Влияние типа системы ускорителей на свойства резиновых смесей и резин из СКИ-3 для изготовления слоев каркаса диагональных шин - Автореферат

3.3 Эксплуатационные свойства резин Резиновые изделия - автомобильные шиныИзопрен применяют для синтеза изопреновых каучуков, содержащий не менее 99% по массе основного вещества; количество примесей (простых эфиров, карбонильных, ацетиленовых, серосодержащих соединений, воды и особенно циклопентадиена) строго установлено. Непрерывным способом осуществляют полимеризацию в батарее последовательно соединенных реакторов емкостью 16-20 м3, снабженных скребковыми мешалками и рубашкой, через которую циркулирует хладагент (энтальпия полимеризации 1050 КДЖ/кг). Конечными операциями технологического процесса: 1) дезактивация катализатора (спиртами или др. соединениями с подвижным атомом водорода; остатки отмывают водой в колоннах противоточного типа); 3) выделение полимера из раствора методом водной дегазации (отгонкой растворителя и незаполимеризовавшегося мономера с острым паром; для предотвращения слипания образующейся крошки каучука вводят ПАВ); В раствор каучукам. введены нафтеновое масло и водная или углеводородная дисперсия технического углерода (сажи).Полимеризация изопрена с титановыми катализаторами проводится в изопентане, вязкость растворов полимера в котором минимальна. Осушенная изопентан-изопреновая фракция подпитывается изопреном до его содержания 12-15% и подается в холодильник 1 (рис.1), охлаждаемый испаряющимся при температуре - 20°С пропаном. Модифицированный каталитический комплекс (до 1% в расчете на изопрен) подается на полимеризацию с помощью специального дозирующего устройства, регулирующего автоматически подачу катализатора в зависимости от вязкости полимеризата, через холодильник 2. Полимеризаторами служат аппараты с мешалками, снабженными лопастями и скребками, обеспечивающими интенсивное равномерное перемешивание во всем объеме полимеризатора и непрерывную очистку поверхности теплообмена, что необходимо для достижения высокого коэффициента теплопередачи.Изопреновые каучуки кристаллизуются при - 25°С, но по сравнению с НК характеризуются меньшей скоростью (полупериод кристаллизации нерастянутого СКИЛ при - 25°С составляет более 300 ч, СКИ-3 - более 20 ч, НК - 2,3 ч) и меньшей степенью кристаллизации (максимальное содержание кристаллической фазы в СКИЛ - 25%, в СКИ-3 - 30%, в НК - 30-35%. Наименьшее относительное удлинение, при котором наблюдается образование кристаллической фазы при 20°С, составляет для резин на основе СКИЛ 600-800%, на основе СКИ-3 - 300 - 400%, на основе НК - 200%.Под влиянием титанового катализатора полимеризации изопрена или УФ-облучения они могут претерпевать цис-транс-изомеризацию, которая иногда сопровождается реакциями сшивания или циклизации. Циклизация протекает также при нагревании изопреновых каучуков в присутствии Р205 или SNCL4, что приводит к уменьшению ненасыщенности полимера и увеличению жесткости цепи. При хлорировании изопреновых каучуков с помощью CCL4 в присутствии катализаторов получают продукт, содержащий до 65% хлора, растворимый в ароматических растворителях и не растворимый в алифатических углеводородах.При переработке в отличие от НК они не нуждаются в предварительной пластикации, и пластоэластические свойства подобны свойствам пластикатов НК; однако вследствие большой склонности СКИ к деструкции при переработке необходимо строго соблюдать температурные режимы смешения, разогрева и формования. Основным недостатком СКИ, связанным с особенностями молекулярной структуры и ММР, является пониженная когезионная прочность резиновых смесей на их основе. Так, прочность при растяжении резиновой смеси на основе НК составляет 1,5 - 2,0 МПА, на основе СКИ-3 - только 0,2-0,4 МПА, для смесей на основе СКИЛ эта величина еще меньше.Вследствие высокой непредельности вулканизацию СКИ-3 можно осуществлять с применением вулканизующих систем, содержащих серу и органические ускорители вулканизации, а также бессерными системами: тиурамом, органическими перекисями, фенолформальдегидными смолами, производными малеимида и другими веществами. В промышленности применяются главным образом серные вулканизующие системы. В рецептуру резиновой смеси, особенно на основе каучуков типа СКИЛ, рекомендуется включать 1,5-2,5 масс. ч. серы и 0,7 - 1,2 масс. ч. ускорителей вулканизации. Качество изопреновых каучуков оценивают по свойствам вулканизатов стандартной резиновой смеси с малым содержанием серы: Таблица 1. Смесь приготовляют на лабораторных вальцах при температуре 70-80°С, продолжительность смешения 10 мин.Свойства вулканизатов на основе СКИ близки к свойствам аналогичных вулканизатов на основе НК, уступая, однако, по сопротивлению раздиру, прочности при повышенных температурах и напряжениях при определенных удлинениях (табл.1).Эти каучуки используют как самостоятельно, так и в сочетании со стереорегулярными бутадиеновыми или бутадиенстирольными каучуками в производстве шин, разнообразных резино-технических изделий (транспортерные ленты, рукава, формовые и неформовые детали), резиновой обуви.Хотя некоторые авторы допускают молекулярную реакцию сульфенамида и серы, большинство ис

