Влияние наполнителей на поверхностную энергию резин Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

должительности прогрева в интервале времен от эффективность проявляет оксид цинка. Следует

достоверности

" пинии:

, с

ОПИСЫВ<

13 х,

где х- продолжительность I Повышение температуры до 140°С сопровождается ростом скорости деструкции, но при продолжительности больше 60 минут наблюдается некоторое повышение характеристической вязко» сттт Зависимость характеристической вязкости от времени окисления с достоверностью 0,94 описывается уравнением второго порядка:

у = [т|]0~ ах + Ьх2 (2),

где коэффициент «а» характеризует деструкцию, а коэффициент «Ь» - удлинение цепи.

В случае окисления вальцованного в течение 20 минут каучука и его смесей с оксидами металлов (1 маем.) процессы удлинения цепи начинаются уже при температуре 120°С, Зависимость характеристической вязкости от времени окисления для этих систем также описывается уравнением второго порядка.

Значения коэффициентов уравнений (2) приведены в табл, 2,

Анализ коэффициентов полиномиальных уравнений показывает положительную роль оксидов металлов в реакциях окисления. Наибольшую

также отметить, что» несмотря лов переменной валентности в модификаторе ГО, смеси с ним более устойчивы к действию воздуш*

С]

Коэффициенты уравнения 2

ЛИТЕРАТУРА

Донцов А,А. Процессы М: Химия. 1978. 288 е.

оруггурнронання эластомеров.

1

4кг I

3.

С! (5

еши.

Судзиловская Т.Н. и др. им Н.К. гсний. М: Химий. Беллами Л.Инфракраснь

Изд-во ин. /шт.

ХеЗ 1. 199?, С.373 вышкомо/. I 384 с.

спектры сложных с.

Кафедра общей и физической химии

УДК 678.532 612.3

Н.А. Кузнецова, Г.И. Кострыкнна

ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ПОВЕРХНОСТНУЮ ЭНЕРГИЮ РЕЗИН

(Ярославский государственный технический университет)

Исследовано влияние пластикации, вулканизации и наполнения резин на их по-верхностную энергию. Установлена различном роль технического углерода при форлшро-вании поверхностной энергии резиновых смесей и реши: в смесях наполнение повышает поверхностную энергию, в резинах уровень влияния технического углерода определяется его содержанием и типом.

Поверхностная энергия твёрдых полимеров является важной величиной, т.к. позволяет судить об адгезионной и адсорбционной способностях полимерной поверхности [1]. Более того,

значение поверхностной энергии является мерой степени диспергирования наполнителя и его взаимодействия с полимером [2].

В настоящее время практически отсутет-

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

результате мех&но к

интерес - определение влияния типа и содержания фекту,

С

что структура наполненных ре-

и после-струкгуры кау-др.) будет оказм-энергию [3]. В

тнои

по сравнению с чиной.

и

на его кул могут

отметить заниженное значение энергии исходного каучука СКИ-3 теоретически рассчитанной вели-быть связано с различным рас-в объёме полимера и неполярные части макромоле-вблизи поверхности,

энергии поэтапно: для каучуков, ненаполненных образуя петлевидную структуру.

и

ы смеси на основе каучука

смачивания по

оыли вы-» наполнен-234 и П 514. по знамени-и п

{

О - краевой угол смачивания» с% - поверхност-энергия твёрдой подложки, оь - поверхностная контактной жидкости, (Л, Ь - надстрочные , обозначающие дисперсионную и водо-составляющие, соответственно. Кроме того» для сравнения проводился расчёт поверхностного натяжения по парахору с учетом групповых, структурных и вкладов

НОЕ НАТЯЖЕНИЕ КАУЧУКА

ных вальцах в течение 10 минут

на лаборатор-

На*

при начальной

Влияние илаеншации на поверхностную энергию

каучука СКИ-З , 1пПиепее оГ тмЙсиМоп он *шг(&се енег^ оГ

1 ски-з а", мН/м мН/м 0, мН/м |

[ исходный 29,9 0,0 29,9 (теор, 333) |

[пластицированный 28,4 6,8 35,2 I

кауч

Как видно по сравнению величиной

обладает боль-та счёт

может быть следствием двух процессов, антибатно влияющих на поверхностную молекулярной массы тению поверхностной з

'3

к умень-

образование

2

альтакс» ДФГ, цинковые белила и стеарин

-3 вводили серу, и

деление ингредиентов в объеме и на поверхности, то расчётное значение поверхностной энергии с учетом объёмного содержания ингредиентов составит 44,2 мН/м.

