Модификация диеновых каучуков озонолизом латексов

• Автор: Власова, Лариса Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Химическая модификация полимеров функциональными группами способ, обеспечивающий комплекс новых качественных и потребительских свойств каучуков, латексов, резиновых изделий

и композиций на их основе

1.2. Некоторые особенности строения и реакционной способности озона по отношению к органическим соединениям

1.3. Озон в химии и технологии каучука

1.4. Теоретические основы создания и технические характеристики современного высокопроизводительного оборудования электросинтеза озона

1.5. Создание энергосберегающего оборудования электросинтеза озона

1.6. Озонированные Эхмульсионные каучуки и латексы перспективные материалы для современных шин

с улучшенным комплексом эксплуатационных свойств

1.6.1. Научнотехническое обоснование использования модифицированных озонолизом диеновых каучуков в резиновых смесях
1.6.2.Модификация натурального каучука
1.6.3. Модифицированные латексы как основа композиционных материалов для пропитки шинных кордов
1.7. Экологические аспекты использования озона в производстве
модифицированных каучуков, латексов и других полимерных материалов
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
2.1. Исходные продукты и их характеристика
2.1.1. Свойства синтетических и натурального
латексов, используемых в качестве объектов исследования
2.1.2 Кремнекислотный наполнитель
2.1.3. Техуглерод
2.1.4. Озон
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методика определения массовой концентрации озона в озоновоздушной смеси и озонидов в модифицированном
латексе йодометрическим методом
2.2.2. Выбор метода определения карбоксильных групп
2.2.3. Выбор метода определения альдегидных групп
2.2.4 Определение характеристической вязкости толуольных
растворов эластомеров. Определение молекулярной массы каучуков вискозиметрическим методом
2.2.5. Определение концентрации стирола, толуола, этилбензола в газовоздушной смеси
2.2.6. Гельпроникающая хроматография высокомолекулярных
соединений
2.2.7. Метод определения диоксида углерода
2.2.8. Определение поверхностного натяжения
2.2.9. Метод выполнения измерений в латексах потенциометрическим способом
3. ЭКСПЕРЕМИНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Отработка условий озонирования латексов
3.2 Исследование процесса озонирования непредельных полимеров
в синтетических латексах
3.3. Научнотехническое обоснование эффективности применения озонированных эластомеров в резиновых смесях, наполненных активной кремнекислотой
3.4. Синтез эмульсионных БСК и модификация их озонолизом
3.5. Разработка рецептур резиновых смесей на базе озонированных БСК и изучение свойств вулканизатов
3.6 Планирование эксперимента
3.7 Процесс химической модификации натурального каучука
3.8 Получение модифицированного
озонолизом бутадиенальдегиднокарбоксилатного БАК латекса и его применение в пропиточных составах для шинных кордов
4. Комплексная технология очистки отработанного воздуха в производстве синтетических каучуков от органических соединений с применением озона
4.1. Технологическая схема процесса и его основные характеристики
ВЫВОДЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Разработки в данной области касались только диеновых эластомеров, полученных полимеризацией в растворителе и содержащих активные ценгры по концам цепи, участвующие в обменных реакциях с модифицирующими агентами. Каучуки, содержащие альдегидные и карбоксильные функциональные группы, дают вулканизаты с непрерывной сеткой, это исключает отрицательное влияние концевых фрагментов каучуков. Наличие этих концевых фрагментов является существенной причиной, повышающей гистерезисные потери, и, соответственно, увеличивающей теплообразование, что, в конечном счете, приводит к разрушению резины. Но касается он, в основном, каучуков растворной полимеризации. Например, при анионной полимеризации проводят обрыв живой цепи путем взаимодействия с соединениями, содержащими функциональные группы. Это могут быть аминобеизофеноны ,. При этом полученный модифицированный каучук дает улучшение трех важных показателей вулканизатов износостойкости, сцепных свойств и гистерезисных потерь. Для обеспечения присутствия функциональных групп по обоим концам макромолекул необходимо использовать литийорганические инициаторы, содержащие функциональные группировки, в основном третично аминные . В этом случае производят обрыв растущей полимерной цепи на карбонильных соединениях с функциональными группами, приведенными выше, получают макромолекулы, модифицированные по обоим концам. По другому варианту производят обрыв живой, растущей полимерной цепи на сшивающем агенте. При этом молекулярная масса увеличивается, и по всем концам цепи содержатся функциональные группы. Особенно большое значение это направление модификации приобрело после разработки технологии изготовления резин, главным образом шинного назначения, с применением кремнекислотных наполнителей. Концевые аминные группы необратимо сорбируются на поверхности частиц наполнителя, в результате чего создается непрерывная вулканизационная сетка. Модификация каучуков эмульсионной полимеризации концевыми функциональными группами направление, разработанное значительно хуже. Теоретически можно предположить три основных направления введения функциональных групп в каучук применение регуляторов молекулярной массы с функциональными группами, термоокислительная деструкция полимера и механо химическая деструкция. Известно использование регулятора молекулярной массы 2,2дитнобис6третбутилпкрезола. Образующийся каучук имеет по концам гидроксилсодержащие концевые функциональные группы. Однако изза пространственного экранирования гидроксильных групп третбутильным радикалом способность их к взаимодействию с наполнителем невысока. Хорошо известным регулятором молекулярной массы является диизопропропилксантогенатдисульфид дипроксид. Полимер, получающийся при его применении, дает вулканизаты, наполненные кремнекислотными наполнителями, с несколько повышенными прочностными свойствами прочность при разрыве до ,0 МПа и модуль МПа, что недостаточно для получения технически полезных резин. Очевидно, что существенно лучшего результата можно добиться при применении регуляторов молекулярной массы, содержащих фрагменты с функциональными группами более высокой нуклеофильности. Механическое деструктирование каучуков может быть осуществлено на резиносмесительном оборудовании. Так, обработка на вальцах бугадиенстирольного каучука при С в течение минут приводит к снижению жесткости каучука более чем в 2 раза. В каучуке появляются благодаря взаимодействию с кислородом воздуха кислородсодержащие группы гидроксильные, перекисные, карбоксильные. Однако содержание их невелико и заметного улучшения взаимодействия с наполнителем в этом случае не происходит. При термоокислительной деструкции в каучук перед выделением из латекса вводят катализатор стеарат или резинат железа. Деструктирование осуществляют в котле под давлением воздуха и при температуре 0 С. Получают пластикат, содержащий широкий набор кислородных групп. Таким способом в каучук можно ввести довольно значительное количество кислородсодержащих групп и пластоэластическими свойствами каучука можно управлять в широком диапазоне.