Поліуретанові матеріали

Міністерство загального характеру і професійної освіти Російської Федерации.

Волгоградський Державний технічний университет.

ВОЛЗЬКИЙ ПОЛИТЕХНИчЕСКИЙ ИНСТИТУТ Факультет___________________________________________________________________.

____.

Напрям подготовки__________________________________________________________.

____________________________________________________________________________.

____.

Випускна робота бакалавра тема:_______________________________________________________________________ ____.

____________________________________________________________________________ ____________________.

____________________________________________________________________________ ____________________.

Код випускний роботи: ________________________________.

Студент _____________________________________________ _____________.

(Прізвище, ім'я, отчество).

(Подпись).

Керівник роботи __________________________________ _____________.

(прізвище, инициалы).

(Подпись) Консультанты ________________________________________ _____________.

(прізвище, инициалы).

(Подпись).

________________________________________.

_____________.

(прізвище, инициалы).

(Подпись).

________________________________________.

_____________.

(прізвище, инициалы).

(Підпис) Зав. кафедрою __________ ____________________________ _____________.

(абревіатура) (прізвище, инициалы).

(Подпись).

Волжский.

Міністерство загального користування та професійної освіти Російської Федерации.

Волгоградський Державний технічний университет.

ВОЛЗЬКИЙ ПОЛИТЕХНИчЕСКИЙ ИНСТИТУТ Факультет__________________________________Кафедра_________________________.

Напрвление__________________________________________________________________.

«УТВЕРЖДАЮ».

Зав.кафедрой.

____________________.

«___"_______________199___г.

Задание.

Студента____________________________________________________________________ ____.

(прізвище, ім'я, по батькові) 1. Тема______________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ затверджена наказом інститутом від «____» _____________ 199__ р. ___________________ 2. Термін здачі ____________________________________________________________________ 3. Вихідні дані: _____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ 4. Зміст випускний роботи (перелік які підлягають розробки питань) ___________ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ ____________________________________________________________________________ ____ 5. Перелік ілюстративного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових ілюстрацій)__ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ________________________ 6. Консультанти роботи з зазначенням які стосуються ним розділів |Розділ |Консультант | | | | |Завдання видав |Завдання прийняв | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |.

7. Дата видачі завдання ___________________________________________________________ Керівник работы_____________________________________________________________.

(прізвище, инициалы).

(підпис) Студент ________________________________________________________________________.

(прізвище, инициалы).

(подпись).

1. Літературний обзор.

1.1.

Введение

.

Захист гум від теплового і озонного старіння є основним метою даної роботи. Як інгредієнтів, захищають гуму від старіння, застосовуються композиція диафена ФП з диафеном ФФ і поливинилипоридом (дисперсная середовище). Процес виготовлення противостарительной пасти описується в експериментальної части.

Противостарительную пасту застосовують у резинах з урахуванням изопренового каучуку СКИ-3. Гуми з урахуванням цього каучуку стійки до дії води, ацетону, етилового спирту і стійки до дії бензину, мінеральних і тварин олій і т.д. [1].

При зберіганні гум і експлуатації гумових виробів відбувається неминучий процес старіння, що призводить погіршення їх властивостей. Щоб поліпшити властивості гум застосовують диафен ФФ у композиції з диафеном ФП і поливинилхлоридом, які теж дозволяє певної міри вирішити питання выцветании резин.

1.2. Старіння резин.

При зберіганні каучуков, і навіть при зберіганні і експлуатації гумових виробів відбувається неминучий процес старіння, що призводить погіршення їх властивостей. Через війну старіння знижується міцність при розтягненні, еластичність і відносне подовження, підвищуються гистерезисные втрата часу та твердість, зменшується опір истиранию, змінюється пластичність, в’язкість і розчинність невулканизированного каучуку. З іншого боку, в результаті старіння значно зменшується тривалість експлуатації гумових виробів. Тому підвищення стійкості гуми до старіння має велике значення збільшення надійності і працездатності гумових виробів [1].

Старіння — результат на каучук кисню, нагрівання, світла, і особливо озона.

З іншого боку, старіння каучуков і гум пришвидшується у присутності сполук поливалентных металів і за багатократних деформації [2].