Содержание

Введение

1. Литературно-реферативный обзор

1.1 Изопреновый каучук

1.1.1 Промышленное получение изопренового каучука

1.1.2 Полимеризация изопрена

1.1.3 Физические свойства и структура изопренового каучука

1.1.4 Химические свойства изопренового каучука

1.1.5 Технологические свойства изопренового каучука

1.1.5.1 Переработка каучука

1.1.5.2 Вулканизация изопренового каучука

1.1.5.3 Свойства вулканизатов на основе изопренового каучука

1.1.6 Применение изопренового каучука

1.2 Ускорители

1.2.1 Сульфенамид Ц

\1.2.2 Каптакс

1.2.3 Альтакс

1.2.4 Дифенилгуанидин

2. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Каучук СКИ-3

2.1.2 Стеариновая кислота

2.1.3 Оксид цинка (II)

2.1.4 Сульфенамид Ц

2.1.5 Каптакс

2.1.6 Альтакс

2.1.7 Дифенилгуанидин

2.1.8 Нафтам-2

2.1.9 Ацетонанил Р

2.1.10 Тех. углерод П-514

2.1.11 Сера

2.2 Методы исследования

2.2.1 Метод определения пластоэластических свойств на пластометре

2.2.2 Метод определения упруго-прочностных свойств при растяжении

2.2.3 Метод определения сопротивление раздиру

2.2.4 Метод определения сопротивления истиранию при скольжении

2.2.5 Методы испытаний на многократный продольный изгиб образцов

2.2.6 Метод определения твердости по Шору А 2.2.7 Метод определения эластичности на упругомере

2.2.8 Метод определения вулканизационных характеристик на реометре RPA-2000

2.3 Изготовление резиновых смесей на вальцах

2.4 Вулканизация резиновых изделий в вулканизационных прессах

3. Экспериментальная часть и обсуждение результатов

Введение

Серная вулканизация используется со времен открытия ее Ч. Гудьиром. Система органических ускорителей оказывает значительное влияние на свойства резин.

Изопреновый каучук отличается довольно высокой стойкостью к остаточной деформации и высокой стойкостью тепловому старению. Поэтому резины на его основе нашли широкое применение в производстве слоев каркаса диагональных шин.

Применение органических ускорителей внесло самые существенные изменения в процесс вулканизации каучука. Они значительно улучшают технические свойства вулканизатов, повышают сопротивляемость резиновых изделий старению, создают возможность получения однородных массивных изделий, сокращают продолжительность вулканизации, в результате чего в несколько раз уменьшается потребность в оборудовании и расход энергии, увеличивается производительность труда.

Целью данной работы было определение влияние типа ускорителя на свойства резиновых смесей и резин на основе изопренового каучука СКИ-3, с использованием разных комбинаций ускорителей. Смеси предназначены для изготовления слоя каркаса диагональных шин. вулканизация изопреновый каучук резиновая смесь