Научная статья на тему 'Влияние оксидов металлов на окисление непредельных каучуков'

Влияние оксидов металлов на окисление непредельных каучуков Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
85
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Судзиловская Т. Н., Кострыкина Г. И., Данилова А. С.

Исследовано влияние оксида цинка и смеси оксидов кобальта, молибдена и алюминия на изменение структуры непредельного 1,4 цис -изопренового каучука при переработке на вальцах и при окислении. Установлено, что при переработке и окислении наличие оксидов металлов в каучуке приводит к увеличению количества кислородсодержащих групп в цепях полимера, деструкции и структурированию цепей. Соотношение процессов деструкции и структурирования определяется типом оксида и его содержанием.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Influence oxides metals on oxidation of unsaturated rubbers

Influence of zinc oxide and a mixture of oxides of cobalt, molybdenum and aluminum on the change in structure of unsaturated 1,4 cis-isoprene rubber is investigated when processing the latter on rollers and at oxidation. It is established that processing and oxidation in the presence oxides of metals in rubber leads to the increase in quantity of oxygen groups in the polymer chain, destruction and structurization of the chains.. The ratio of the processes of destruction and structurization is determined by type of the oxide and its content.

Текст научной работы на тему «Влияние оксидов металлов на окисление непредельных каучуков»

L Бойко ВЛ, н др* Жури, техиич, физики. 1982. Т. 52.

Выл. U.C. 15-20. !.. Климова BJX< Фошгюлииеризуюишес^ тыттти для печатных и отделочных процессов. ML: Издатенылво M ГУ il 2000. 200 с.

3. Серова В.Н, и др. Иm вуюш. Химий и хйзи. технологий. 1997, Т. 40, Вып.З. С 114-117.

4. Серова В. 11. и др< Высокомояек» соед> 1999, Т. 41 А. № 9< С. 14094415.

5. S^rova et al. h Polym, Eng. 1999. V. 19. H 4. P, 233-

16. Нурхаметош! И. Синтез» rerepo ш карбониюшзаци^ функционально тыегтпных тиазшшлиной, тиажшов и 3U 3> 4-тиадиазинов. Дне» ... к.х.н. Казани 200L

17. Мамшош В,А, др. Химий г^ггероцноич, шел. 1999. № IL С. 1554-1560.

18. Мамедв» В,А, др. Журн. органич. химии» 2Ш5, 1\ 4L Вып. 5. С. 710-71?.

19. Иваичев СС Радикальная полимеризация. Л,: Хммшя, 1985. 279 с,

20. Рэнби Б*, Ра §ек Я* Фотод№тру к цн ш s фстюкисление « фотостабилизация полимеров. М; Мир. 1978. 675 с.

2 К Коробой В.IL» Чибисов АЖ* Успехи химии. 1983. T. UL Вып. I.C. 43-71.

Кафедра технологии полиграфических процессов и кинофотоштериалов

УДК 678.7.094.3:66 Т.Н. Сутпловстщ ГЛ. Костры кипа, А.С Данилова ВЛИЯНИЕ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ НА ОКИСЛЕНИЕ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ КАУЧУКОВ

(Ярославский государственный технический универюитгг)

//сследоводе влияние оксида цинк и и смеси оксидов кобальта* молибдена и шда-ж/^шл на ишенение структуры непредельного 1*4 цис -топренового каучука при переработке па вальцах и при окислении, Установлен^ что при переработке и окислении наличие оксидов металлов в каучуке приводит к увеличению количества кислородсодержащих групп в цепях полимера, деструкции и структурированию цепей* Соотношение процессов деструкции а структурирования определяется типом оксида и его содержа-нием.

Оксиды металлов широко используются в резиновом промышленности в качестве аггивато-ров серной вулканизации непредельных каучуков [1], модификаторов адгезии каучука к латунированному металлокорду [2], Структура непредельных каучуков претерпевает существенные изменения при переработке. При смешении с ингредиентами вследствие механохимических реакций происходит деструкция цепей и их модификация вследствие присоединения кислорода в виде различных кислородсодержащих групп [3]. При вулканизации, кроме основной целевой реакции образования узлов между макромолекулами, развиваются и побочные, среди которых существенное влияние на свойства оказывают реакции окисления, приводящие к деструкции или дополнительному структурированию цепей полимера.