Стійкість вулканизатов до старіння залежить від низки чинників, найважливішими у тому числі является:

— природа каучука;

— властивості які у гумі противостарителей, наповнювачів і пластифікаторів (масел);

— природа вулканизирующих речовин і прискорювачів вулканізації (від нього залежить структура і стійкість сульфідних зв’язків, які виникають за вулканизации);

— ступінь вулканизации;

— розчинність і швидкість дифузії кисню в каучуке;

— співвідношення між обсягом і поверхнею гумового вироби (зі збільшенням поверхні зростає кількість кисню, що проникає в гуму) [1].

Найбільшою стійкістю до старіння і окислювання характеризуються полярні каучуки — бутадиен-нитрильные, хлоропреновые та інших. Неполярные каучуки менш стійки до старіння. Їх опір старіння визначається переважно особливостями молекулярної структури, становищем подвійних зв’язків та його кількістю в основний ланцюга. На підвищення стійкості каучуков і гум до старіння у яких вводять противостарители, які уповільнюють окислювання і старіння [3].

1.2.1. Види старения.

У зв’язку з тим, що роль чинників, активуючих окислювання, змінюється у залежність від природи й складу полімерної матеріалу, резличают в відповідність до переважним впливом однієї з чинників такі види старения:

1) теплове (термічне, термоокислительное) старіння внаслідок окислення, активованого теплом;

2) стомлення — старіння внаслідок втоми, викликаної дією механічних напруг і окисних процесів, активізованих механічним воздействием;

3) окислювання, активована металами перемінної валентности;

4) світлове старіння — внаслідок окислення, активізованого ультрафіолетовим излучением;

5) озонное старение;

6) радіаційне старіння під впливом іонізуючого випромінювання здійснюватиме [4].

У цьому роботі досліджується вплив противостарительной дисперсії ПВХ на термоокислительную і озонную стійкість гум з урахуванням неполярных каучуков. Тому далі докладніше розглядаються термоокислительное і озонное старение.

1.2.2. Теплове старение.

Теплове старіння — результат одночасного впливу тепла і кисню. Окисні процеси головна причина теплового старіння в повітряної среде.

Більшість інгредієнтів у тому чи іншою мірою впливають для цієї процеси. Технічний вуглець та інші наповнювачі адсорбируют противостарители у своїй поверхні, зменшують їх концентрацію в каучуку і, отже, прискорюють старіння. Дуже окислені сажі може бути каталізаторами окислення гум. Малоокисленные (грубні, термічні) сажі, зазвичай, уповільнюють окислювання каучуков [5].

При тепловому старінні гум, який минає при підвищених температурах, необоротно змінюються майже всі основні физикомеханічні властивості. Зміна цих властивостей залежить від співвідношення процесів структурування і деструкції. При тепловому старінні більшості гум з урахуванням синтетичних каучуков переважно відбувається структурування, що супроводжується зниженням еластичності і підвищення жорсткості. При тепловому старінні гум з натуральної і синтетичного изопропенового каучуку і бутил каучуку більшою мірою розвиваються деструктивні процеси, що призводять до зменшення умовних напруг при заданих подовження та підвищення залишкових деформацій [6].

Ставлення наповнювача до окислювання залежатиме з його природи, від типу інгібіторів, введених у гуму, і південь від характеру вулканизационных зв’язків [2].

Прискорювачі вулканізації, як і продукти, їх перетворення, залишаються в резинах (меркаптани, карбонаты та інших.), можуть брати участь у окисних процесах. Вони можуть викликати розкладання гидроперекисей по молекулярному механізму і сприяти його, в такий спосіб, захисту гум від старіння [7].

Істотно впливає на термічне старіння надають природа вулканизационной сітки. За помірної температурі (до 70о) вільна сірка і полисульфидные поперечні зв’язку уповільнюють окислювання. Проте за підвищенні температури перегрупування полисульфидных зв’язків, у якому може утягуватися і вільна сірка, призводить до прискореного окислювання вулканизатов, які знаходяться цих умовах нестійким. Тому необхідно підбирати вулканизационную групу, що забезпечує освіту стійких до перегрупуванню і окислювання поперечних зв’язків [8].

Для захисту гум від теплового старіння застосовуються противостарители, що б стійкість гум і каучуков до впливу кисню, тобто. речовини, які мають властивості антиоксидантів — передусім вторинні ароматні аміни, феноли, бисфинолы та інших. [1].

