Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин

| | | | | | | | |та |

|Максимальный |15 |25,7 |24,9 |23,0 |21,1 |17,9 |9,8 |27,0 |

|Н*м | | | | | | | | |

|Минимальный |8,8 |8,1 |8,2 |6,9 |6,2 |5,2 |3,6 |9,4 |

|Н*м | | | | | | | | |

|Время начала |35,5 |28,0 |20,5 |16,3 |13,7 |12,1 |10,2 |35,5 |

|Оптимальное время |44,3 |40,8 |27,5 |20,9 |17,5 |15,2 |12,8 |44,5 |

|Скорость |6,7 |7,8 |14,3 |21,7 |26,3 |32,3 |38,5 |6,3 |

Суммируя эти трехкратные испытания, можно отметить, что минимальный

крутящий момент (Мmin), характеризующий начальную вязкость резиновых

смесей, и максимальный крутящий момент (Мmax), характеризующий жесткость

вулканизованных резин. Для резиновых смесей, содержащих до 5 масс.ч.

олеохимиката и для контрольных резиновых смесей, содержащих стеариновую и

олеиновую кислоту, максимальный крутящий момент практически одинаков.

При увеличении содержания олеохимиката (от 10 масс.ч. и более) имеет

место снижение и Мmin и Мmax, что, по-видимому, можно связать с нарастающим

проявлением пластифицирующих свойств олеохимиката (и с нарастающей

деструкцией каучука в период введения олеохимиката на вальцах).

Таблица 10 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на

кинетику вулканизации при испытании на реометре Монсанто

ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3

(через три месяца)

Температура испытания 143(С

|Показатели |Содержание МЭЖКТМ, масс.ч. |Контроль |

| |0 |2 |5 |10 |15 |30 |60 |Стеа|Олеи|

| | | | | | | | |вая |я |

| | | | | | | | |ота |ота |

|Максимальный крутящий|26,4|25,2|24,5|22,8|20,9|16,5|10,1|26,2|25,0|

|Минимальный крутящий |7,5 |7,0 |7,3 |6,0 |6,1 |4,6 |3,5 |7,4 |6,7 |

|Время начала |29,1|23,2|18,0|13,7|11,6|10,6|9,9 |20,0|20,5|

|Оптимальное время |43,5|31,6|25,3|18,8|15,5|13,6|12,7|43,2|43,7|

|Скорость |6,9 |11,9|13,7|19,6|25,6|33,3|35,7|4,3 |4,0 |

Уже при равных дозировках олеохимиката и жирных кислот в резиновых

смесях проявляется тенденция к сокращению времени начала вулканизации и

оптимального времени вулканизации резиновых смесей с олеохимикатом. С

увеличением содержания олеохимиката в резиновых смесях скорость

вулканизации значительно увеличивается. Трехмесячная вылежка анализируемых

и контрольных резиновых смесей не изменяет закономерностей изменения их

вулканизационных характеристик (табл.10).

Вулканизуя анализируемые резиновые смеси, диапазон времен

вулканизации подбирали, учитывая ускорение вулканизации с ростом содержания

олеохимиката. Результаты определения физико-механических показателей

анализируемых резин представлены в таблицах 12-17 и на рисунках 3-7.

