Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин
Таблица 46 - Влияние олеохимикатов на физико-механические характеристики наполненных резин на основе каучуков СКИ-3, СКД и СКМС-30АРКМ15
Режим вулканизации: температура 143°С
Показатели |
Время вулканизации при 143°С |
Контроль |
Тип олеохимиката | ||||||
Без олеохимиката |
Олеиновая кислота |
Стеариновая кислота |
ЖКТМ |
Метиловые эфиры ЖКТМ |
Метиловые эфиры олеиновой кислоты ЖКТМ |
Диэфиры димерных кислот |
Пентол | ||
Условное напряжение при удлинении 200%, МПа |
30 |
6,3 |
6,4 |
6,6 |
5,2 |
5,7 |
5,5 |
5,7 |
5,3 |
50 |
7,2 |
7,8 |
8,6 |
6,7 |
6,2 |
6,4 |
6,4 |
6,1 | |
60 |
7,3 |
8,0 |
9,1 |
6,7 |
6,2 |
6,3 |
6,5 |
6,1 | |
Условная прочность при растяжении, МПа |
30 |
18,9 |
16,0 |
16,6 |
15,6 |
18,5 |
16,8 |
17,3 |
17,5 |
50 |
18,8 |
15,5 |
15,1 |
15,4 |
18,1 |
16,3 |
17,1 |
16,7 | |
60 |
19,2 |
14,0 |
15,0 |
14,4 |
16,9 |
15,9 |
17,2 |
17,0 | |
Относительное удлинение при разрыве, % |
30 |
640 |
570 |
590 |
690 |
680 |
660 |
650 |
690 |
50 |
610 |
500 |
470 |
560 |
640 |
600 |
610 |
620 | |
60 |
620 |
480 |
460 |
530 |
620 |
590 |
610 |
630 |
При изготовлении смесей использовали свежий термопластикат каучука СКМС-10К, придающий резиновой смеси высокую липкость к оборудованию. Для контроля использовали олеиновую и стеариновую кислоты. Обычно олеиновая кислота в производстве используется как технологическая добавка, обеспечивающая помимо функции вторичного активатора предотвращение залипания резиновых смесей. В присутствии стеариновой кислоты смеси залипают.
При изготовлении резиновых смесей было отмечено, что бутиловый эфир снижал липкость резиновых смесей лучше олеиновой кислоты, в то время как бутиловый эфир, содержащий в виде примесей сложные кислоты, по эффективности действия уступал даже стеариновой кислоте.
Результаты испытаний метиловых эфиров, как предотвратителей липкости, не позволили сделать однозначных выводов по эффективности их действия из-за нестабильности результатов.
Следует отметить, что технологические свойства резиновых смесей с анализируемыми и контрольными продуктами, а также физико-механические показатели их вулканизатов соответствовали нормам контроля для этих смесей.
Таким образом, можно утверждать, что олеохимикаты могут выполнять в резиновых смесях функцию технологической добавки, снижая липкость резиновых смесей. По-видимому, снижению липкости способствуют наличие ненасыщенных структур в олеохимикатах и разветвленность молекулярных структур, обеспечивающая снижение совместимости олеохимиката с каучуком, вследствие чего он легче выделяется из резиновой смеси. Однако для доказательства сделанных выводов необходимы дополнительные эксперименты, проще всего, по влиянию примесей, присутствующих в целевых продуктах.
Выводы по работе
1. Исследовано влияние химического строения и содержания олеохимикатов – сложных эфиров карбоновых кислот на технологические свойства резиновых смесей, кинетику их вулканизации и физико-механические характеристики вулканизатов.
2. Показано, что в зависимости от содержания олеохимикаты могут выполнять функции диспергатора ингредиентов, вторичного активатора вулканизации резиновых смесей, технологической добавки и мягчителя резиновых смесей.
3. Установлено, что химическое строение олеохимикатов определяет их совместимость с каучуками. С использованием уравнения Флори-Ренера рассчитаны значения константы взаимодействия в системе олеохимикат-каучук, параметры растворимости и совместимости олеохимикатов с каучуками. Выявлено, что наилучшей совместимостью с каучуками общего назначения обладают нормальные алифатические эфиры жирных кислот. Совместимость олеохимикатов снижается с переходом к димеризованным продуктам и продуктам трехатомного спирта-глицерина.
4. Установлено, что набухшие в олеохимикатах вулканизаты на воздухе окисляются и деструктируют до пастообразного состояния. Показано, что в основе такой деструкции лежит механизм сопряженного окисления полимера и олеохимиката.
5. Разработана методика оценки адсорбции олеохимикатов из их растворов на твердых наполнителях методом УФ-спектроскопии. Изучена адсорбция олеохимикатов на оксиде цинка. Показано, что с ростом концентрации растворов олеохимикатов и продолжительности контакта раствор – оксид цинка нарастает отрицательная адсорбция, связанная с химическим взаимодействием олеохимикатов с оксидом цинка.
6. Показано, что олеохимикаты, в сравнении с олеиновой и стеариновой кислотами, снижают время начала вулканизации и оптимальное время вулканизации резиновых смесей без увеличения склонности к подвулканизации. Обеспечивая получение более однородных резин при практической равнозначности их прочностных характеристик.