Механоактивация СКИ-3 и ее влияние на его структуру и свойства

• Автор: Галимова, Екатерина Масхутовна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВ 1ЫЕ УСЛОВНЫЕ СОКРДЩЕИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Химическая модификация диеновых каучуков

1.2. Физическая модификация диеновых каучуков

1.3. Механоактивация материалов

1.4. Общие закономерности влияния сгруктурных параметров изопрснового каучука на его основные технологические свойства и

свойства резиновых смесей из него .

1.5. Влияния структурных параметров изопренового каучука

на основные свойства резин.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1 Объекты исследования.
2.1.1. Исследованные образцы изонреновых каучуков
2.1.2. Приготовление резиновых смесей и их вулканизация
2.2 Методы исследования
2.2.1. Физические и физикохимические методы исследования
2.2.1.1 Исследование СКИ3 и СКИЗМА1 методом
И К спектроскопии.
2.2.1.2 Исследование СКИ3 и СКИЗМА1 методом ЯМРН
2.2.1.3 Исследование СКИ3 и СКИЗМА1 с применением
рентгеноструктурного анализа.
2.2.2 Исследование структуры и физического состояния образцов
2.2.2.1 Определения содержания гель фракции и индекса набухания в исследуемых образцах.
2.2.2.2,Определение плотности СКИ3 и СКИЗМА1
2.2.2.З. Определение плотности энергии когезии СКИ3 и СКИЗМА1
2.2.2.4 Определение температуры стеклования СКИ3 и СКИЗМА1 .
2.2.2.5 Определения способности к кристаллизации СКИ3 и СКИЗМА1
2.2.2.6 Определение молекулярномассовых характеристик с помощью гель проникающей хроматографии.
2.2.3 Метод определения технологических свойств исследуемых
каучуков и резиновых смесей на их основе
2.2.4 Определение физикомеханических свойств вулкан и затов
резиновых смесей
2.2.4.1 Определение параметров вулканизационной сетки методом
равновесного набухания
2.2.4.2.Определение параметров вулканизационной сетки моголом равновесного растяжения.
2.2.5. Определение релаксационных свойств
2.2.5.1. Релаксация напряжения
2.2.5.2 Определение ползучести и восстанавливаемости
2.2.5.3. Релаксация крутящего момента.
2.3 Метрологическая обработка результатов исследования
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1 Влияние модификации СКИ3 на его молекулярные и топологические характеристики
3.2. Исследование структуры и некоторых свойств СКИ3 после его механоактивации
3.3. Пластоэластические и вязкостные свойства модифицированного СКИ3.
3.4. Физикомеханические показатели серных вулканизатов механо
активированного и исходного изопренового каучука.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Внедрение данного способа в резиновую промышленность позволит сократить энергозатраты на изготовление резиновых смесей и полуфабрикатов из них, снизить допуска на их размеры, что в итоге уменьшит себестоимость резиновых изделий и повысит их конкурентоспособность. Апробация работы и публикации Результаты работы докладывались на III конференции молодых ученых с международным участием (С. Петербург, ), всероссийской научно-практической конференции «Инновации и высокие технологии XXI века» (г. Нижнекамск, ). По материалам диссертации получен один патент, опубликовано 9 печатных работ (6 статей, 3 тезиса докладов конференций). Содержание геля, %- содержание нерастворимой в гексане части изо-пренового каучука в массовых процентах 1 Ъ. ИК-спектр - спектр поглощения исследуемого образца в области длин волн от 0 до см'! МГ- величина вязкости в уел. Дж/моль . Н - твердость по Шору А, уел. ГЛАВА І. Диеновые каучуки являются самыми важными, с практической точки зрения, классом каучуков, так как по области своего использования в резиновых изделиях они намного превосходят остальные каучуки [1]. Единственным природным диеновым каучуком является натуральный каучук (НК). Синтетический аналог НК - стереорегулярный изопреповый каучук (СКИ-3) - отличается от него более низким комплексом потребительских качеств. Это относится как к самому каучуку СКИ-3, гак и к резиновым смесям на его основе и вулканизатам (резинам). Каучук СКИ-3 уступает НК по когезионной прочности в несколько раз, по этой причине и когезионная прочность исвулканизованных смесей, приготовленных из него, также существенно ниже. Кроме того, по клейкости резиновые смеси на основе СКИ-3 тоже значительно уступают смесям из НК [2]. НК по своей структуре (химической и физической) сильно отличается от СКИ, прежде всего, содержанием природных белков (2-4 % масс. Именно наличием белков, в первую очередь, объясняется более высокая когезионная прочность, клейкость и стойкость к старению НК. Как показали многочисленные исследования, первостепенную роль здесь играют белковые фрагменты непосредственно связанные с макромолекулами НК. По этой причине в бывшем ВНИИСКе, а ныне ФГУП НИИСКа, а также МГАТХТ (МИТХТ) были проведены большие работы по введению в состав СКИ-3 различных белков [3], прежде всего бел козина. В частности, СКИ-3 химически модифицировался сульфитом натрия с белкозином. Предполагалось, что такая модификация СКИ-3 придаст резиновым смесям высокую клейкость и обеспечит высокий уровень адгезии резины к кордам. В этой связи данный каучук и подобные ему модифицированные другими белками (кератин, лецитин, белковолипидные комплексы) не нашли применения в шинной промышленности. В -е годы ПО «Нижнекамскшина» и другие шинные заводы СССР, широко использовали каучук СКИ-3-, получаемый химической модификацией СКИ-3 п-нитрозодифениламином (ПНДФА) в количестве 0,2-0,3 массовых частей [4]. Данная модификация позволила повысить когезионную прочность шинных резиновых смесей и величину адгезии каркасных резин к текстильным кордам. Помимо этого, несколько выросли упруго - гистерезисные свойства этих резин. Тем не менее, длительное промышленное использование СКИ-3- свидетельствует об ухудшении технологичности резиновых смесей в сравнении с аналогичными смесями из СКИ-3. Сам каучук характеризовался запинанием и изменением пласто - эластических свойств при хранении. Для ликвидации этого недостатка впоследствии пришлось вводить большее количество ПНДФА и прививать на макромолекулах блокираторы. На тольяттинском АО «Союзкаучуке» стала выпускаться новая модификация СКИ-3- СКИ-3- КПП 5 . При синтезе этой марки вместе с ПНДФА стала вводиться специальная добавка в количестве 0,5 % масс, от массы каучука. Это привело к тому, что пластичность и вязкость по Муни стали мало меняться во времени, а вулканизаты имели более высокую прочность при растяжении и раэдире. Выросла стойкость к разрастанию трещим, что обеспечило повышенную работоспособность крупногабаритных шин. С целью ликвидации вышеперечисленных недостатков каучука СКИ-3- помимо введения в него ПНДФА рекомендовалось в качестве сореагента вводить хлорид цинка (каучук марки СКИ-3-).