влияния окислений на свойства технических резин и возможности влияния на окисление оксидов металлов, этому вспросу практически не уделялось внимания, В этой связи представлялось необходимым оценить влияние на процесс окисления каучуков и резин оксида цинка в составе белил цинковых (БЦ) и продукта ГО, как наиболее широко используемого активатора и модификатора адгезии. Продукт ГО представляет собой смесь оксидов кобальта, молибдена и алюминия,

Содержание оксидов металлов варьировали от 0,5 мае. ч. до 5 мае, ч. на 100 мас.ч. каучука. Смешение каучуков с ингредиентами проводили на лабораторных вальцах при фрикции 1: 1,1В и начальной температуре 20°С в течение 20 минут.

О степени механодеструкции и окисления

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49 вып

каучуков судили по изменению молекулярной

ским методом и по И К спектрам. Образцы каучуков перед испытанием фильтровали через фильтр епень деструкции оценивали по соот-

ЛЬ Ч ц

ль

где [г]]0 - характеристическая вязкость до »ания, [т|] харг

Я

определяли на спектрофото-готовили прессованием ана в прессе при температу-0°С в течение 10 минут.

Ид рис. 1 представлен график изменения степени деструкции каучука СКИ-3 в зависимости от содержания оксидов металлов, Как и следовало ожидать, степень механодеструкции каучука СКИ-3 при вальцевании увеличивается при добавлении в каучук твердых порошкообразных оксидов металлов. Однако при содержании в системе выше 2 маел, оксида степень деструкции заметно с нижа»

эффект с ниже-

казалось оы» парадоксальный факт снижения степени деструкции может быть связан с двойственным влиянием оксидов металлов на процессы, протекающие при обработке, Как известно [3], механическая деструкция в среде воз-духа сопровождается окислением, следствием ко-ляется образование кислородсодержащих частности альдегидных, Анализ вадьцо-

вии оксидов методом ИК спектроскопии подтвер^ факт (рис.2).

. Влияние содержания оксидов мет&яшов на степень

деструкции 1,4 тс~потн:юпрст„ influence of the conten! of the metal oxide on the degree of destruetion of 1,4 cis-polyisoprene.

образцов

появляются полосы 1710 cwf1 и

поглощения в обяао

см , хараггерные для и г

увеличивается при введении оксидов, особенно в

неорганического модификатора адгезии

6**

олынеи степени, чем выше содержание модификатора (табл. 1).

Таблиц® А

Влияние типа оксида ш относительное содержание

кислородных групп Table L Influence of the type of metal oxide on the relative content

С другой стороны, повышенное количество кислородсодержащих групп увеличивает вероятность их действия с и е а кти в и ро ва н и ы м и макромолекулами по водороду а -углеродного атома, или между собой с образованием гидроксильных и сложнозфирных. групп, при этом происходит удлинение цепи. Нельзя исключить и вероятность взаимодействия оксидов металлов в качестве а к-

шифрованными кислородом полимерными цепями с активными центрами на поверхности оксидов (поверхностные гидроксиль-ные группы и свободные радикалы).

х

С

7S

Воптте число, ш

Волновое число, си"

Рис, 2, ИК спектры 1.4 цистюлинюпрена (1) и его смесей с оксидом mum (2), продуктом ГО 0) после ¡шгьиеаания. Fig. 2, IR spteím of 1,4 cis-poiyisoprcne and its mixture with zim

oxide a iter ml ling.

Окисление в и 140°C показало неоднозначное влияние ок

1 14, С,

этих групп

СКИ-3 и подтвердило предложенную роль окси-металлов в реакциях окисления. Исходный альцованный каучук при окислении деструкти-приводя к снижению молекулярной массы, исимость характеристической вязкости от про-

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 мае.ч.) 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 адгезионно и 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

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.