.

28. Апухтина Н.П. Синтез и свойства уретановых эластомеров, 1996, 184 с.

29. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6, 1991, 854 с.

30. Коршак В.В. Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 8, 1996, 710 с.

31. Коршак В.В. Химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений Том 9, 1997, 946 с.

32. Соболев В.М., Бородина И.В., Промышленные синтетические каучуки, М., 2001.

33. Догадкин Б.А., Донцов А.А., Шершнсв В.А., Химия эластомеров, 2 изд., М., 1999.

34. Синтетический каучук, под ред. И.В. Гармонова, 2 изд. Л., 1983. Б.Д. Бабицкий. Ф.Е. Куперман.

35. Говорова О.А. Свойства резин на основе этилен пропиленовых каучуков. - М.: Высшая школа, 1996.

36. Кузнецов Д.А. Общая химическая технология. - М.: Высшая школа, 2000.

37. Кузнецов С.В. Процесс производства этиленпропиленовых каучуков. - М.: Энциклопедия полимеров, т. 3, 2002.

38. Попов И.С. процесс производства термоморозомаслобензостойких фторсилоктановых каучуков широкого назначения и материалов на их основе. - М.: Высшая школа, 2004.

39. Тадмор З.N. Теоретические основы переработки полимеров, 1984, 632 с.

40. Догадкин Б.А., Донцов А.А., Шершнев В.А. Химия эластомеров. - М.: Химия, 1991. - 210 с.

41. Ибадуллаев А., Тешабаева Э.У., Негматов Н.С. ЭПР- и ИК- спектроскопические исследования структуры полимерных композиций, наполненных модифицированным углеродом, вблизи перколяционного порога протекания. // Ж. Композиционные материалы. - 2001. - № 2. - С. 64-66.

42. Рекомендации по оценке гигиенических свойств обувных материалов наряду с методами оценки электрофизических свойств, 2004, http//mars.udsu/ru/cgi-din/cls/jourlal.content.

43. Юлдашев Д.Я., Юсупбеков А.Х., Ибадуллаев А. Негматов С.С. Новый ускоритель вулканизации для бутадиенстирольный каучуков // Ж. Каучук и резина. - М. - 1997. - № 3. - С. 46-48.

44. Справочник резинщика, Материалы резинового производства, под редакцией Захарчеко П.И., Ящунская Ф.И., Евстратов В.Ф., Орлавский П.Н., Издательство "Химия", Москва, 1971, с. 481.

45. Кузьминский А.С., Кавун С. М., Кирпичев В.П. Физико-химические основы получения, переработки и применения эластомеров. - М-"Химия". - 1976. - 368 с.

46. Гоффман. Вулканизация и вулканизующие агенты. - Л.: Химия, 1988. - 465 с.

47. Кузьминский А.С., Кавун С.М., Кирпичевский В.П. Физико-химические основы получения, переработки и применения эластомеров. - М.: Химия, 1996. - 388 с.

48. Негматов С.С. Проблемы создания эффективных ингредиентов на базе минерального и вторичного сырья Республики Узбекистан и композиционных материалов многофункционального назначения. // Ж. Композиционные материалы. - 2000. - № 3. - С. 4-8.

49. Ахунджанов Д.Б., Уральский М.Л., Юсупбеков А.Х., Горелик Р.А. Применение фосфогипса в качестве наполнителя резиновых смесей. // Ж. Каучук и резина. - 1982. - № 12. - С. 20-22.

50. Юсупбеков А.Х., Ахунджанов Д.Б., Абдурашидов Т.Р. Влияние вторично обогащенного каолина Ангренского месторождения на кинетику вулканизации резиновых смесей и свойств вулканизатов. // Ж. Каучук и резина. - 1980. - № 12. - С. 53-54.

51. Ибадуллаев А.С., Юсупбеков А.Х., Абдурашидов Т.Р., Уральский М.Л. Влияние углеродсодержащего вторичного сырья на свойства эластомерных композиций. // Ж. Каучук и резина. - 1987. - № 8. - С. 26-17.

52. Ибадуллаев А., Юсупбеков А.Х., Козлов А.А. Композиции на основе ПВХ, наполненные вторичным волокнистым сырьем. // Ж. Пластические массы, 1989. - № 9. - С. 20-22.

53. Юлдашев Д.Я., Юсупбеков А.Х., Ибадуллаев А. Негматов С.С. Новый ускоритель вулканизации для бутадиенстирольный каучуков // Ж. Каучук и резина. - М. - 1997. - № 3. - С. 46-48.

54. Ибадуллаев А., Юсупбеков А.Х., Махмудов А.А. Использование отходов производства фурановых смол в качестве пластификаторов в производстве ПВХ композиции. // Ж. ДАН Руз. - 1994. - № 6. - С. 36-38.

55. Ибадуллаев А., Юсупбеков А.Х. Исследование технологических свойств резиновых смесей, наполненных углеродсодержащим вторичным сырьем. //Ж. Промышленность СК, шин и резинотехнических изделий. - 1988. - №12. - С. 25-27.

56. Ибадуллаев А., Юсупбеков А.Х., Махмудов А.А. Исследование термостабилизирующих свойств кубового остатка фурилового спирта в эластомерных композициях. // Ж. ДАН УзССР. - 1989. - №11. - С. 39-40.

57. Каримов И.А. Гарантия нашей благополучной жизни- построение демократического правового государства либеральной экономики и основ гражданского общества

Нормативные ссылки:

ГОСТ 25699.1-03 - метод отбора проб;

ГОСТ 25699.2-03 - определения удельной условной поверхности;

ГОСТ 25699.3-03 - определения йодного числа;

ГОСТ 25699.4-03 - определения удельной адсорбционной поверхности;

ГОСТ 25699.5-03 - определения адсорбции масла;

ГОСТ 25699.6-03 - определения рН водной суспензии;

ГОСТ 25699.7-03 - определения массовой доли потерь при 378 К;

ГОСТ 25699.8-03 - определения зольности;

ГОСТ 25699.9-03 - определения массовую долю общей серы;

ГОСТ 25699.10-03 - определения массовой доли остатка после просева через сито с сеткой 05К;

ГОСТ 10201-05 - определения жесткости и эластическое восстановление по Дефо;

ГОСТ 415-05 - определения пластичности;

ГОСТ 10722-06 - определения вязкости по Муни;

ГОСТ 262-03 - определения твердости по Шору;

ГОСТ 270-05 - определения упруго-прочностные свойства при растяжении;

СЭВ 1217-03 - определения остаточной деформации при сжатии в условиях постоянной деформации;

ГОСТ 2048-05 - определения теплообразование, остаточную деформацию и усталостную выносливость при многократном сжатии;

ГОСТ 6950-03 - определения эластичности по отскоку;

ГОСТ 408-03 - определения морозостойкости при растяжении;

ГОСТ 412-06 - определения кольцевого модуля.

Размещено на Allbest.ru

...