Разработка и исследование свойств резин на основе полярных каучуков, модифицированных полигидрофосфорильными соединениями, для изделий нефтебуровой техники

• Автор: Куцов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 136 с. : ил

1.1. Влияние агрессивных сред, сероводородосодержащих скважин, на резиновые уплотнения нефтебурового оборудования.
1.2. Влияние типа вулканизующей группы на стойкость резин к воздействию агрессивных сред

1.3. Вулканизация каучуков с использованием фосфорорганических ингредиентов

1.3.1. Фосфорорганические ускорители вулканизации

1.3.2. Фосфорсодержащие противостарители эластомеров.

1.3.3. Химическая модификация эластомеров с использованием ФОС

1.4. Полигидрофосфорильные соединения ПГФС

1.5. Выводы и постановка задач

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОЛЯРНЫХ КАУЧУКОВ ДИ И ПОЛИГИДРОФОСФОРИЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ

2.1. Объекты исследований

2.1.1. Вулканизующие вещества.

2.1.2. Другие ишредиенты эластомерных композиций.
2.2. Методы исследований
2.2.1. Химическая модификация каучуков диметилфосфитом
2.2.2. Данные спектроскопии и микроскопии.
2.2.3. Определение вулканизационных характеристик
2.2.4. Определение упругопрочностных свойств вулканизатов
2.2.5. Теплостойкость вулканизатов.
2.2.6. Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных.
2.3. Изучение процесса модификации полярных каучуков диметилфосфитом
2.4. Исследование совместимости и характера взаимодействия каучуков с ГТГФС
2.5. Изучение процессов формирования вулканизационной структуры каучукПГФС
2.6. Структурирование бутадиеннитрильного каучука
2.6.1. Структурирование гидрофосфорилированием.
2.6.2. Структурирование тиолфосфатами.
2.7. Структурирование хлоропренового каучука
Глава 3. ВЛИЯНИЕ РЕЦЕПТУРНЫХ ФАКТОРОВ НА СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С ПГФС
3.1 Оптимизация рецептур резин на основе СКФ с ПГФС
3.1.1. Выбор типа и оптимальных соотношений вулканизующих агентов
3.1.2. Выбор акцептора фтористого водорода
3.1.3. Выбор наполнителей фтористых резин
3.1.4. Динамические характеристики фтористых резин
3.1.5. Накопление остаточной деформации сжатия
3.2. Оптимизация рецептур резин на основе бутадиеннитрильного каучука и ПГФС
3.2.1. Фосфитноперекисные вулканизаты
3.2.2. Сернофосфитные вулканизаты
3.3. Отработка рецептурного состава резин на основе хлоропренового каучука с ПГФС
3.4. Технические свойства вулканизатов с ПГФС
3.4.1. Изменение физикомеханических показателей вулканизатов в процессе воздушного старения.
3.4.2. Химостойкость гидрофосфорильных вулканизатов
3.4.3. Адгезионные свойства резин
Глав а 4. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Отработка технологических свойств резин на основе СКФ для нефтебуровой техники.
4.1.1. Технологические свойства разработанных резин.
4.2 Стендовые испытания РТИ для нефтебуровой техники
4.2.1. Резиновые смеси для изготовления ПРС
4.2.2. Резиновые смеси для изготовления деталей клапана К У
4.2.3. Испытания диафрагм клапана К У
4.2.4. Промысловые испытания клапана К У
4.3. Разработка технической документации
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Это гидрированный бутадиеннитрильный каучук фирмы ФРГ и сополимер тетрафторотилена и окиси пропилена фирмы i i Япония . Кроме того фирмой США для высокосернисгых газовых скважин с аминными ингибиторами коррозии и рабочей температурой до 0 С разработаны уплотнения из полностью фторированного полимера Калрез . Отечественной промышленностью подобные полимеры не выпускаются, к тому же цена их на порядок выше цены других каучуков. Поэтому сейчас возникают большие трудности при комплектации резиновыми уплотнителями коррозионностойкого нефтепромыслового оборудования. Известно, что стойкость резин к действию органических растворителей зависит в основном от плотности энергии когезии полимера, т. Так, например, изучение воздействия азотной кислоты на свойства вулканизатов на основе фторкаучуков показало, что для повышения химстойкости резин необходимо создать в вулканизате прочные химические поперечные связи за счет рационального выбора вулканизующего агента . В работе проведены исследования воздействия сероводородсодержащих сред и ингибиторов коррозии на вулканизагы на основе фторкаучука УИоп. Ненаполиениые резины подвергались воздействию сернистой нефти при температуре С и давлении 5 МПа в течение часов. Данные ИКспектроскопии и анализ молекулярномассового распределения продуктов разложения вулканизатов показали, что их разрушение идт в основном по поперечным связям. Установлено, что чем выше молекулярная масса эластомера, тем лучше сохраняются ею физические свойства после выдержки в среде сероводорода. Увеличение содержания фтора с ,6 до ,2 не даст заметного улучшения в сохранении физикомеханических свойств вулканизатов при старении в кислом газе влажном сероводороде. Наибольшее влияние на сохранение этих свойств оказывает тип вулканизующей группы. По способности сохранять основные показатели фтористых резин после старения в кислом газе вулканизующие системы образуют ряд псроксидная бисфенольная диаминная. Степень вулканизации также оказывает влияние на сопротивление старению резин в сероводородсодержащих средах, чем выше плотность сетки вулканизатов, тем выше их способность сохранять свои физикомеханические свойства Показано ,, что тип вулканизующей группы оказывает существенное влияние на стойкость фтористых резин в щелочных средах с 7 и в сернистом природном газе. В последние годы наблюдается тенденция к освоению резиновой промышленностью ФОС . Такие соединения являются полифункциональными многоцелевыми и наряду с вулканизационной активностью придают резинам ряд новых качеств улучшают их химстойкость и стойкость к старению, повышают усталостную выносливость, проявляют пластифицирующий эффект, обладают поверхностноактивными свойствами . Ниже представлен обзор, обобщающий известные в технической и патентной литературе сведения по использованию ФОС в составе эластомеров в качестве легирующих химикатовдобавок , в том числе участвующих в структурировании каучуков ускорители вулканизации, модификаторы и вулканизующие вещества. Как известно, вулканизация представляет собой сложный многоступенчатый процесс образования из цепных макромолекул каучука трехмерной пространственной сетки. Обычно сшивавание происходит за счет возникновения редких ковалентных связей между макромолекулами каучука. Широкое разнообразие каучуков и способов вулканизации привело к разработке большого числа структурирующих агентов и ускорителей вулканизации, относящихся к различным классам органических соединений. Основными агентами вулканизации непредельных каучуков являются сероускорительные системы, органические пероксиды, органические полигалогениды и полисульфиды, фенолформальдегидные смолы, хиноны и хинондиоксимы, дитиолы и некоторые другие . Особое место в этом ряду занимают ФОС. Их многообразие и уникальность химических свойств, особенно соединений на основе трехваленгното фосфора, позволяет рассматривать полученные на их основе ингредиенты до настоящего времени не утратившими своего значения, в частности для решения ряда технических задач по созданию резин для изделий нефтебуровой техники.