Композиционная неоднородность бутадиен-нитрильных каучуков и способы уменьшения ее влияния на свойства резин

• Автор: Данковцев, Василий Андреевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 .АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Г1 .Особенности полимеризации и структуры цепей сополимеров
1.2 .Композиционная неоднородность каучуков
1.3.Смеси полимеров как модели структурно-неоднородных систем
2.ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.Объекты исследования
2.2.Методы исследования
2.2.1.Определение содержания связанного нитрила акриловой кислоты, микроструктуры бутадиеновой части сополимера
2.2.2.Исследование температурных переходов
2.2.3 .Микроскопические исследования
2.2.4.Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1.Структура и свойства бутадиен-нитрильных каучуков
3.2.Распределение технического углерода в бутадиен-нитрильных каучуках, их термомеханическая обработка

3.3.Частичная замена сложноэфирных пластификаторов на нефтяные масла в
резинах на основе бутадиен-нитрильных каучуков
3.4.Смеси бутадиен-нитрильных каучуков с другими эластомерами
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ
Улучшение качества полимерных материалов, в частности -эластомеров, для изготовления резиновых технических изделий, обеспечивающих надежную и долговечную работу оборудования в условиях воздействия повышенных и пониженных температур, разнообразных агрессивных сред и других неблагоприятных факторов является актуальной задачей, решение которой позволит сберегать значительные материальные и трудовые ресурсы. Одним из основных каучуков резиновой промышленности является бутадиен- нитрилыгый каучук (БНК). Создание и развитие производства БНК обусловлено сочетанием в нем маслобензостойкости и эластических свойств в довольно широком температурном интервале при относительно невысокой стоимости. БНК используется как в производстве технических, так и в изготовлении пищевых резин[ 1 ].
Структура макромолекул БНК, наряду с обычными их характеристиками (молекулярный вес, молекулярно-массовое распределение и др.), в значительной степени определяется параметрами, специфичными для сополимеров. К таким параметрам в первую очередь следует отнести [ 2 ] неоднородность состава цепей сополимера (т.е. наличие молекул с составом, отличным от среднего) и характер чередования звеньев сомономеров в молекулярных цепях. Специфические структурные характеристики БНК обусловливают образование в них микрофаз из макромолекул различного состава. Подобные микрофазы или композиционная неоднородность в таких сополимерах приводит к снижению физико-механических показателей резин.
Комплексное решение проблемы устранения неоднородности по составу в сополимерных каучуках, в частности, БНК, и композиций на их основе, представляет важную народно-хозяйственную задачу и одновременно имеет значительный теоретический интерес, поскольку исследования охватывают все этапы получения изделий из эластомеров

резиновых смесей и вулканизатов, а могут и углубить их, поскольку известно [ 97 ] влияние мягчителей на эффективность смешивания каучуков и резин.
В идеальном случае необходимо подбирать такие рецептурнотехнологические приемы, которые обеспечили бы равномерное, а может быть и неравномерное, но оптимизированное распределение ингредиентов и близкое их химическое влияние на все микрофазы в полимерах.
Диффузия облегчается наличием в совмещаемых полимерах микронеоднородностей цепей [ 98, 99 ]. В полимере, состоящем из полярных и неполярных групп, соединенных в цепи, по мнению автора [ 98, 100 ] будет происходить микрорасслаивание участков цепи с различными соотношениями групп. Для БНК разделение на фазы доказано прямыми измерениями температуры их стеклования на различных этапах конверсии мономеров [22 ]. Микрофазовое разделение способствует локальной диффузии, которая, по мнению автора [ 98, 99 ], осуществляется при совмещении полярного и неполярного полимера преимущественно за счет проникновения неполярных, а потому более подвижных, участков цепей в менее подвижную микрофазу полярного полимера. Этому процессу благоприятствует и при адгезии, и при смешении полимеров экспериментально установленный факт [ 101, 102 ] обогащения поверхности менее полярным полимерным компонентом с меньшей поверхностной энергией, т.е. меньшим поверхностным натяжением. Преобладание неполярных групп над полярными в объеме полярного полимера с образованием неполярной «внешней фазы» [ 98 ] способствует
формированию прочной адгезионной межфазной границы в системах из полярного и неполярного полимеров [ 99 ]. Например, для смеси бутадиен-нитрильного и бутадиенового каучуков будет происходить диффузия участков бутадиенового каучука в микрообласти БНК, содержащие бутадиеновые звенья. В результате процесс адгезии можно рассматривать в этом случае как процесс аутогезии полибутадиена и микрообластей БНК,