Vliv glycerinu na pryžové výrobky – interakční vlastnosti a jeho vliv na vlastnosti materiálu

Babich, O. D. Studium vlivu technologických přísad na plasticko-elastické, vulkanizační charakteristiky kaučukových směsí a fyzikální a mechanické vlastnosti vulkanizátů / O. D. Babich, E. A. Savelyeva. — Text: bezprostřední // Mladý vědec. — 2015. — č. 24.1 (104.1). — S. 3-5. — URL: https://moluch.ru/archive/104/23576/ (datum přístupu: 28.12.2024. XNUMX. XNUMX).

Studium vlivu technologických přísad na plasticko-elastické, vulkanizační vlastnosti kaučukových směsí a fyzikálně mechanické vlastnosti vulkanizátů

Babich Oksana Dmitrievna, učitelka speciálních oborů;

Savelyeva Jekatěrina Aleksandrovna, studentka

Vysoká škola technologie a managementu oblasti Volhy (Balakovo)

Cílené přísady, které po přidání do pryžových směsí v malém množství zlepšují jejich technologické vlastnosti, se nazývají technologické přísady.

Přísady zlepšující zpracovatelnost kaučukových směsí se v gumárenském průmyslu používají již dlouho. Přestože mají pozitivní vliv na technologické vlastnosti směsí, negativně ovlivňují výkonnostní charakteristiky pryže.

K řešení těchto problémů se používají netradiční látky – technologické přísady, které umožňují cíleně regulovat technologické vlastnosti kaučukových směsí. Takové přísady jsou široce používány v zahraničí. Aditiva umožňují nejen specificky regulovat vlastnosti hotových výrobků a zlepšit zpracování polymerních kompozic, ale také zvýšit životnost a odolnost výrobků proti povětrnostním vlivům, získat výrobky s dekorativním povrchem imitujícím přírodní materiály a zlepšit lepicí spoj s výztužnými materiály.

Technologické přísady musí splňovat řadu požadavků: být dobře kompatibilní s elastomery a plnivy; mají pozitivní vliv na tekutost směsí; pozitivně ovlivnit vulkanizační vlastnosti směsí; Odolává světlu a ozónu a snadno se mísí; nezávislost působení na teplotě míchání nebo vytlačování; automaticky dávkován.

Mechanismus účinku pomocných látek závisí na jejich kompatibilitě s polymerem. Na základě kompatibility s polymerem lze pomocné látky rozdělit do tří hlavních skupin:

1) látky, které jsou omezeně kompatibilní s pryží. Technologické přísady se vytlačují na povrch kaučukové směsi a působí jako vnější mazivo na kaučukovo-kovovém povrchu;

2) látky, které jsou středně kompatibilní s pryží. Pod kritickou koncentrací působí aditivum jako „vnitřní mazivo“ mezi elementárními objemy zapojenými do procesu proudění. Při koncentracích nad kritickou úrovní působí přísada tohoto typu prvním mechanismem;

3) látky, které jsou dobře kompatibilní s gumou. Aditiva tohoto typu nemigrují na rozhraní a působí jako modifikátor viskozity pro celou hmotu systému prostřednictvím jednoho z následujících mechanismů:

— intermolekulární snižuje interakci mezi makromolekulami polymerů;

– intramolekulární – podporuje bobtnání makromolekuly a její „změkčení“.

Technologická aditiva se podle chemické povahy dělí na: mastné kyseliny a jejich deriváty (soli a estery), emulzní změkčovadla, vysokovroucí polyglykoly, pryskyřice (pryskyřičné kyseliny a jejich deriváty).

V gumárenském průmyslu, hlavně v zahraničí, se používají deriváty mastných kyselin (MK) s multifunkčním účinkem. Při smíchání kaučuků s takovými přísadami vznikají kompozice, jejichž použití umožňuje značně změnit vlastnosti jak kaučukových směsí, tak kaučuků z nich získaných. Možnost použití multifunkčních přísad je spojena s jejich chemickou strukturou, stavem agregace a vlivem na strukturu elastomerních kompozic. Správným výběrem a zavedením přísad do kaučukové směsi lze usnadnit její zpracování (plastifikační efekt), změnit přilnavost, soudržnost, parametry vulkanizace a mnoho dalších vlastností. V závislosti na chemické struktuře a množství multifunkčních přísad se vlastnosti kaučuku získaného z takových kompozic (elasticita, mrazuvzdornost a tepelná odolnost, pevnost, dynamické a únavové charakteristiky, tvrdost a otěruvzdornost atd.) výrazně mění.

Mezi nimi existuje šest hlavních typů:

1) adukty polyethylenoxidu (PEO) a polypropylenoxidu (PPO) s amidy mastných kyselin;

2) mýdla rozpustná v oleji;

3) ve vodě rozpustná mýdla;

4) nitrily mastných kyselin;

5) kvartérní sloučeniny;

6) deriváty mastných kyselin obsahující síru.

PFA těchto typů se používají při polymeraci kaučuků, vulkanizaci kaučukových směsí a regeneraci starých kaučuků jako emulgátory, povrchově aktivní látky, dispergátory, změkčovadla, změkčovadla, peptizéry, vulkanizační činidla, aktivátory, antioxidanty, antiozonanty, činidla proti připalování, regulátory molekulové hmotnosti, přísady pro zvýšení přilnavosti.