Таблица 11 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на

кинетику вулканизации при испытании на реометре Монсанто

ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3

Температура испытания 155(С

|Показатели |Содержание МЭЖКТМ, масс.ч. |Контроль |

| |0 |0,16|2 |5 |10 |15 |30 |60 |Стеа|Олеи|

| | | | | | | | | |вая |я |

| | | | | | | | | |ота |ота |

|Максимальный |26,5|26,2|25,5|24,0|22,1|20,0|16,7|8,9 |26,5|26,3|

|Н*м | | | | | | | | | | |

|Минимальный |9,0 |8,8 |8,2 |8,0 |6,8 |5,9 |4,8 |3,0 |9,7 |8,0 |

|Н*м | | | | | | | | | | |

|Время начала |15,0|14,0|10,5|8,2 |6,5 |5,8 |5,2 |4,6 |16,8|11,5|

|Оптимальное время|22,6|21,2|13,9|10,4|8,4 |7,4 |6,6 |5,7 |22,6|22,4|

|Скорость |13,1|13,9|29,4|45,4|52,6|62,5|71,4|90,9|17,2|9,2 |

|%/мин | | | | | | | | | | |

Таблица 12 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на физико-

механические характеристики ненаполненных резин на основе

каучука СКИ-3

Режим вулканизации: температура 143(С, время 30 минут.

