Жидкофазное наполнение каучуков растворной полимеризации кремнекислотным наполнителем

• Автор: Рахматуллин, Артур Игоревич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Общие сведения о кремнекислотных наполнителях свойства, способы получения,

применение 1

1.1.1 Кремнекислотные наполнители и их основные характеристики

1.1.2 Способы получения кремнекислотных наполнителей

1.1.3 Марки и производители осажденных кремнекислотных наполнителей

1.1.4 Применение кремнекислотных наполнителей в промышленности

1.2 Способы наполнения каучуков кремнекислотными наполнителями

1.2.1 Способы повышения совместимости синтетического каучука и осажденных кремнекислотных наполнителей

1.2.1.1 Химическая модификация каучука

1.2.1.2 Модификация ОКН
1.2.2 Жидкофазное наполнение каучуков кремнекислотными наполнителями
1.2.2.1 Получение устойчивой суспензии белой сажи
1.2.2.2 Равномерность распределения белой сажи и выделение полученной композиции
1.2.2.3 Жидкофазное наполнение ОКН каучуков эмульсионной полимеризации
1.2.2.4 Жидкофазное наполнение ОКН каучуков растворной полимеризации
1.2.2.5 Дегазация и выделение каучуков, наполненных
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования
2.2.1 Методика получения наполненных композиций
2.2.2 Методика приготовления резиновых смесей и
вулканизации
2.2.3 Методика приготовления образцов для испытаний
2.2.4 Определение вязкости по Муни
2.2.5 Методы исследования структуры и свойств каучука, композиций, резиновых смесей и вулкаиизатов
2.2.6 Оценка качества смешения ОКН с каучуком
2.2.7 Определение упругопрочностных свойств при растяжении на разрывной машине
2.2.8 Определение тврдости по Шору А
2.2.9 Определение эластичности по отскоку
2.2. Динамический механический анализ
2.2. Оценка истираемости
Глава 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Жидкофазное наполнение с последующей воднопаровой
дегазацией
3.1.1 Технология получения суспензии ОКН в
углеводородном растворителе
3.1.1.1 Выбор модифицирующей системы
3.1.1.2 Подбор технологических параметров приготовления суспензии ОКН
3.1.2 Технология жидкофазного наполнения каучуков суспензией ОКН в углеводородном растворителе и
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ДССК М бутадиенстирольный каучук масс, связанного стирола, масс. 1,2звеньев на полибутадиеновую часть, м.ч. на 0 м.ч. каучука ароматического масла производство
ОАО Воронежсинтезкаучук
СКДНД бутадиеновый каучук, полученный на неодимсодержащей каталитической системе производство ОАО Воронежсинтезкаучук
БС белая сажа
КН осажднные кремнекислотные наполнители
ОКН осажднные кремнекислотные наполнители
1АВ поверхностноактивные вещества
ТЭС1Т, Бл бистриэтоксисилилпропилтетрасульфид
ТЭСПД бстриэтоксисилилиропилдисульфид
ТЭСПМ бмфриэтоксисилилпропил
ЭТЭС бнфриэтоксисилилэтан ГТЭС бнстриэтоксисилилгексан ДТЭС бибтризтоксисилилдекан МПТЭС 3меркаптопропил триэтоксисилан
СКТНА полисилоксановый каучук, термостойкий, низкомолекулярный
ГПХ гсльпроиикающая хроматография ТГФ тетрагидрофуран
МНПВО метод многократного нарушенного полного внутреннего отражения
ДМА динамический механический анализ
ДБОДЛ дибутилолова дилаурат
АТЭС аллилтриэтоксисилан
АГГГМС Заминопропилтриметоксисилан
ТЭС гетраэтоксисилан
ХМТХС хлорхметилтрихлорсилан
ВВЕДЕНИЕ