ностная энергия ненаполненных вулканизатов оказалась равной 33,9 мН/м. Это значение несколько ниже теоретически рассчитанного.

Полученный результат может быть связан с различными процессами» протекающими при вулканизации. Во-первых, на поверхностную энергию могут влиять условия вулканизации. Формирование вулканизатов происходило в металлических пресс-формах. Измеренный угол смачивания водой металлической поверхности составил 77°. Вероятно» на такой низкоэнергетической

диффузия к и маЛОПОЛЯРНЫл шис

смеси, что может привести к снижению поверхностной энергии. Во-вторых, необходимо учитывать и взаимодействие ингредиентов» в частности, формирование действительного агента вулканизации, обладающего меньшей поверхностной энергией, чем исходная вулканизующая группа.

Известно» что при равновесном расположении изолированной гибкой адсорбированной макромолекулы на плоской поверхности раздела части» сегментов выравнивается на поверхности, другая же част (более полярные группы), оставаясь в объёме, образует петли.

Из сказанного следует, что поверхностный слой резины должен обладать меньшей энергией, чем слой, расположенный в глубине образца, Было проведено измерение краевых углов смачивания непосредственно на поверхности образца и в его объёме. Для этого методом микротомирования был снят верхний слой резины толщиной 0,1 мм.

После снятия верхнего слоя (т.е. в объёме образца) значение поверхностной энергии оказа-

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49

п.

все

во резины

лось выше, чем в исходном образце иого вулканизата, и составило 37,3 так и, полученная величина меньше рассчитанной. Вероятно, второй фактор снижения лярные части поверхностной энергии при вулканизации определяющим.

Е

центры технического углерода с каучуком и адсороируя на

личивает поверхностную энергию смесей в основ-

ном за счет полярной составляющем (а возрастает

28

И до

62,1 мН/м при введении 7 при том же

мас.ч, 1

ТУ П 5

ется до 0,1 и 0,3 I

В наполненных вулканизатах зависимость поверхностной энергии от содержания ля нелинейна. Влияние дозировки 1 углерода на поверхностную энергию на рис. 1, 2.

«ш

ж

Влияние дозировки ТУ П 234 на ттркшюгиут мер-

гию вулканизатор на основе каучука СКИ-3. Influence of amount of carbon black P 234 on surface energy of vulcanízate based on isoprcnc rubber

Как видно из рис, 1, поверздостная энергия резин, наполненных активным техническим угле-родом, с увеличением его содержания не повышается, как следовало бы ожидать, а, наоборот, на-гея тенденция к её снижению.

йЛ

X

Рис, 2. Влияние дозировки ТУ П 514 на поверхностную знер*

гию шумтыыттш т основе каучука СКИ-3 Fig. 2, Influence of amount of carbon black F 514 on suri ergy of vulcanízale based on ssoprene

П

иы от технического

содержания менее активного

симум. Примерно до 0,15 объемных частей пропе-

то наполнителя требуется более высокая дозиров-

пых фрагментов смеси

7

ИТЕРАТУ РА

Липатов Ю.С Межфазные явления в по; Наумова думка.'»980. 260 с. Можнатквиа ЕЛ\ и др. Каучук и резина.

Пугачмич ПЛ1*„ Б^гдяров Э.МЦ Лтыгып

верхноепше явления в полимерах, 198с

Ban Кревелен ДЖ Свойстм и химическое

полимеров / Пер, с англ,; «од ред, А.Я, ыт. 1976. 416 с.

Кафедра химии и технологии переработки эластомеров

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49 вып. 10