|Показатели |Содержание метилового эфира ЖКТМ, |Контроль |

| |масс.ч. | |

| |0 |0,1|2 |5 |10 |15 |30 |60 |Стеа|Олеи|

| | | | | | | | | |вая |я |

| | | | | | | | | |ота |ота |

|Условное |0,4|1,4|1,2|1,2|0,8|0,4|0,4 |- |0,8 |0,8 |

|Мпа | | | | | | | | | | |

|Условное |0,8|3,9|3,3|2,8|2,0|1,6|0,8 |- |1,5 |1,5 |

|Мпа | | | | | | | | | | |

|Условная прочность|9,3|29,|29,|26,|23,|19,|15,2|6,1 |9,6 |9,6 |

|при растяжении, | |8 |8 |4 |3 |4 | | | | |

|МПа | | | | | | | | | | |

|Удлинение при |930|760|770|790|820|860|930 |1190|740 |740 |

|Относительное |3 |13 |8 |7 |8 |6 |4 |5 |2 |2 |

Таблица 13 - Влияние содержания МЭЖКТМ на физико-

механические характеристики ненаполненных резин на основе

СКИ-3

|Показатели |Содержание метилового эфира ЖКТМ, масс.ч. |

| |0 |0,16 |

|Продолжительность |30 |40 |50 |60 |30 |40 |50 |60 |

|143(С | | | | | | | | |

|Условное напряжение |0,4 |1,2 |1,2 |1,2 |1,4 |1,3 |1,2 |0,8 |

|Мпа | | | | | | | | |

|Условное напряжение |0,8 |3,5 |2,7 |2,4 |3,9 |3,4 |2,8 |2,4 |

|Мпа | | | | | | | | |

|Условная прочность |9,3 |31,1|27,2|25,9|29,8|30,6|26,7|27,4|

|Удлинение при |930 |760 |780 |790 |760 |770 |780 |820 |

|Относительное |3 |10 |6 |5 |13 |11 |7 |6 |

|Дисперсия по |0,69|0,07|0,07|0,04|0,12|0,03|0,02|0,00|

|прочности |3 |7 |5 |4 |6 |7 |7 |3 |

|Доверительный |1,16|0,39|0,38|0,29|0,49|0,27|0,23|0,08|

Таблица 14 - Влияние содержания МЭЖКТМ на физико-

механические характеристики ненаполненных резин на основе

СКИ-3

|Показатели |Содержание метилового эфира ЖКТМ, масс.ч. |

| |2 |5 |

|Продолжительность |30 |40 |50 |60 |25 |30 |40 |50 |

|143(С | | | | | | | | |

|Условное напряжение |11,2|0,8 |0,8 |0,8 |1,4 |1,2 |0,8 |0,9 |

|Мпа | | | | | | | | |

|Условное напряжение |3,3 |2,9 |2,5 |2,0 |2,7 |2,8 |2,0 |1,8 |

|Мпа | | | | | | | | |

|Условная прочность |29,8|27,4|24,1|25,6|26,8|26,4|25,3|24,7|

|Удлинение при |770 |790 |810 |820 |770 |790 |800 |830 |

|Относительное |8 |8 |6 |5 |8 |7 |7 |6 |

|Дисперсия по |0,01|0,00|0,00|0,00|0,02|0,02|0,00|0,00|

|прочности |8 |7 |5 |5 |2 | |6 |6 |

|Доверительный |0,19|0,12|0,39|0,39|0,21|0,2 |0,11|0,11|

Таблица 15 - Влияние содержания МЭЖКТМ на физико-

механические характеристики ненаполненных резин на основе

СКИ-3

|Показатели |Содержание метилового эфира ЖКТМ, масс.ч. |

| |10 |15 |

|Продолжительность |17 |20 |30 |40 |15 |17 |20 |30 |

|143(С | | | | | | | | |

|Условное напряжение |0,8 |0,8 |0,8 |0,8 |0,9 |0,8 |0,4 |0,4 |

|Мпа | | | | | | | | |

|Условное напряжение |2,4 |2,2 |2,0 |2,0 |1,8 |1,9 |1,7 |1,6 |

|Мпа | | | | | | | | |

|Условная прочность |20,2|21,1|23,3|23,0|23,1|20,7|17,6|19,4|

|Удлинение при |760 |790 |820 |840 |820 |800 |810 |860 |

|Относительное |8 |8 |8 |4 |8 |6 |4 |6 |

|Дисперсия по |0,03|0,01|0,01|0,00|0,02|0,02|0,02|0,02|

|прочности |5 |4 |1 |4 |7 |7 |0 |0 |

|Доверительный |0,26|0,16|0,15|0,09|0,23|0,23|0,2 |0,2 |

Таблица 16 - Влияние содержания МЭЖКТМ на физико-

механические характеристики ненаполненных резин на основе

СКИ-3

|Показатели |Содержание метилового эфира ЖКТМ, масс.ч. |

| |30 |60 |

|Продолжительность |13 |17 |20 |30 |11 |17 |20 |30 |

|143(С | | | | | | | | |

|Условное напряжение |0,8 |0,4 |0,4 |0,4 | | | | |

|МПа | | | | | | | | |

|Условное напряжение |1,5 |1,2 |0,8 |0,8 | | | | |

|МПа | | | | | | | | |

|Условная прочность |21,1|19,2|14,3|15,2|10,1|9,9 |9,6 |6,1 |

|Удлинение при |880 |890 |900 |930 |1130|1150|1190|1190|

|Относительное |7 |7 |6 |4 |6 |8 |8 |5 |

|Дисперсия по |0,05|0,04|0,01|0,00|0,04|0,00|0,00|0,00|

|прочности | |4 |7 |3 |5 |8 |7 |5 |

|Доверительный |0,31|0,29|0,18|0,08|0,29|0,12|0,11|0,10|

Таблица 17 - Влияние содержания МЭЖКТМ на физико-

механические характеристики ненаполненных резин на основе

СКИ-3

|Показатели |Контрольные смеси |

| |Стеариновая кислота |Олеиновая кислота |

|Продолжительность |30 |40 |50 |60 |30 |40 |50 |60 |

|143(С | | | | | | | | |

|Условное напряжение |0,8 |1,5 |1,1 |1,1 |0,8 |1,2 |1,2 |0,9 |

|МПа | | | | | | | | |

|Условное напряжение |1,5 |3,8 |2,7 |2,6 |1,5 |2,7 |2,7 |2,2 |

|МПа | | | | | | | | |

|Условная прочность |9,6 |31,5|28,1|27,1|9,6 |29,9|29,2|28,7|

|Удлинение при |740 |760 |780 |800 |740 |760 |780 |770 |

|Относительное |2 |10 |8 |6 |2 |11 |9 |7 |

|Дисперсия по |0,05|0,03|0,01|0,01|0,04|0,01|0,01|0,00|

|прочности |8 |8 |9 | |2 |3 | |3 |

|Доверительный |0,33|0,27|0,19|0,14|0,28|0,16|0,14|0,08|

Как видно из рис. 3-7, и таблиц 12-17 с ростом содержания

олеохимиката в резиновой смеси наблюдается изменение физико-механических

характеристик резин: снижение условных напряжений при заданном удлинении и

условной прочности при растяжении, но однородность резин растет. Такая

картина имеет место как для резин, свулканизованных в оптимуме, так и для

резин, свулканизованных в течение одинакового времени (30 минут при

температуре 143(С), причем уровень падения изучаемых характеристик меньше

для резин, свулканизованных в оптимуме.

