Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения

• Автор: Дворников, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Современное состояние проблемы и постановка задачи

исследования

1.1 Моделирование неизотермической вулканизации резин

1.2 Методы расчета вулканизации резиновых изделий

1.3 Кинетика процесса порообразования в резиновых смесях

1.4 Получение пористых резин и вспенивающие агенты

1.5 Особенности процесса разложения порофоров в различных

каучуках

1.6 Особенности эксплуатации изделий из вспененных резин

1.7 Пористые резины на основе термостойких каучуков
1.8 Резиновые смеси на основе силоксановых каучуков
1.9 Резиновые смеси на основе фторкаучуков
1. Резиновые смеси на основе гидрированных бутадиеннитрильных каучуках
1. Модифицирование и совмещение каучуков
2. Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы определения физикомеханических свойств резин
2.2.1 Определение вулканизационных характеристик
2.2.2 Термогравиметрический анализ
2.2.3 Методы определения теплофизических характеристик резин
2.3 Определение вспениваемости смесей и пористой структуры
2.3.1 Всходимость смеси
2.3.2 Определение кажущейся плотности пористых резин
2.3.3 Определение отношения числа открытых и закрытых пор
2.3.4 Определение статической деформации
2.3.5 Пространственная микроструктура
3. Разработка математической модели вулканизации пористых
пластин
3.1 Исследование технологических и физикомеханических
свойств резин
3.2 Постановка задачи о вулканизации пористых пластин
3.3 Методика расчета пористых резиновых изделий
4. Разработка резиновых смесей для вспенивания на основе
термостойких каучуков специального назначения
4.1 Вспенивание силоксановых резиновых смесей
4.2 Разработка резин на основе фтор и гидрированного
бутадиеннитрильного каучука
4.2.1 Вспенивание смесей на основе ГБНК
4.2.2 Вспенивание резин на основе фторкаучука
4.2.3 Свойства монолитных резин на основе смесей фтор и ГБНК
4.2.4 Вспенивание смесей на основе фтор и ГБНК
5. Практическая реализация результатов исследования
5.1 Разработка новых эластомерных пористых материалов.
Выводы
Список литературных источников


Для моделирования процесса необходимо знание технологических свойств эластомеров: теплофизических, вулканизационных и реологических. Я, Вт ! Вулканизационные свойства резиновой смсси определяют с помощью реометров при нескольких температурах и используют их результаты для создания модели неизотермической вулканизации резинового изделия. Основными вулканизационными характеристиками резиновых смесей при заданной температуре вулканизации, согласно [8], являются: продолжительность индукционного периода вулканизации, время достижения оптимума механических свойств, протяженность плато вулканизации и степень поперечного сшивания. Последний из параметров определяет густоту вулканизационной сетки и наиболее четко отражает уровень достигнутых при вулканизации механических свойств материала. Все они относятся к физико-химическим методам изучения свойств резин. Стоит упомянуть также метод определения содержания остаточной серы, но т. Достижение равновесного состояния внутренней структуры полимера затруднено при деформировании, и для оценки обычно используют метод условного равновесного модуля. Состояние истинного термодинамического равновесия достигают при набухании вулканизата в органическом растворителе. Однако, уменьшение молекулярной массы вследствие деструкции молекулярных цепей при вулканизации здесь, как правило, не учитывают. В этом отношении преимущество у метода золь-гель анализа, основанного на определении содержания золь и гель фракций и равновесных свойств вулканизата. Следует отметить, что для наполненных вулканизатов, количество связанного вулканизующего агента служит лишь косвенной мерой степени вулканизации. В этом случае правомерны и другие методы оценки зависимости свойств вулканизатов от температуры и времени вулканизации, то есть методы определения кинетики вулканизации резин по различным физико-механическим свойствам. Для исследования скорости вулканизации были созданы специальные приборы и методы [ , ]. Характерной их особенностью является совмещение вулканизации с непрерывным измерением механических свойств материалов. Указанные методы разделяют на две большие группы. В первой группе используют сравнительно невысокие температуры; и резиновые смеси испытывают до подвулканизации, ориентируясь на условия переработки на технологическом оборудовании. Здесь применяют неограниченную деформацию сдвига. Это испытания осуществляют на сдвиговых дисковых вискозиметрах Муни и их модификациях. Реже применяют выдавливающие и другие пластометры. Ко второй группе приборов относят вулкаметры, вискюрометры, кюрометры, реометры и сходные с ними установки, допускающие небольшие по величине сдвиговые деформации, которые возможно реализовать и в отсутствие течения материала, то есть в вулканизатах. Широкое распространение реометрических приборов для оценки вулканизационных характеристик резиновых смесей привело к созданию международного стандарта. В нем устанавливается метод испытания вулканизационных характеристик с использованием реометра типа "Монсанто 0" []. Применение в сочетании с реометром компьютерных систем позволяет на более ранних стадиях выявлять нарушения в технологическом процессе изготовления резиновых смесей, а при вулканизации резиновых смесей в процессе изготовления РТД - вносить соответствующие изменения в температурно-временные характеристики этого процесса. Сущность метода определения вулканизационных характеристик с помощью сдвигового вибрационного реометра заключается в измерении крутящего момента при сдвиговой деформации образца резиновой смеси, вызываемой колебаниями ротора с биконическим диском с определенной частотой и амплитудой при заданной температуре. При проведении испытания на вибрационном реометре материал подвергается постоянным знакопеременным сдвиговым деформациям, что позволяет записать в процессе испытания одного образца непрерывную кривую изменения свойств материала, отражающую не только изменение пластоэластических характеристик резиновой смеси, но и ее вулканизационные характеристики, а так же показатели модулей упругости вулканизатов.