Усиливающий эффект ОКН также связан с его морфологией структурностью, свойством, обусловленным наличием первичных агрегатов различных размеров и формы, образующихся в реакционной зоне в результате столкновения и дальнейшего совместного роста частиц. Морфологически ОКН может быть подразделена на три структурные составляющие первичные частицы, агрегаты и агломераты. Первые имеют поперечные размеры 5Н нм. С уменьшением размера частиц БС ее усиливающая способность возрастает. Структурность. Агрегаты представляют собой соединения первичных частиц, соединенных химическим или физикохимическим путями и имеют размеры 0 нм. Количественно могут быть оценены по площадям поверхности первичных частиц, из которых состоит агрегат, их числу и геометрической форме. Все эти три характеристики подразумеваются под словом структурность и дают общую оценку агрегатам. Первичные агрегаты образуют первичную структуру, а в зависимости от степени их упаковки образуется вторичная структура. Суммарная структурность является комбинацией постоянной первичной и переходной вторичной структур и характеризуется масляным числом индекс БВР или маслоемкостыо, то есть объемом или массой дибугилфталата, адсорбированным одним граммом КМ при ее легком растирании с этими веществами до образования лепешки. Масляное число используемых ОКН варьируется от 0 до 0 г на 0 г наполнителя. Агрегаты ОКН сравнимы с таковыми у технического углерода, но имеют ряд особенностей пористость, иной характер структурности и меньший размер по сравнению с углеродными наполнителями. Именно за счет этого введение ОКН приводит к большему усиливающему эффекту, по сравнению с техническим углеродом. ОКН с высокой счруктурностыо быстрее и лучше, чем низкоструктурные, распределяются в резиновой смеси при ее изготовлении, улучшают обрабатываемость смеси при ее каландровании и шприцевании, снижают усадку, повышают модуль резин, но уменьшают их эластичность и сопротивление разрастанию трещит Крупные первичные агрегаты затрудняют гранулирование ОКН. Кроме того, на свойства вулканизатов влияют три параметра ОКИ площадь внешней поверхности, равная разности площадей всей поверхности и микропор, не контактирующих с каучуком, структурный показатель и вышеупомянутая величина абсорбции дибутилфталата. Для детатьной проработки концепции взаимосвязи физикомеханических свойств резин с пространственной связанностью частиц наполнителя необходимо иметь количественные представления о морфологии образующихся агрегатов. Коллоидные агрегаты ОКН также принято называть массовыми фракталами 4. Их структурная неупорядоченность характеризуется фрактальной размерностью О, связывающей количество входящих в агрегат частиц с его размерностью И, где
Параметр О можно рассматривать также как характеристику рыхлости агрегата. Чем меньше фрактальная размерность, тем агрегат более рыхлый. Для слабо разветвленных фрактальных объектов О 2, а в разветвленных и извилистых структурах И 2. Фрактальная размерность агрегатов измеряется экспериментально методом рассеяния света. Агрегационная способность микрочастиц определяется силами взаимодействий между ними. Величина этих взаимодействий зависит от диэлектрических характеристик среды, в которую погружены частицы. Вязкость среды влияет лишь на кинетику агрегирования, но не на строение агрегатов. Сравнение фрактальных размерностей разных масштабов О и агрегатов кремниевой кислоты в средах различной полярности показывает, что изменение полярности среды существенно изменяет структуру агрегатов табл. Фрактальная размерность О большие масштабы с уменьшением полярности дисперсной среды возрастает хотя есть и исключения, например БС 0, а величина Э2 малые масштабы падает. Отмеченные изменения, повидимому, зависят от плотности свободных гидроксильных групп на поверхности микрочастиц и степени их экранировки полярными молекулами воды. Экранировка полярными молекулами приводит к уменьшению эффективной энергии взаимодействия гидроксильных групп на поверхности микрочастиц, что в свою очередь способствует уменьшению персистентной длины цепочек на малых масштабах и увеличению фрактальной размерности Э2 данный вывод следует из теории полиэлектролитов.