Исследование модификации тиоколовых герметиков производными кротонового альдегида Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

№ 11(56)

ноябрь, 2018

ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИКАЦИИ ТИОКОЛОВЫХ ГЕРМЕТИКОВ ПРОИЗВОДНЫМИ КРОТОНОВОГО АЛЬДЕГИДА

Нормуродов Бахтиёр Абдуллаевич

докторант Термезского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected]

Бекназаров Хасан Сойибназарович

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент, Ташкентская обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат

E-mail: hasan 74@mail. ru

Тураев Хайит Худайназарович

д-р химических наук, профессор, Термезский государственный университет,

Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected]

Джалилов Адбулахат Турапович

д-р хим. наук, профессор, академик АН РУз, директор Ташкентского научно-исследовательского института

химической технологии,

Республика Узбекистан, г. Ташкент, Ташкентская обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат

E-mail: [email protected]

Абдуллаева Бахринисо Бахтиёр кизи

студент Термезского государственного университета, Республика Узбекистан, г. Термез

STUDY OF THE MODIFICATION OF THYOCOL SEALS BY DERIVATIVES OF THE CROTON ALDEHYDE

Bakhtiyor Normurodov

Doctoral student of Termez State University Republic of Uzbekistan, Termez

Hasan Beknazarov

Doctor of Technical Sciences, Leading Researcher of Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology,

Uzbekistan, Tashkent, Tashkent region, Zangiota district, p / o Ibrat

Khayit Turaev

Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University,

Republic of Uzbekistan, Termez

Adbulakhat Dzhalilov

Doctor of Chemical sciences, prof. Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,

Director of the Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent, Tashkent region, Zangiotinsky district, p / o Ibrat

Bakhriniso Abdullaeva

student of Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez

Библиографическое описание: Исследование модификации тиоколовых герметиков производными кротонового альдегида // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Нормуродов Б.А. [и др.]. 2018. № 11(56). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6609

• 7uriiversum.com

UNIVERSUM:

, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_ноябрь. 2018 г.

АННОТАЦИЯ

В работе отражен процесс модификации тиоколовых олигомеров производными кротонового альдегида. Введение НПКА в состав тиоколовых герметиков в количестве 1-3 мас.ч. приводит к увеличению их адгезии к стеклу и дюралю и условной прочности в момент разрыва.

ABSTRACT

The paper reflects the process of modification of thiokol oligomers by crotonic aldehyde derivatives. The introduction of NPKA in the composition of thiokol sealants in the amount of 1-3 wt.h. leads to an increase in their adhesion to glass and duralumin and conditional strength at the time of rupture.

Ключевые слова: герметик, производные кротонового альдегида, модификация, физико-механические свойства.

Keywords: sealant, crotonaldehyde derivatives, modification, physicomechanical properties.

№ 11(56)

Введение.

Герметики на основе полисульфидных олигомеров (ПСО) отличаются высокой газопаронепроницаемо-стью. К достоинствам таких составов можно отнести то, что они способны отверждаться и сохранять высокий уровень свойств в довольно широком диапазоне отклонений дозировок отвердителя от оптимальных и высокую стабильность компонентов герметика при хранении до использования. Вышеперечисленные достоинства герметиков на основе ПСО, связанные как с природой основной цепи олигомера, так и с активностью концевых меркаптановых групп, по которым происходит отверждение, позволяют успешно применять их в строительстве, где не всегда имеется возможность точного взвешивания компонентов и соблюдения температурных режимов и влажности при приготовлении и проведении герметизации [1, с. 128; 3, с. 153].

Во многих работах получены и исследованы тио-коловые герметики путем модифицирования. В частности, при модификации тиоколовых герметиков использованы инден-кумароновые смолы [7, с. 86], полиэфирные и виниловые смолы [2, № 34, 8, с. 663], малеиновый ангидрид [6, с. 29], изоцианаты, акри-латы, олигосиланаты [1, с. 89; 5, с. 52; 4, с.168].

Экспериментальная часть. Образцы для исследований получали смешением герметизирующей и отверждающей паст в фарфоровой ступке вручную с

помощью шпателя. После смешения полученный состав наносили на стекло, обработанное антиадгези-вом, с помощью металлических шаблонов. Отверждение проводилось по ускоренному режиму (3 часа при 110°С) или при нормальных условиях (24 часа при 70°С) в соответствии с ГОСТ 9.038-74.

Обсуждение полученных результатов.

В работе использовался жидкий тиокол с содержанием SH-групп, равным 2,95% масс. и вязкостью 15,5 Пас. В качестве наполнителя использовалась микросфера в количестве 80 мас.ч. Отверждение жидкого тиокола осуществлялось диоксидом марганца в виде отверждающей пасты. Соотношение герметизирующей и отверждающей паст в этом случае составляло 100:10 по массе. В качестве непредельных соединений использовались кротоновый альдегид и его производные различной молекулярной массы и состава с концевыми карбоксильными группами. Ненасыщенные соединения кротонового альдегида вводили в состав герметизирующей пасты в количестве от 0,3 до 10 мас.ч. на 100 мас.ч. тиокола.

Отверждение модифицированных герметиков осуществлялось как при нормальных условиях (20°С, 7 суток), так и по ускоренному режиму (70°С, 24 часа). Введение всех изучаемых ненасыщенных соединений приводит к увеличению жизнеспособности (таблица 1).

Таблица 1.