Složení kaučukových směsí může také zahrnovat skutečnosti – produkty reakce míchání rostlinných a živočišných olejů se sírou (5-10 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů pryže). Usnadňují zavádění velkého množství plniv a zlepšují rozměrovou stabilitu vytlačovaných polotovarů.

Vliv přísady na plasticitu a viskozitu směsi je nevýznamný, přičemž vstřikovatelnost směsí je výrazně zlepšena. Pryž bez kyseliny stearové a pevná změkčovadla obsahující Dispaktol M se vyznačují sníženými hysterezními ztrátami a zvýšenou odolností proti opotřebení.

Studie účinnosti změkčovadla – dispergačního činidla emulfinu K prokázala, že jeho přídavek zlepšuje technologické vlastnosti kaučukových směsí: vstřikovatelnost, kalandrovatelnost, lisovací vlastnosti atd. při zachování pevnostních vlastností vulkanizátů. Emulfin K je kompozice sestávající z polyethylenglykolu (PEG-400) esteru kyseliny stearové – 40 %, parafinu – 32 % a kaolinu – 28 %. Pomáhá snižovat Mooney viskozitu pryžových směsí. Podporuje lepší rozptýlení plniva a dalších přísad, snižuje přilnavost směsí k válcům, zvyšuje rychlost vstřikování kaučukových směsí. Emulfin KS je syntetická mastná kyselina frakce C17-C20 a vícemocných alkoholů (glycerol a polyethylenglykol). Z hlediska komplexu plastoelastických, pevnostních vlastností, tepelné a mrazuvzdornosti je pryž s emulfinem-KS obdobou pryže s emulfinem-K, což umožní uvolňování kyseliny stearové (potravinářské suroviny) používané pro technické účely.

Při interakci vyšších karboxylových (mastných) kyselin s alkoholy vznikají estery, které se hojně používají při výrobě kaučuků, plastů, laků a barev. Estery ZhKTM se vyznačují dobrou smáčivostí a kompatibilitou s většinou filmotvorných látek, včetně vodných emulzí a latexů. Pentaerythritolové estery talového oleje mají oproti glycerolesterům řadu výhod (vyšší viskozita atd.).

Estery alifatických karboxylových kyselin jsou široce používány k výrobě pryží se zvýšenou mrazuvzdorností. Nejrozšířenější jsou estery kyseliny adipové a sebakové a jednosytné alkoholy (od n-butylu po isodecyl).

Nejúčinnějším změkčovadlem, které výrazně zvyšuje mrazuvzdornost pryže, je dibutylsebakát (DBS). Je dobře kompatibilní s pryží a plasty, má nízkou viskozitu, těkavost a vysokou odolnost proti extrakci vodou, mýdly a detergenty. DBS je náchylný k extrakci uhlovodíky, což vylučuje možnost jeho použití ve výrobcích přicházejících do styku s takovými médii. Používá se k výrobě kaučuků na bázi chloroprenových a nitrilbutadienových kaučuků s mrazuvzdorností do -60°C.

Pro zlepšení technologických vlastností kaučukových směsí při míchání, válcování a vytlačování byl vyvinut produkt PA-1109, což je směs esterů organických kyselin s parafinem a křídou (uhličitan vápenatý). Zavedení produktu do kaučukové směsi napomáhá ke snížení viskozity Mooney, snížení ztrát hysterezí, zvýšení dynamického modulu a zvýšení stupně disperze sazí, což zlepšuje dynamické vlastnosti. Zavedení každé součásti místo RA-1109 dává horší výsledky. Optimální dávkování je 3 hm. h.

Slibným směrem ve vývoji nových cílených aditiv je jejich syntéza na bázi syntetických mastných monokarboxylových kyselin (FFA) různého frakčního složení, získaných ve velkém měřítku z oxidace parafinických ropných uhlovodíků. Na základě FFA frakce C5-C9 a diethylenglykolu byl vytvořen nový plastifikátor nazvaný „L3-7 ether“. Důležitou vlastností esterového změkčovadla LZ-7 je jeho malá změna viskozity s teplotou ve srovnání s jinými esterovými změkčovadly. Účinnost zvýšení mrazuvzdornosti kaučuků na bázi polárních kaučuků se zavedením esterového změkčovadla je tím větší, čím méně roste jeho viskozita s klesající teplotou. To je v souladu s výsledky testování konkrétních kaučuků s esterem LZ-7, z nichž vyplývá, že z hlediska vlivu na mrazuvzdornost kaučuku je ester LZ-7 výrazně lepší než dibutylftalát a blíží se dibutylsebakátu.

Je třeba poznamenat, že sortiment směsných produktů jako technologických přísad se neustále zvyšuje. Zahraniční firmy je nabízejí pro zlepšení technologických vlastností univerzálního SC (StrukturolHT 204), pro zlepšení extruze a aktivace vulkanizace (StrakturolHT 266) a další.

V současnosti se v gumárenském průmyslu, hlavně v zahraničí, hojně používají produkty rostlinného a živočišného původu jako přísady pro různé účely. Tyto produkty jsou spolehlivým, hojně obnovitelným, levným, netoxickým zdrojem surovin.

Byla prokázána účinnost multifunkčních komponentů získaných z vedlejších produktů výroby rostlinných tuků jako cílených přísad do kaučukových směsí.

Základní pojmy (vygenerováno automaticky): přísady, směs, kyselina, gumárenské látky, gumárenský průmysl, vlastnost, kyselina stearová, ester, multifunkční působení, gumárenská směs.