1.2.3. Озонное старение.

Озон надає сильний вплив на старіння гум навіть у незначною концентрації. Це можна знайти які вже у процесі збереження і перевезення гумових виробів. Якщо за цьому гума перебуває у розтягнутому стані, то, на поверхні її виникають тріщини, розростання яких можуть призвести до розриву матеріалу [9].

Озон, очевидно, приєднується до каучуку по подвійним зв’язків із освітою озонидов, розпад яких призводить до розриву макромолекул і супроводжується освітою тріщин лежить на поверхні розтягнуті гум. Крім того, при озонування одночасно розвиваються окисні процеси, які б розростання тріщин. Швидкість озонного старіння зростає зі збільшенням концентрації озону, величини деформації, підвищенні температури і за вплив света.

Зниження температури призводить до різкого уповільнення даного старіння. У разі випробувань при постійному значенні деформацій; за температур, перевищують на 15−20 градусів Цельсія температуру стеклования полімеру, старіння майже зовсім припиняється [10].

Стійкість гум до дії озону залежить головним чином хімічної природи каучука.

Гуми з урахуванням різних каучуков по озоностойкости можна розділити на виборах 4 группы:

1) особливо стійкі гуми (фторкаучуки, СКЭП, ХСПЭ);

2) стійкі гуми (бутилкаучук, пеарит);

3) помірковано стійкі гуми, не растрескивающиеся при дії атмосферних концентрацій озону протягом кількамісячної і стійкі більше однієї години до концентрації озону близько 0,001%, з урахуванням хлоропренового каучуку без захисних добавок і гум з урахуванням непредельных каучуков (НК, СКС, СКН, СКИ-3) з захисними добавками;

4) нестійкі резины.

Найбільш ефективно при захисту від озонного старіння спільне застосування антиозонтов і воскообразных веществ.

До антиозонантам хімічного дії ставляться N-замещенные ароматні аміни і похідні дигидрохинолина. Антиозонанты реагують лежить на поверхні гуми з озоном із швидкістю, значно яка перевершує швидкість взаємодії озону з каучуком. Внаслідок цього процесу озонного старіння сповільнюється [11].

Найефективнішими противостарительными і антиозонтами за захистом гум від теплового і озонного старений є вторинні ароматні диамины.

1.3. Противостарители і антиозонанты.

Найефективнішими противостарителями і антиозонантами є вторинні ароматні амины.

Не окислюються молекулярным киснем ні з сухому вигляді, ні з розчинах, але окислюються перекисями каучуку у процесі теплового старіння і при динамічної роботі, викликаючи відрив ланцюга. Так дифениламин; N, N'-дифенилnфенилендиамин при динамічному стомленні чи тепловому старінні гум витрачається на 90%. У цьому змінюється лише зміст груп NH, зміст ж азоту в гумі залишається незмінною, що на приєднання противостарителя до вуглеводню каучуку [12].

Противостарители цього мають дуже високий захисним дією від теплового і озонного старения.

Однією з широко распрастраненных представників цієї групи противостарителей є N, N'-дифенил-n-фенилендиалин (диафен ФФ).

Це ефективний антиоксидант, підвищуючий опір гум з урахуванням СДК, СКИ-3 і натурального каучуку дії багатократних деформацій. Диафен ФФ забарвлює резину.

Найкращим противостарителем захисту гум від теплового і озонного старіння, і навіть від втоми є диафен ФП, але він відрізняється порівняно високу леткість і легко экстрагируется з гум водою [13].

N-Фенил-N'-изопропил-n-фенилендиамин (диафен ФП, 4010 NA, сантофлекс IP) має таку формулу:

Зі збільшенням величини алкильной групи заступника збільшується розчинність вторинних ароматичних диаминов, в полимерах; підвищуються опірність вимивання водою, зменшується летючість і токсичність [14].

Порівняльна характеристика диафена ФФ і диафена ФП наводиться оскільки у цій роботі проводяться дослідження, які викликані тим, що використання диафена ФФ як індивідуального продукту призводить до «выцветанию» його за поверхні гумових сумішей і вулканизатов. До того ж він у захисному дії кілька поступається диафену ФП; має порівняно з останнім вищу температуру плавлення, що негативно позначається на розподілі їх у резинах [15].

