Исследование способов введения белковых компонентов в синтетический полиизопрен
Испытания второй серии образцов (ВПБ – 1) , содержащих в составе полимера различные природные соединения также показали улучшение когезионных характеристик по сравнению с СКИ – 3, при совместном содержании гидролизата коллагена в полимере в котором присутствовал детергент ПАВ 1019 (ВПБ-1/1) увеличились условная прочность при растяжении и условное напряжение при 300% удлинении. При совместном введении клеточной фракции в полимер с присутствием в нем сульфанола НП-3 и фосфалипида увеличилась условная прочность при растяжении, а условное напряжение при 300% удлинении практически не изменилось. Следует отметить,что характеристическая вязкость модифицированного СПИ (типа ВП – 1 и ВПБ) и исходного СКИ – 3 остается без изменения ( n = 4,2 ) .
3.3. Модификация белковыми соединениями СПИ путем иммобилизации их на предварительно активированную матрицу каучука СКИ – 3 , реакционно-способными соединениями.
Полученные ранее данные свидетельствуют о том, что модификация может быть эффективной, если подавляющее большинство макромолекул будут содержать белковые фрагменты, прочно связанные с цепью полимера. Серия модифицированных полиизопренов – лабораторные и опытно- промышленные образцы. Модификация была осуществлена введением в СКИ – 3 на стадии полимеризации одной или двух полярных групп (карбокси ,- сульфо, - амино, - нитро и –нитрозо ) , комбинация белков и соединений с полярными группами .
В таблице 3.3.1. представлены данные о прсоединении белков к модифицированным различными способами СКИ – 3 по содержанию азота в каучуке. В зависимости от способа выделения показано, что наибольшей степенью модификации белками хярактеризуются каучуки модифицированные NaSO3 и малеиновым ангидридом. При этом фосфолипидные белки характеризуются большей степенью присоединения, чем белкозин. Следует отметить, что наиболее эффективно использование спиртового способа выделения.
Таблица 3.3.1.
Содержание азота (N,% масс.) в образцах, модифицированных различными способами в сочетании с белками (введено по 0,6% масс.N)
Способ выделения |
СКИ – 3 |
Сульфидированный СКИ – 3 – 03 |
Нитрозированный СКИ – 3 – 03 |
СКИ – 3 – 03 Содержащий карбоксильные группы |
Фосфолипидные белки | ||||
спирт |
0,37 |
0,50 |
0,39 | 0,48 |
водная дегазация |
0,12 |
0,33 |
0,18 |
0,20 |
Белкозин водорастворимый | ||||
спирт |
0,35 |
0,32 |
0,13 |
0,48 |
водная дегазация |
0,03 |
0,32 |
0,13 |
0,24 |
Были проведены исследования свойств, модифицированных СПИ в смесях с наполнителями различной активности. Таблица 3.3.2. содержит результаты определения пласто-эластических свойств модифицированных полиизопренов и резиновых смесей на их основе ( при получении малого объема модифицированного СПИ эти показатели не определялись ) а также когезионные свойства смесей и физико-механические показатели вулканизатов, которые даны как процентное изменение свойств от исходного немодифицированного СКИ – 3 ( который в каждой серии опытов был другим ).
Полученные результаты показывают, что практически во всех случаях модификации, осуществляющийся введением соединений с различными полярными группами белков, значительно увеличивается когезионная прочность резиновых смесей с активными наполнителями.
Наибольшее увеличение когезионной прочности, отмечается в опытной партии СПИ с комбинацией малеинового ангидрида + нитрит натрия + белок. Реакция взаимодействия каучука с МА представлена ниже. Напряжение вулканизатов при 300 % удлинения заметно повышается при введении комбинаций малеиновый ангидрид + нитрит натрия, малеиновый ангидрид + нитрит натрия + белок, МА + белок
Эти же вулканизаты в основном обнаруживают и повышение сопротивления раздиру. (таблица3.3.3.)
Считать наиболее перспективным способом модификации прививку белков через комбинацию полярных групп.
Таблица 3.3.3.
Физико-механические свойства смесей и вулканизатов на основе каучука СКИ-3-03 (модификация нитритом натрия, малеиновым ангидридом и балкозином), полученного на Опытном заводе ВНИИСК
Модификатор/показатели | Белок+NaNO2 | МА+белок | МА+белок+ NаNO2 |
Пластичность | 0,33 | 0,32 | 0,30 |
Эластическое восстановление, мм | 2,0 | 1,73 | 1,96 |
Условное удлинение при 300% удлинении резиновой смеси, Мпа | 0,43 | 0,73 | 0,39 |
Условная прочность при растяжении резиновой смеси, Мпа | 1,33 | 1,7 | 1,2 |
Условное напряжение при 300% удлинения вулканизатов, Мпа | 14,6 | 18,2 | 16,7 |
Условная прочность при растяжении вулканизатов, МПа, при 23о С | 25,6 | 23,5 | 25,4 |
Условная прочность при растяжении вулканизатов, МПа, при 100о С | 18,1 | 14,6 | 16,0 |