Свойства тиоколовых герметиков, модифицированных ненасыщенными соединениями

Материал Количество, мас.ч Жизнеспособность гермети- ков, т, минут Условная прочность при растяжении МПа Относительное удлинение при разрыве Еотн, %% А, МПа

Контрольный 0,0 50 0,95 287 0,53

1,0 140 1,07 273 0,67

2,0 115 1,33 248 0,80

3,0 140 1,38 225 0,87

5,0 225 1,34 208 0,93

Олигоэфиракрилаты ТТМ-3 МГФ-9 5,0 5,0 120 165 0,82 0,98 55 340 0,77 0,79

Производные кротонового альдегида 1,0 165 1,41 215 1,1

2,0 190 1,47 172 1,13

3,0 235 1,49 125 1,27

4,0 320 1,59 82 1,38

№ 11(56)

ноябрь, 2018 г.

Как видно из таблицы 1, с увеличением количества ненасыщенных соединений, а, следовательно, содержания именных функциональных групп в молекуле, жизнеспособность увеличивается. Как было установлено из данных по жизнеспособности, при малом содержании ненасыщенных соединений большим замедляющим эффектом обладают соединения с меньшей вязкостью. Это можно объяснить тем, что на начальной стадии отверждения для смол с более низкой вязкостью процессы диффузии протекают более интенсивно, в результате чего усиливается экранирование функциональных групп третичными атомами азота производных, являющегося ускорителем вулканизации.

Введение ненасыщенных соединений существенно влияет на физико-механические свойства гер-метиков. С увеличением содержания функциональных групп в ненасыщенных соединениях, при постоянном значении ненасыщенности, уменьшается условная прочность при растяжении ср, возрастает относительное удлинение при разрыве Еотн. (рис. 1).

Это связано с замедлением скорости отверждения герметика диоксидом марганца и, по-видимому, с формированием более дефектной сетки (при содержании ненасыщенного производного кротонового альдегида 2,0 мас.ч).

Дальнейшие исследования проводили с использованием ненасыщенной производной кротонового альдегида (НПКА). Было показано (рис. 1), что максимальное изменение всех изученных свойств наблюдается при введении до 2,0-3,0 мас.ч таких ненасыщенных соединений. Следует отметить, что при содержании смолы больше 2 мас.ч прочность изменяется незначительно. Относительное удлинение при разрыве резко уменьшается при введении даже небольших количеств ненасыщенных производных. Описанный характер изменения свойств, по-видимому, связан с активным участием ненасыщенных связей кротонового производного в формировании трехмерной структуры в процессе отверждения, с образованием более плотной химической сетки.

1,8 1,6 1,4 1,2

1 2 3

НПКА, мас.ч.

250

200

150

100

50

--3

1

0

4

5

Рисунок 1. Зависимости ар (1), Eoтн (2) и А (3) тиоколовых герметиков от содержания ненасыщенного

соединения НПКА

Для оценки свойств герметиков и стабильности при хранении герметизирующей пасты, в составе которой наряду с тиоколом содержится ненасыщенная

НПКА, было получено шесть партий герметизирующей пасты. Количество вводимой смолы составило 0,3 мас.ч. на 100 мас.ч. тиокола. Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Изменение свойств модифицированного НПКА герметика при хранении

№ Показатель 51 -УТ-48 Время хранения модифицированного герметика, месяцы

0 1 3 6

1 Жизнеспособность герметика, т, мин. 60-480 165 170 175 195

2 Условная прочность при растяжении, ср, Мпа 1,00 1,41 1,49 2,15 1,97

3 Относительное удлинение при разрыве, Еотн, % 160,00 215 207 195 175

4 А, МПа, 0,70 1,1 0,98 0,93 0,89

5 Пенетрация, мм-1 120,00 316 305 293 281

№ 11(56)

Из таблицы 2 видно, что по прочности и адгезионным свойствам модифицированный герметик существенно превосходит стандартный герметик 51-УТ-48. Характер изменения пенетрации свидетельствует o том, что химическое взаимодействие НПКА с тиоколом в условиях хранения незначительно. Прогнозируемый срок хранения разработанных составов до использования может составлять шесть месяцев.

ноябрь, 2018 г.

Выводы. Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что введение НПКА в состав тиоколовых герметиков в количестве 1 -3 мас.ч. приводит к увеличению их адгезии к стеклу и дюралю и условной прочности в момент разрыва, причем наиболее высокий комплекс свойств герме-тикам придают НПКА.

Список литературы:

1. Аверко-Антонович Л.А., Кирпичников П.А., Смыслова Р.А. Полисульфидные олигомеры и герметики на их основе. Л., Химия, 1983. - 128 с.

2. А.С. 572480. Опубл. в Б. И. 1977, №34

3. Валеев Р.Р. Высоконаполненные герметизирующие композиции на основе полисульфидных олигомеров // Дисс. канд. техн. наук. Казан. 2004. -С. 153.

4. Минкин B.C., Суханов П.П., Аверко-Антонович Л.А., Кирпичников П.А. Получение и отверждение реакци-онноспособных олигомеров на основе жидкого тиокола и олигоэфиракрилатов// Всесоюзн. конф. «Радикальная полимеризация». Тез. докл. - Горький. -1989. -с. 168.

5. Смыслова Р.А. Герметики на основе жидкого тиокола. -М.: ЦНИИТЭ, 1974. -83 с.

6. Френкель Р.Ш. Химическая модификация каучуков. -М.: ЦНИИТЭнефтехим. -1975. -53 с.

7. Шахбазов Г.М., Поликарпов А.П., Аверко-Антонович Л.А. Об опыте использования в составе тиоколовых герметиков иден-кумароновых смол// Всесоюзн. конф. «Повышение качества продукции и внедрении ресурсосберегающих технол. в резиновой промыш.» Тез. докл. -Ярославль. -1985. -с.86.

8. Stevens W.H., Journ. of the Oil and Colour Chemists Association, 1969, 42, № 10, p. 663-676.