Особенности фазовой структуры и способы улучшения свойств резин на основе комбинаций натурального каучука с синтетическими цис-1,4-полиизопреном и бутадиенстирольным сополимером

• Автор: Никитина, Елена Леонидовна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 157 с. : ил

1.1 Фазовая структура смесей полимеров и ее

влияние на свойства

1.2 Влияние состава, условий смешения и вулканизации на структуру и свойства смесей эластомеров

1.3 Особенности структуры и свойств смесей натурального и синтетических каучуков

1.3.1 Сравнительная характеристика структуры натурального и

синтетического цис 1,4полиизопрена и ее влияние на свойства

полимеров

1.4 Выводы из обзора литературы и постановка задачи исаедования

2.0бъекты и методы исследования

2.1 Объекты исаедования

2.2 Методы исаедования

2.2.1 Определение взаимной растворимости полимеров
2.2.2 Исследование молекулярной структуры каучуков
2.2.3 Исследование инверсии фаз в бинарных полимерных системах
2.2.4 Определение размера частиц дисперсной фазы смесей эластомеров методом оптической микроскопии
2.2.5 Исследование фрагментарной подвижности макромолекул в смесях полимеров
2.2.6 Методы исследования структурных параметров вулканизационной сетки и физикохимических свойств смесей
2.2.7 Методы изготовления резиновых смесей
2.2.8 Методы исследования свойств резиновых смесей и физикомеханических показателей резин
2.2.9 Экспериментальностатистические методы исследования Глава 3. Исследование структуры и свойств смесей натурального и синтетического полиизопренов
3.1 Свойства растворов смесей натурального и синтетического цис1,4полиизопренов
3.1.1 Исследование взаимной растворимости смесей
полиизопренов
3.2 Влияние фазовой структуры смесей натурального и синтетического полиизопренов на га свойства
3.2.1 Адгезионные свойства смесей НК СКИ3
3.2.2 Реологические свойства смесей полиизопренов
3.2.3 Исследование структурных параметров вулканизационной сетки смесей НКСКИ3
3.2.4. Исследование влияния степени пластикации НК на кинетику
вулканизации и свойства композитов НКСКИ3
3.3 Обсуждение результатов эксперимента
Глава 4 Влияние рецептурнотехнологических факторов на формирование фазовой структуры и свойства резин на основе комбинаций натурального и бутадиене гирольного каучуков
4.1 Влияние исходной пластичности НК на вязкость его
смесей с СКМС АРК
4.1.2 Исследование фрагментарной подвижности макромолекул натурального и бутадиснстирольного каучуков в смеси
4.1.3 Влияние степени пластикации НК в его смесях с БСК на
размер частиц дисперсной фазы
4.1.4 Исследование инверсии фаз в композициях натурального и бутадиснстирольного каучуков в ненаполненном и наполненном состояниях
4.2 Исследование кинетики вулканизации наполненных резиновых смесей на основе КБСК с разной степенью пластикации НК на физико механические свойства резин
4. 3 Исследование способа смешения смесей НКСКМС АРК на технологические и физикомеханические свойства
4.3.1 Способы направленною регулирования параметров фазовой структуры смесей НКБСК с целью улучшения усталостнопрочностных свойств резин
4.4. Обсуждение результатов эксперимента Глава 5. Способы переработки НК повышенной молекулярной массы и его использование в условиях производства
5.1 Исследование влияния степени пластикации НК на свойства производственных резин
5.1.1 Изучение влияния содержания и типа техуглерода на пластикацию НК и свойства каркаснобрскерных резни
Список использованных источников Приложение
Введение


Изменение свойств связано с существенным изменением структуры смеси в момент ее расслаивания и возникновением особого критического состояния, обладающего пониженным взаимодействием высокодисперсных частиц и развитой поверхностью раздела, что создает регулярно расположенные ослабленные участки флуктуационной сетки полимера. Ослабленное взаимодействие частиц дисперсной фазы и матрицы, малый размер частиц А и их равномерное распределение в матрице достигаются в условиях образования новой фазы и аналогично, получению смесей с переходной структурой. Однако, механизм упрочнения высокодисперсных систем и структура полимера или его раствора в критической области окончательно не выяснены. Система в целом переходит в критическое метастабильнос состояние и меняется структура всей смеси, а не только того компонента, который в смеси находится в меньшем количестве. Благодаря сегментальной растворимости на границах раздела фаз несовместимых полимеров в межфазном слое возникает флуктуационная сетка. Флуктуационная сетка в двухфазной смеси полимеров представляет собой облает, в которых осуществляются зацепления одинаковых и разнородных макромолекул на границе между этими областями. В случае смесей нолибутадиена с полистиролом флуктуационная сетка в межфазном слое на границе раздела мснсе однородна так как образована макромолекулами, релаксационные свойства которых различны и под действием напряжения сдвига затрудняется восстановление узлов сетки, а это ведет к снижению вязкости . Наличие межфазного слоя на границе раздела полимеров было установлено экспериментально при электронномикроскопических исследованиях. При контакте двух полимеров происходят процессы взаимодиффузии, приводящие к переходу части сегментов одного полимера в слой другого и к образованию межфазного слоя, представляющего собой смесь сегментов разнородных полимеров. Слой сегментальной растворимости является по существу микрообъемом, в котором межмолекулярное взаимодействие ослаблено. Такое ослабление межмолекулярного взаимодействия выражается в понижении энергии когезии смеси каучуков по сравнению с аддитивными значениями . Ослабленное межмолекулярное взаимодействие может наблюдаться не только в слое сегментальной растворимости полимеров, но и в других переходных слоях с пониженной плотностью вещества . Возможность возникновения слоя сегментальной совместимости в области контакта двух несовместимых полимеров следует непосредствен
но и из данных о взаимной растворимости полимеров . Эта теория болсс применима к смесям полимеров незначительно различающихся по полярности. Показано , что межфазная область в комбинациях эластомеров включает термодинамичсскнравновесный слой сегментальной растворимости взаимодиффузии и неравновесный переходный слой 3, с. Структура первого из них довольно полно описана решеточной теорией Гельфанда и термодинамической теорией Каммера . Согласно теории локальной совместимости С. С. Воюцкого , , приведенные в контакт полимеры локально и диффузионно взанморастворяются в межфазном слое, толщина которого может достигать 1 2 нм и даже н. Энергия активации такого процесса само и взаимодиффузии невелика, по соответствует подвижности небольших участков цени сопоставимых но величине энергии активации и размерам статистических сегментов ,. Для полимерных смесей на первой стадии смачивания и возникновения межфазного контакта формируется межфазный слой, а на второй по Воюцкому С. С. происходит локальная диффузия участков цепей через границу раздела ,. Данная теория не объясняет образование межфазной границы в смесях высокорегулярных и равнополярных полимеров, например цисполибутадиена и инсполиизопреиа, а так же механизм формирования межфазной границы в смесях полимеров, резко различающихся по жесткости эластомерпластик. Для полимерных смесей с компонентами, незначительно различающихся по полярности, более применима концепция сегментальной растворимости Кулезнева В. Н. ,. Механизм формирования межфазной границы в смесях наполненных полимеров, рассмотрены Липатовым 9,с. Изменения структуры в слоях объяснены, исходя из адсорбционных представлений 9,с.