Як сполучна речовина (дисперсною середовища) щоб одержати пасти з урахуванням комбінацій противостарителей диафена ФФ і диафена ФП використовується ПВХ.

1.4. Поливинилхлорид.

Полівінілхлорид є продуктом полімеризації хлористого звинувачувала (CH2=CHCl).

ПВХ випускається як порошку з розмірами частинок 100−200 мкм. ПВХ — аморфний полімер щільністю 1380−1400 кг/м3 і з температурою стеклования 70- 80оС. Це з найбільш полярних полімерів з великим межмолекулярным взаємодія. Він дуже добре поєднується із більшістю випущених промисловістю пластифікаторів [16].

Велике зміст хлору в ПВХ робить її самозатухающим матеріалом. ПВХ — це полімер загальнотехнічного призначення. Насправді починають працювати з пластизолями [17].

1.4.1. Пластизоли ПВХ.

Пластизоли — це дисперсії ПВХ в рідких пластификаторах. Кількість пластифікаторів (дибутилфталатов, диалкилфталатов тощо.) становить від 30 до 80%.

При звичайних температурах частки ПВХ мало набухають в зазначених пластификаторах, що робить пластизоли стабільними. При нагріванні до 35−40оС внаслідок прискорення процесу набрякання (желатинизация) пластизоли перетворюються на высокосвязанные маси, які після охолодження переходить до еластичні матеріали [18].

1.4.2. Механізм желатинизации пластизолей.

Механізм желатинизации ось у чому. При підвищенні температури пластифікатор повільно проникає в частки полімеру, які збільшуються у вигляді. Агломерати розпадаються на первинні частки. Залежно від міцності агломератов розпад може початися вже при кімнатної температурі. По збільшення температури до 80−100оС в’язкість пластозоля сильно зростає, вільний пластифікатор зникає, а набряклі зерна полімеру торкаються одна одної. І на цій стадії, званої попередньої желатинизацией, матеріал виглядає зовсім однорідним, проте одержані із нього вироби не мають достатніми фізико-механічними характеристиками. Желатинизация завершується буде лише тоді, коли пластифікаторів рівномірно розподілитися в поливинилхлориде, і пластизоль перетвориться на однорідне тіло. У цьому відбувається сплавлення поверхні набряклих первинних частинок полімеру і освіту пластифицированного полівінілхлориду [19].

2. Вибір напрямку исследования.

Нині у вітчизняній промисловості основними інгредієнтами, які захищають гуми від старіння, є диафен ФП і ацетил Р.

Занадто невеличкий асортимент, представлений двома противостарителями пояснюється лише тим, що, по-перше, деякі виробництва противостарителей припинила своє існування (неозон Д), по-друге, інші противостарители не відповідають сучасним вимогам (диафен ФФ).

Більшість противостарителей вицвітають лежить на поверхні гум. А аби знизити вицвітання противостарителей можна використовувати суміші противостарителей, які мають або синергическими, або аддетивными властивостями. Це своє чергу дозволяє провести економію дефіцитного противостарителя. Використання комбінації противостарителей пропонується проводити індивідуальним дозуванням кожного противостарителя, але це найбільш доцільно використання противостарителей як суміші або у вигляді пастообразующих композиций.

Дисперсионной середовищем в пастах служать низькомолекулярні речовини, як, наприклад олії нафтового походження, і навіть полімери — каучуки, смоли, термопласты.

У цьому роботі досліджується зокрема можливість використання полівінілхлориду як зв’язувальної (дисперсною середовища) щоб одержати пасти з урахуванням комбінацій противостарителей диафена ФФ і диафена ФП.

Проведення досліджень викликано тим, що використання диафена ФФ як індивідуального продукту призводить до «выцветанию» його за поверхні гумових сумішей і вулканизатов. До того ж із захисному дії диафен ФФ кілька поступається диафену ФП; має порівняно з вищу температуру плавлення, що негативно позначається на розподілі диафена ФФ в резинах.

3. Технічні умови на продукт.

Справжнє технічне умова поширюється на дисперсию ПД-9, яка була композицію полівінілхлориду з противостарителем аминного типа.

Дисперсія ПД-9 варта використання газу як інгредієнта до гумовим сумішам підвищення озоностойкости вулканизатов.

