Влияние карбоновых кислот на физико-механические свойства высоконаполненных вулканизатов на основе смеси 1,4-полибутадиена и 1,4-полиизопрена

• Автор: Бетеньков, Фёдор Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Введение

1 Современные представления о физикохимических основах синтеза технических резин

1.1 Эластомеры. Резиновые смеси и резины

1.2 Структурнохимическая модификация эластомеров

1.3 Фрикционные материалы. Перспективы развития безасбестовых фрикционных эластомерных материалов.

2 Объект и методы исследования.

2.1 Состав и технология изготовления ВЭКМ

2.2 Методы исследования

2.2.1 Метод испытания на статический изгиб

2.2.2 Метод испытания на сжатие.

2.2.3 Определения твердости поверхности методом Бринслля

2.2.4 Метод определения коэффициента сухою зрения и линейного износа.
2.2.5 Определение числа поперечных связей вулканизата методом равновесного набухания.
2.2.6 Определение вязкоупругих характеристик с помощью крутильных колебаний.
3 Исследование вязкоупругих свойств ВЭКМ на основе смеси непредельных каучуков СКД и СКИ3, модифицированной карбоновыми кислотами, методом ДМА
3.1 Обоснование выбора метода ДМА для исследования ВЭКМ
3.2 Методика определения характеристических температур релаксационных переходов в ВЭКМ.
3.3 Исследование влияния высших жирных кислот на вязкоупругие свойства ВЭКМ на основе смеси непредельных каучуков СКД и СКИ3.
3.4 Исследование влияния ароматических дикарбоновых кислот
на вязкоупругие свойства ВЭКМ на основе смеси непредельных
каучуков СКД и СКИ3.
4 Исследование прочностных и фрикционных характеристик ВЭКМ на основе смеси непредельных каучуков СКД и СКИ3,
модифицированной карбоновыми кислотами.
4.1 Исследование влияния высших жирных кислот на
прочностные свойства ВЭКМ на основе смеси непредельных каучуков СКД иСКИ3.
4.2 Исследование влияния ароматических дикарбоновых кислот на прочностные и фрикционные свойства ВЭКМ на основе смеси непредельных каучуков СКД и СКИ
4.3 Прогнозирование изменения прочностных и фрикционных характеристик высоконаполненных вулканизатов, модифицированных карбоновыми кислотами, на основании регрессионного анализа.
Основные результаты работы
Библиографический список использованной литературы
Список сокращений и обозначений
СК синтетический каучук РТИ резинотехнические изделия
СКД синтетический каучук дивин ильный 1,4полибутадиен
СКИ3 синтетический каучук изопреновый 1,4полиизопрен
ТГК натуральный каучук
ФЛМ фрикционные асбополимерные материалы ДМАдинамический механический анализ ПКМ полимерный композиционный материал
ВЭКМ высоконаполненный эластомерный композиционный материал ПАВ поверхностноактивные вещества СК стеариновая кислота ОК олеиновая кислота
СК КЖ смесь олеиновой и стеариновой кислот
ОФК ортофталевая кислота
ТФК герефталевая кислота
МФК изофталевая кислота
Ст динамический модуль сдвига
Сстекл. динамический модуль сдвига в стеклообразном состоянии
Шб тангенс угла механических потерь
Тс температура стеклования
бшах температура теплостойкости
Уоу эффективная плотность сшивки
Бг разрушающее напряжение при изгибе
аср разрушающее напряжение при сжатии
ДЬ линейный износ
НВ твердость поверхности по Бри неллю
.I коэффициент сухого трения скольжения
Введение


Такой подход экономически оправдан, так как введение большего количества наполнителе, уменьшает содержание дорогостоящего каучукового сырья в конечной композиции. Использование высокодисперсных наполнителей, в свою очередь, создает серьезную технологическую проблему, которая в обеспечении однородности резиновых смесей в процессе их приготовления и последующей переработки. Однородность резиновой смеси достигается путем диспергирования ее ингредиентов в каучуковой матрице. Степень однородности резиновой смеси, в свою очередь, влияет на процесс взаимодействия ее ингредиентов между собой в процессе вулканизации, характер протекания которого, как известно, определяет физикомеханичсскис свойства изготовленного вулканизата . Таким образом, перед технологами встает вопрос о модификации высокоиаполненных вулканизатов, для обеспечения однородности их структуры и улучшения технологических показателей. Введение же органических кислот в резиновую смесь, напротив, является достаточно легко осуществимым технологически и экономически оправдано. Как отмечают многие авторы Г. А. Блох, Ю. Ю. Ксрча, А. П. Рахматуллина, З. В. Онищенко, И. А. Смолин и др. Данный класс химических соединений представляет собой, достаточно широкий спектр органических кислот от монокарбоновых кислот, имеющих в своей химической формуле одну карбоксильную группу, до многоосновных карбоновых кислот с большим количеством карбоксильных групп . В процессе взаимодействия данных кислот с резинами, в результате модификации последних, наблюдается достаточно широкий спектр воспроизводимых обменных химических реакций нуклеофильное замещение, поликонденсация и т. Таким образом, актуальным на сегодняшний день, является вопрос об использовании карбоновых кислот в качестве модификаторов высоконаиолненных эластомерных композиционных материалов, изготавливаемых на основе непредельных каучуков, с целью улучшения и оптимизации их физикомеханических свойств. Цель исследования модификация высоконаполнениого вулканизата, приготовленного на основе смеси 1,4полибутадиена СКД и 1,4полиизопрена СЖИ3 карбоновыми кислотами с целью улучшения его физикомеханических свойств. Представленная работа была выполнена в рамках научного сотрудничества, совместно с д. А.М. Белоусовым и к. Викторовым. Современные представления о физикохимических основах синтеза технических резин 1. Эластомеры. Среди разнообразных полимерных материалов эластомеры, создаваемые на основе каучуков, занимают уникальное и важнейшее место. Они представляют собой единственный материал, способный к большим и обратимым деформациям в широком диапазоне температур и одновременно обладающий высокими прочностью, износо и влагостойкостью, а также рядом других ценных свойств. Эластомеры представляют собой аморфные или аморфпокристаллическис полимеры, температура стеклования которых лежит ниже комнатной , . Однако при комнатной температуре они обладают упругостью и в невулканизованном состоянии она похожа на упругость полимерных расплавов, т. Такой характер поведения эластомеров объясняется уравновешиванием внутренних напряжений путем релаксации, т. Если воспрепятствовать этим перемещениям путем сшивания вулканизации и таким образом сделать невозможным взаимные скольжения макромолекул друг относительно друга, то можно получить эластомеры, которые после прекращения действия силы даже при сильном и длительном растяжении возвращаются вновь в исходное состояние. В технике такие сшитые эластомеры называются резинами. В настоящее время резины и резиновые изделия применяются в большинстве сфер народного хозяйства. Их разработка и применение неизбежно связаны с необходимостью обеспечения заданных технологических и технических свойств. В этой связи особое значение приобретает разработка оптимального состава резиновой смеси и режима ее переработки. Резиновая смесь многокомпонентная система, включающая каучук и ингредиенты, каждый из которых выполняет определенные функции , , . Наиболее простые резиновые смеси содержат ингредиентов, сложные до . Хп, Мц, Са, Сс1 и т.