Применение олигомеров в технологии переработки вулканизованных отходов резин на основе фторкаучуков

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

И. А. Новаков*, М. А. Кракшин**, О. М. Новопольцева**
ПРИМЕНЕНИЕ ОЛИГОМЕРОВ В ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ВУЛКАНИЗОВАННЫХ ОТХОДОВ РЕЗИН НА ОСНОВЕ ФТОРКАУЧУКОВ
*Волгоградский государственный технический университет **Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ E-mail: nov@volpi. ru
С целью рационального использования переработанных вулканизованных отходов фторкаучука (ВОСКФ) изучена возможность применения в качестве модифицирующей (пластифицирующей) добавки к ним олигоэфиракрилата и олигогликольадипината. Показано, что применение таких модифицированных ВОСКФ позволит снизить стоимость изделий из фторкаучуков без ухудшения их эксплуатационных свойств и частично решить проблему утилизации ВОСКФ.
Ключевые слова: фторкаучук, вулканизованные отходы, олигоэфиракрилат, олигогликольадипинат.
Рациональная переработка вулканизованных отходов имеет не только экономическое, но и экологическое значение [1, с. 11]. В промышленности резиновых технических изделий используется сравнительно небольшое количество фторкаучука СКФ-32, который, однако, по стоимости на порядок выше, чем бутадиен-стирольные и другие каучуки общего назначения. В литературе [2−4] описана возможность применения вулканизованных отходов СКФ-32 (ВОСКФ) в качестве добавки к исходному каучуку. Однако физико-механические свойства вулканизатов, получаемые из таких композиций, недостаточно высоки.
Свойства резин, содержащих ВОСКФ, во многом определяются степенью развитости пе-
реходного слоя между ними и каучуком [5]. Этот показатель можно, вероятно, в некоторой степени регулировать путем введения в состав перерабатываемых ВОСКФ различных пластификаторов. Обычно применяемые для полярных каучуков пластификаторы ДБФ и ДБС обладают высокой летучестью и потому они неприемлемы в композициях на основе СКФ, так как изделия из таких резин эксплуатируются, как правило, при высоких температурах. Изучена возможность применения в качестве модифицирующей (пластифицирующей) добавки к ВОСКФ при их переработке олигомеров олигоэфиракрилата (ОЭА) Д-20/50 и олигогликольадипинатов (ОГА) ПДЭА-4 и ПДА-800.
ВОСКФ получали путем измельчения отходов вулканизатов серийной резиновой смеси ИРП 1314 до образования крошки, затем ВОСКФ подвергали механодеструктивной обработке на минимальном зазоре между валками вальцов до образования шкурки.
Как показали эксперименты, при введении в состав ВОСКФ олигомеров почти в 1,5 раза сокращается продолжительность вальцевания до образования шкурки и ее поверхность становится гладкой, а не шероховатой, как у контрольного варианта (без олигомеров), что свидетельствует о повышении качества вторичного продукта.
Предварительными экспериментами было установлено, что введение в состав ВОСКФ 2 масс. ч. (оптимальная дозировка) сшивающего агента салицилальимина меди (СИМ) на 100 масс.ч. ВОСКФ повышает прочностные харак-
теристики таких вулканизатов. Поэтому во всех вариантах немодифицированных и модифицированных ВОСКФ, использованных в дальнейших экспериментах, содержалось по 2 масс. ч. СИМ на 100 масс.ч. ВОСКФ.
Из табл. 1 видно, что при введении в состав ВОСКФ ОЭА прочность вулканизатов существенно возрастает, тогда как прочность вулкани-затов из ВОСКФ, модифицированных ОГА, при их низких дозировках (до 5 масс.ч.) незначительно возрастает, а при более высоких (5−10 масс.ч.) — снижается. Особенно заметно снижение прочности у вулканизатов, модифицированных ОГА ПДА-800. Увеличение прочности вулканизатов с ОЭА объясняется, вероятно, образованием дополнительных поперечных связей, о чем свидетельствует снижение набухания вулканизатов в ацетоне (табл. 2).
Таблица 1
Влияние модифицирующих добавок (олигомеров) на свойства вулканизатов из ВОСКФ
Наименование показателей Без олиго- мера Тип и дозировка олигомеров, масс.ч.
ПДА-800 ПДЭА-4 Д 2050
5 10 15 5 10 15 5 10 15
Условная прочность при растяжении (Гр), МПа 6,2 8,0 5,9 3,0 11,0 8,9 7,5 18,7 18,5 18,0
Относительное удлинение при разрыве (є), % 132 182 168 145 210 245 260 120 110 75
Относительное остаточное удлинение (є0), % 8 8 8 8 10 12 12 8 8 6
Твердость, Шор, А 78 78 75 72 78 75 70 82 87 88
Коэффициент теплового старения (Кє) (130 °Сх144 ч) 0,95 0,9 0,93 0,93 0,95 1,0 1,0 0,98 0,95 0,95
Таблица 2
Влияние олигомеров на степень набухания в ацетоне вулканизатов из ВОСКФ
Дозировка олигомера, масс.ч. Равновесное набухание, %
ПДА-800 ПДЭА-4 Д2050
0 80 80 80
5 82 83 54
10 90 90 47
15 98 93 42
Приведенные данные показывают, что использование в качестве модифицирующей до-
бавки олигоэфиракрилата позволяет получать из регенерата вулканизаты с высокими прочностными характеристиками и использовать такой регенерат для изготовления изделий, работающих в условиях статического нагружения.