3.1. Технічні требования.

3.1.1. Дисперсія ПД-9 мусить бути виготовлено відповідно до вимогами справжніх технічних умов із технологічного регламенту в встановленому порядке.

3.1.2. По фізичним показниками дисперсія ПД-9 має відповідати нормам, зазначених у таблице.

Таблиця. |Найменування показника |Норма* |Метод випробування | |1. Зовнішній вид. |Крихітко дисперсія від |По п. 3.3.2. | | |сірого до темно-сірого | | | |кольору | | |2. Лінійний розмір |40 |По п. 3.3.3. | |крихти, мм, трохи більше. | | | |3. Маса дисперсії в |20 |По п. 3.3.4. | |поліетиленовому мішку, | | | |кг, трохи більше. | | | |4. В’язкість по Муни, ед.|9−25 |По п. 3.3.5. | |Муни | | |.

*) норми уточнюються після випуску досвідченої партії і статистичної обробки результатов.

3.2. Вимоги безопасности.

3.2.1. Дисперсія ПД-9 — пальне речовина. Температура спалахи не нижче 150оС. Температура самовоспламенения 500оС.

Засобом пожежогасіння при загорянні є тонко распыленная вода та хімічна пена.

Засобом індивідуальної захисту — протигаз маки «М».

3.2.2. Дисперсія ПД-9 — малотоксичное речовина. Влучаючи правді в очі слід промити їх водою. Потрапивши на шкіру продукт видаляють, змиваючи водою з мылом.

3.2.3. Усі робочі приміщення, у яких працюють з дисперсией ПД- 9, би мало бути обладнані припливно-витяжної вентиляцией.

Дисперсія ПД-9 не вимагає встановлення нею гігієнічного регламенту (ГДК і ОБУВ).

3.3. Методи испытаний.

3.3.1. Відбирають точкові проби щонайменше трьох, потім з'єднують, старанно перемішують і відбирають середню пробу методом квартования.

3.3.2. Визначення зовнішнього вигляду. Зовнішній вид визначається візуально у доборі проб.

3.3.3. Визначення розміру крихти. Для визначення розміру крихти дисперсії ПД-9 використовують метричну линейку.

3.3.4. Визначення маси дисперсії ПД-9 в поліетиленовому мішку. Для визначення маси дисперсії ПД-9 в поліетиленовому мішку використовують ваги типу РН-10Ц 13 М.

3.3.5. Визначення в’язкості по Муни. Визначення в’язкості по Муни грунтується на присутності в дисперсії ПД-9 певної кількості полімерної составляющей.

3.4. Гарантія изготовителя.

3.4.1. Виготовлювач гарантує відповідність дисперсії ПД-9 вимогам справжніх технічних условий.

3.4.2. Гарантійний термін зберігання дисперсії ПД-9 6 місяців із дня изготовления.

4. Експериментальна часть.

У цьому роботі досліджується зокрема можливість використання полівінілхлориду (ПВХ) як зв’язувальної (дисперсною середовища) щоб одержати пасти на основі комбінацій противостарителей диафена ФФ і диафена ФП. Досліджується і впливу даної противостарительной дисперсії на термоокислительную і озонную стійкість гум з урахуванням каучуку СКИ-3.

Приготування противостарительной пасты.

На рис. 1. Показана установка на приготування противостарительной пасты.

Приготування проводилося у скляній колбі (6) обсягом 500 см³. Колба з інгредієнтами нагрівалася на електричної плитці (1). Колба вміщена до лазні (2). Температура в колбі регулювалася з допомогою контактного термометра (13). Перемішування здійснюють за нормальної температури 70±5оС і з допомогою лопастной мішалки (5).

Мал.1. Установка на приготування противостарительной пасты.

1 — плита електрична із закритої спіраллю (220 В);

2 — баня;

3 — контактний термометр;

4 — реле контактного термометра;

5 — змішувач лопастная;

6 — скляна колба.

Порядок завантаження ингредиентов.

У колбу завантажувалося розрахункове кількість диафена ФФ, диафена ФП, старовина і частина (10% мас.) дибутилфталана (ДБФ). Після цього здійснювалося перемішування протягом 10−15 хвилин до одержання однорідної массы.

Далі суміш охолоджувалась до кімнатної температуры.

Після чого суміш завантажували полівінілхлорид і решту ДБФ (9% мас.). Отриманий продукт вивантажували в порцеляновий склянку. Далі вироблялося терморегулювання продукту при високих температурах 100, 110, 120, 130, 140оС.

Склад отриманої композиції приведено у таблиці 1.

Таблиця 1.

Склад противостарительной пасти П-9. |Інгредієнти |% мас. |Завантаження в реактор, р | |ПВХ |50,00 |500,00 | |Диафен ФФ |15,00 |150,00 | |Диафен ФП (4010 NA) |15,00 |150,00 | |ДБФ |19,00 |190,00 | |Стеарин |1,00 |10,00 | |Разом |100,00 |1000,00 |.

Для дослідження впливу противостарительной пасти на властивості вулканизатов використовувалися гумова суміш з урахуванням СКИ-3.

Отриману противостарительную пасту запровадили гумову суміш з урахуванням СКИ-3.

Поїзди гумових сумішей з противостарительной пастою наведені у таблиці 2.

Фізико-механічні показники вулканизатов визначалися в відповідність до ГОСТ і ТУ, які у таблиці 3.

Таблиця 2.

Поїзди гумової суміші. |Інгредієнти |Номери закладок | | |I |II | | |Шифри сумішей | | |1−9 |2−9 |3−9 |4−9 |1−25 |2−25 |3−25 |4−25 | |Каучук СКИ-3 |100,0|100,0|100,0|100,0|100,0|100,0|100,0|100,0| | |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 | |Сірка |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 | |Альтакс |0,60 |0,60 |0,60 |0,60 |0,60 |0,60 |0,60 |0,60 | |Гуанид Ф |3,00 |3,00 |3,00 |3,00 |3,00 |3,00 |3,00 |3,00 | |Цинкові білило |5,00 |5,00 |5,00 |5,00 |5,00 |5,00 |5,00 |5,00 | |Стеарин |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 |1,00 | |Технічний вуглець |20,00|20,00|20,00|20,00|20,00|20,00|20,00|20,00| |П-324 | | | | | | | | | |Диафен ФП |1,00 |- |- |- |1,00 |- |- |- | |Противостарительная |- |2,3 |3,3 |4,3 |- |- |- |- | |паста (П-9) | | | | | | | | | |Противостарительная |- |- |- |- |- |2,00 |- |- | |паста П-9 (100оС*) | | | | | | | | | |П-9 (200оС*) |- |- |- |- |- |- |2,00 |- | |П-9 (300оС*) |- |- |- |- |- |- |- |2,00 |.

Примітка: (оС*) — в дужках зазначена температура попередньої желатинизации пасти (П-9).

Таблиця 3 |№ |Найменування показника |ГОСТ | |в.п. | | | |1 |Умовна міцність при розриві, % |ГОСТ 270−75 | |2 |Умовне напруга при 300%, % |ГОСТ 270−75 | |3 |Відносне подовження при розриві, % |ГОСТ 270−75 | |4 |Залишкове подовження, % |ГОСТ 270−75 | |5 |Зміна вищевказаних показників після |ГОСТ 9.024−75 | | |старіння, повітря, 100оС * 72 год, % | | |6 |Динамічна витривалість при розтягненні, |ГОСТ 10 952−64 | | |тис. циклів, Е?=100% | | |7 |Твердість по Шору, усл. ед |ГОСТ 263−75 |.

Визначення реологічних властивостей противостарительной пасты.

1. Визначення в’язкості по Муни.

Визначення в’язкості по Муни здійснювалося на приладі вискометр «Муни» (ГДР).

Виготовлення зразків випробування так і безпосередньо випробування здійснюються за методиці, що викладена у технічних условиях.

2. Визначення когезионной міцності пастообразных композиций.

Зразки паст після желатинизации і охолодження до кімнатної температури пропускалися через зазор вальцов завтовшки 2,5 мм. Потім з цих листів на вулканизационном пресі виготовлялися пластини розміром 13,6*11,6 мм з завтовшки 2±0,3 мм.

Після вылежки пластин протягом доби штанцевым ножем вирубувалися лопаточки відповідно до ГОСТ 265–72 і далі, на розривної машині РМИ-60 при швидкості 500, визначалася розривна нагрузка.