Степень сшивания резин, определяемая по величине набухания резин в

толуоле, снижается с увеличением дозировки МЭЖКТМ в резине (рис. 8, табл.

18). Следует отметить, что уровень физико-механических характеристик резин

с МЭЖКТМ и стеариновой и олеиновой кислотой практически одинаков, а

однородность анализируемых резин выше по сравнению с контрольными резинами.

Таким образом, на основании полученных данных можно предварительно

заключить, что олеохимикаты (на примере МЭЖКТМ) в резиновых смесях и

вулканизатах могут выполнять функции диспергатора ингредиентов, вторичного

активатора вулканизации резиновых смесей, технологической добавки и

мягчителя.

Таблица 18 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на величину

ацетонового экстракта и степень набухания ненаполненных

резин на основе каучука СКИ-3

Режим вулканизации: температура 143(С, время 30 минут.

|Показатели |Содержание метилового эфира ЖКТМ, |Контроль|

| |масс.ч. | |

| |0 |0,1|2 |5 |10 |15 |30 |60 |Сте|Оле|

| | |6 | | | | | | |ари|ино|

| | | | | | | | | |нов|вая|

| | | | | | | | | |ая |кис|

| | | | | | | | | |кис|лот|

| | | | | | | | | |лот|а |

| | | | | | | | | |а | |

|Экспериментальная |1,8|1,8|2,9|5,0|8,9|12,|21,|35,|2,0|3,8|

|САээ | | | | | |9 |6 |4 | | |

|Расчетная САэр | | |1,8|4,4|8,4|12,|21,|35,| | |

|Отношение САЭэ/САэр | | | | | |2 |7 |6 | | |

| | | |1,6|1,1|1,0|1,0|0,9|0,9| | |

| | | | |4 |6 |6 |9 |9 | | |

|Степень набухания в |3,7|3,8|3,9|4,0|4,4|4,8|5,5|9,8|3,7|3,5|

|Степень набухания до|3,6|3,6|3,7|3,8|3,9|4,0|4,1|5,9|3,7|3,4|

Таким образом, исследуемые в работе олеохимикаты достаточно хорошо

совмещаются с эластомерами, вступают во взаимодействие с каучуками и

ингредиентами вулканизующей группы, диспергируя ингредиенты и активируя

вулканизацию резиновых смесей.

В связи с дефицитом и высокой стоимостью жирных кислот в России

работы по поиску новых диспергаторов ингредиентов и вторичных активаторов

вулканизации является актуальным.

Представляло интерес оценить эффективность олеохимикатов различного

химического строения в качестве вторичных активаторов вулканизации

резиновых смесей. Для этого использовали олеохимикаты – сложные эфиры

карбоновых кислот, взамен стеариновой (или олеиновой) кислоты в резиновых

смесях на основе каучука СКИ-3. В качестве контрольных готовили резиновые

смеси, содержащие стеариновую (или олеиновую) кислоту, в тех же

количествах, а также резиновую смесь, не содержащую вторичного активатора

(см. таблицу 2).

Из данных кинетики вулканизации анализируемых и контрольных резиновых

смесей на реометре Монсанто (см. приложение к таблице 19), следует, что все

анализируемые олеохимикаты и контрольные стеариновая и олеиновая кислоты

обеспечивают одинаковый уровень минимального и максимального крутящего

моментов. Но в присутствие олеохимикатов проявляется тенденция к снижению

времени начала вулканизации и оптимального времени вулканизации резиновых

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

МЕНЮ

Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин

ИНТЕРЕСНОЕ