Если при введении в состав резиновых смесей из СКФ-32 (ИРП-1314) до 20 масс.ч. как немодифицированного, так и модифицированного олигомерами ВОСКФ прочностные характеристики остаются практически на уровне показателей контрольной резины (без ВОСКФ) (табл. 3), то на динамические свойства резин тип и дозировка модификатора оказывают существенное влияние (рис. 1).
Таблица З
Свойства резин из СКФ-32 с 20 масс.ч. ВОСКФ, модифицированных олигомерами
Наименование показателей Без регенерата Тип и дозировка олигомера в ВОСКФ, масс. ч
ПДЭА-4 Д-20/50
0 5 15 0 5 15
Условная прочность при растяжении, МПа 23,0 22,7 23,0 23,5 22,7 24,0 25,5
Относительное удлинение при разрыве, % 130 130 135 147 130 120 105
Относительное остаточное удлинение, % 4 4 4 4 4 4 4
Твердость, ед. Шор, А 78 80 80 79 81 84 88
Коэффициент теплового старения по относительному удлинению (130 °Сх144 ч.) 0,95 0,95 0,98 0,98 0,95 1,00 1,10
О -I-----------------------1-----------------------1-----------------------1-----: -----------------1
0 5 10 15 20
Дозировка ВОСКФ, масс.ч.
Рис. 1. Влияние дозировки ВОСКФ на усталостную выносливость резин:
1 — немодифицированные ВОСКФ- 2 — ВОСКФ, модифицированные 10 масс.ч. Д-20/50- 3 — ВОСКФ, модифицированные 10 масс.ч.
ПДЭА-4
Как видно из рисунка, зависимость усталостной выносливости от дозировки ВОСКФ носит экстремальный характер. Максимальная усталостная выносливость достигается при введении в состав резин на основе СКФ-32 ВОСКФ в дозировке 10−15 масс.ч., причем модифицированные олигомерами ВОСКФ в большей степени повышают усталостную выносливость резин, чем немодифицированные.
Существенное влияние на степень повышения усталостной выносливости оказывает дозировка олигомера, введенного в ВОСКФ (рис. 2). И в этом случае зависимость усталостной выносливости от дозировки олигомера носит экстремальный характер, а наиболее высокая усталостная выносливость достигается при дозировке олигомера в ВОСКФ около 10 масс.ч.
О -I-----------------------1-----------------------1----------------------1-----------------------1
0 5 10 15 20
Дозировка ПДЭА-4
Рис. 2. Зависимость усталостной выносливости ВОСКФ от дозировки в нем ПДЭА-4:
1 — 5 масс.ч. ВОСКФ- 2 — 10 масс.ч. ВОСКФ- 3 — 15 масс.ч. ВОСКФ-
4 — 20 масс.ч. ВОСКФ
Стендовые испытания сальниковых уплотнителей из серийной и опытной резины (с 20 масс.ч. модифицированного олигоэфиракрила-тами ВОСКФ) показали одинаковую их работоспособность.
Введение в состав резиновых смесей на основе СКФ-32 10−20 масс.ч. ВОСКФ, модифицированного олигомерами, позволяет в 3−5 раз повысить усталостную выносливость вулкани-затов без существенного снижения других физико-механических свойств.
Таким образом, исследования показали, что использование в составе резиновых смесей вулканизованных отходов СКФ, модифицированных олигомерами, позволит снизить стоимость изделий без ухудшения их эксплуатационных свойств и частично решить проблемы утилизации ВОСКФ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Макаров, В. М. Использование амортизированных шин и отходов производства резиновых изделий / В. М. Макаров, В. Ф. Дроздовский. — Л.: Химия, 1986. — 110 с.
2. Воронин, А. Д. Изготовление высоковязких резиновых смесей на основе СКН-40 и СКФ-32 с измельченным вулканизатом в непрерывном резиносмесителе / А. Д. Воронин, О. А. Захаркин, Н. Д. Захаров и др. // Каучук и резина. — 1980. — № 1. — С. 40−42.
3. Семенов, Г. Д. Повышение качества продукции и внедрение ресурсосберегающей технологии в резиновой промышленности / Г. Д. Семенов, В. С. Евчик, Л. А. Маркова //
Тезисы докладов Всесоюзной конференции. — Ярославль, 1986. — С. 142.
4. Шешеня, Г. К. Модификация тонкоизмельченных вул-канизатов на основе фторкаучука олигомерами и использование вторичных продуктов в одноименных резиновых смесях / Г. К. Шешеня, О. М. Новопольцева, Ю. Г. Леу-шин, М. А. Кракшин // Сырье и материалы для резиновой промышленности. Настоящее и будущее: тезисы докладов III Российс. научно-практич. конф. резинщиков. — Москва, 1996. — С. 237−238.
5. Кулезнев, В. Н. Смеси полимеров / В. Н. Кулезнев. -М.: Химия, 1980. — 280 с.
I. A. Novakov, * M. A. Krakshin * О. М. Novopolseva
THE OLIGOMERS APPLICATION IN THE PROCESS OF REMAKING THE VULCANIZE D WASTE OF FLUORINERUBBER
Volgograd State Technical University *Volzhsky Polytechnic Institute (office) Volgograd State Technical University**
Abstract. In order of rational use of refined rubberized waste of fluorinerubber (RWFR) was analyzed the ability of usage the oligoesteracrylates and oligoglycoladipinates as the modifying (plasticating) addition. It was demonstrated that the application of modified RWFR will allow to lower the value of fluorinerubber products without the deterioration of their performance characteristics and will solve the problem of utilization of RWFR.
Keywords: fluorinerubber, rubberized waste, oligoesteracrylates, oligoglycoladipinates.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой