CC BY
25
Мустафаева Р.Э. ©
Научный сотрудник, аспирант, кафедра инженерные основы химической технологии, Азербайджанская Г осударственная Нефтяная Академия
МОДИФИКАЦИЯ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-СИРОЛЬНОГО И ИЗОПРЕНОВОГО КАУЧУКОВ ОЛИГОЭФИРМЕТАКРИЛАТОМ
ЭПИХЛОРГИДРИНА
Аннотация
Разработаны резиновые смеси на основе бутадиен-стирольного каучука, модифицированного олигоэфирметакрилатом эпихлогидрина и исследован комплекс свойств их вулканизатов. Показано, что полученные резины обладают улучшенными показателями деформационно-прочностных, адгезионных свойств, термической стабильности и химической стойкости.
Ключевые слова: бутадиен-стирольный каучук, олигоэпихлоргидрин, механо-химическая модификация.
Keywords: butadiene-styrol rubber, oliqoepichlorohydrin, ме^апо-Летюа1 modification.
Одним из перспективных и интенсивно развиваемых направлений в области создания новых полимерных материалов, отвечающих возросшим требованиям потребителей, является полимер-олигомерная комбинация имеющихся крупнотоннажных полимеров. Характерной особенностью этого направления является возможность получения материала с высоким комплексом эксплуатационных и технологических свойств. Увеличение межмолекулярного взаимодействия за счет функциональных групп в модифицированных полимерах способствует повышению степени сшивания композиций на их основе, за счет ассоциации полярных групп.
Бутадиен-стирольные каучуки (БСК) имеют низкую адгезию, химическую стойкость и плохую совместимость со многими каучуками. С целью ликвидации вышеуказанных недостатков осуществлена механохимическая модификация БСК олигоэфирметакрилатом эпихлоргидрина (ОМАЭХГ).[1]
Одним из способов регулирования технологических свойств резиновых смесей является введение в их состав небольших количеств специальных ингредиентов -органических соединений, так называемых технологических добавок, которые способствуют улучшению и стабилизации технологических свойств резиновых смесей, не оказывая при этом отрицательного влияния на основной комплекс физико-механических свойств резин на их основе [124].
Для резиновых смесей на основе СКС-30 АРКМ-15 и СКИ-3 в промышленном масштабе применяется остродефицитный резорцин-уротропиновой комплекс (РУ), который повышает прочность связи каркасных резиновых смесей с шинным кордом, но не обеспечивает достаточной стабильности крепления при повышенной температуре и влажности.
В связи с этим была предпринята попытка замены РУ на вновь синтезированный нами реакционноспособный олигомер олигоэфирметакрилат эпихлоргидрина (ОМАЭХГ), относящийся к классу олигоэфирметакрилатов (ОЭМА).
В процессе олигомеризации эпихлоргидрина в реакционную смесь одновременно с сокатализатором бензилхлоридом добавляются метакриловая кислота в соотношении бензилхлорид: метакриловая кислота - 1:1^2:1. Бензилхлорид и метакриловая кислота одновременно являются сокатализаторами и регуляторами роста цепи.
Полученный олигоэфирметакрилат эпихлоргидрина (ОМАЭХГ) имел следующую структуру, подтвержденную данными ИК-спектроскопии и элементарного анализа:
© Мустафаева Р.Э., 2013 г.
О 11
СН2=С-С-(-СН2-СН-О-)„-Н СНз СН2С1
Содержание хлора в ОМАЭХГ-е составляло 36%. в количестве 2-3 масс.ч бутадиен-стирольного каучука.
Так как при вальцевании резиновой смеси имеет место механохимическая модификация БСК ОМАЭХГ-ом, то открывается также возможность для вулканизации таких смесей специфическими вулканизующими агентами, которыми сами исходные эластомеры не вулканизуются.
Модификация бутадиен-стирольного каучука олигоэфирметакрилатом эпихлоргидрина (ОМАЭХГ) осуществляется непосредственно при изготовлении резиновой смеси. Для этого бутадиен-стирольный каучук предварительно смешивается с олигомером, после чего вводится изопреновый каучук СКИ-3, а затем остальные ингредиенты
Предлагаемые резиновые смеси, наряду с известной резиновой смесью, готовились на лабораторных вальцах при 25-300С. Общая продолжительность смешения составляла 2025мин., вулканизацию смесей осуществляли в течение 15 мин. при температуре 423К.
Лучшие показатели достигаются при введении в резиновые смеси ОМАЭХГ с 2000 и 4000. Полученные данные показывают, что вулканизаты резиновых смесей, содержащих с применением взамен РУ-1 модифицированный БСК олигоэфирметакрилатом эпихлогидрина (ОМАЭХГ) характеризуются улучшенными показателями прочности при растяжении, относительного удлинения и сопротивления раздиру.
Проведено сравнение физико-механических и эксплутационных свойств вулканизатов разработанных резиновых смесей на основе СКИ-3 и СКС-30 АРКМ-15 каучуков содержащих в качестве модификаторов 2-3мас.ч олигоэфирметакрилат эпихлогидрина и существующей.
В отличие от базового варианта, разработанная резиновая смесь на основе СКИ-3 и СКС-30 АРКМ-15 каучуков в качестве модификаторов модифицированного БСК олигоэфирметакрилатом эпихлогидрина, имеют улучшенные показатели прочности при растяжении, сопротивления раздиру и усталостной выносливости при многократном растяжении вулканизатов.
Это можно объяснить образованием новой надмолекулярной структуры бутадиен-стирольного каучука и улучшением совместимости в системе СКИ-3+ СКС-30 АРКМ-15.
Прочность связи резин с шинным кордом марки 25 КНТС у вулканизатов модифицированных резиновых смесей даже при 1200С находятся на уровне той, что имеют стандартные резины при нормальных условиях. Это позволит исключить использование в составе резин остродефицитного РУ, а сокращение времени вулканизации приведет к экономии серы, избыток которой оказывает отрицательное влияние на свойства вулканизатов.
Наличие реакционно-способных функциональных -С1, -ОН и эфирных групп в БСК модифицированного олигоэфирметакрилатом эпихлогидрина способствуют повышению адгезионной прочности резин на его основе с шинным кордом.
Использованный нами реакционно-способный олигомер в частности ОМАЭХГ представляют большой интерес вследствие гибкости цепи олигомерного блока, высокой химстойкости, хороших реологических и низкотемпературных характеристик, электролитической стабильности и совместимости с каучуками и наполнителями. Олигомеры такой природы, как ОМАЭХГ могут быть использованы, как компоненты улучшающие совместимость каучуков, в качестве пластифицирующей и адгезионной добавки к резиновым смесям, в качестве вулканизующего агента для резиновых смесей и т.д.
Литература
1. Р.Э.Мустафаева «Исследование реологических показателей модифицированного бутадиен-стирольного каучука», «Экоэнергетика» науч. технич. журнал, Баку, 2010, №4, стр.35-38