Питома навантаження приймалася за когезенную прочность.

5. Отримані результати та його обсуждение.

При дослідженні можливості використання ПВХ, і навіть композиції полярних пластифікаторів як сполучних (дисперсною середовища) для отримання паст з урахуванням комбінацій противостарителей диафена ФФ і диафена ФП, виявили, що сплав диафена ФФ з диафеном ФП у масовій співвідношенні 1:1 характеризується низькою швидкістю кристалізації і температурою плавлення близько 90оС.

Низька швидкість кристалізації грає позитивну роль процесі виготовлення наповненою сумішшю противостарителей пластизоля ПВХ. У цьому вся разі значно знижуються енерговитрати отримання гомогенної композиції, не расслаивающейся у времени.

В’язкість розплаву диафена ФФ і диафена ФП близька до в’язкості пластизоля ПВХ. Це дає змогу провадити змішання розплаву і пластизоля в реакторах з мешалками якірного типу. На рис. 1 представлена схема установки для виготовлення паст. Пасти до їх попередньої желатинизации задовільно зливаються з реатора.

Відомо, що желатинизации [18] протікає при 150оС і від. Проте, цих умовах можливо відщеплення хлористого водню, який, в своє чергу, здатний блокувати рухливий атом водню в молекулах вторинних амінів, у разі є противостарителями. Цей процес протікає за такою схеме.

Проводячи процес желатинизации (попередньої желатинизации) при щодо невисоких температурах (100−140оС) можна запобігти ті явища, про які йшлося вище, тобто. зменшити ймовірність відщіплення хлористого водорода.

Остаточний процес желатинизации призводить до отриманню паст з в’язкістю по Муни меншою, ніж в’язкість наповненій гумової суміші і низькою когезионной міцністю (мал. 2.3).

Пасти, які мають низькою в’язкістю по Муни, по-перше, добре розподіляються в суміші, по-друге, незначні частини компонентів, складових пасту, здатні досить легко мігрувати в поверхневі верстви вулканизатов, захищаючи цим гуми від старения.

Зокрема питанні «розчавлювання» пастообразующих композицій надається чимале значення при поясненні причин погіршення властивостей деяких композицій при дії озону [7].

У разі вихідна низька в’язкість паст та, крім того і не змінюється у процесі зберігання (таблиця 4), дозволяє здійснити більш рівномірний розподіл пасти, і дає можливість міграції її складових до вулканизата.

Таблиця 4.

Показники в’язкості по Муни пасти (П-9) |Вихідні показники |Показники після зберігання пасти в | | |протягом 2-х місяців | |10 |8 | |13 |14 | |14 |18 | |14 |15 | |17 |25 |.

Змінюючи зміст ПВХ і противостарителей, можна отримати роботу пасти, придатні захисту гум від термоокилительного і озонного старіння як у основі неполярных, і полярних каучуков. У першому випадку, зміст ПВХ становить 40−50% мас. (паста П-9), у другому — 80−90% мас.

У цьому роботі досліджуються вулканизаты з урахуванням изопренового каучуку СКИ-3. Фізико-механічні показники вулканизатов з допомогою пасти (П-9) представлені у таблицях 5 і 6.

Стійкість досліджуваних вулканизатов до термоокислительному старіння підвищується зі збільшенням змісту противостарительной пасти в суміші, як бачимо з таблиці 5.

Показники зміни умовної міцності, штатних осіб (1−9) становить (-22%), тоді як складу (4−9) — (-18%).

Слід зазначити також, що під час введення пасти, сприяє збільшення стійкості вулканизатов до термоокислительному старіння, надається значніша динамічна витривалість. Причому, пояснюючи збільшення динамічної витривалості, неможливо, очевидно обмежитися лише чинником підвищення дози противостарителя в матриці каучуку. Свою роль у своїй, мабуть, грає ПВХ. І тут можна припустити [20], що ПВХ може викликати ефект освіти їм цепочечных безперервних структур, які рівномірно розподіляються в каучуку і перешкоджають розростання мікротріщин які виникають за растрескивании.

Зменшуючи зміст противостарительной пасти і тим самим частки ПВХ (таблиця 6) ефект підвищення динамічної витривалості практично анулюється. І тут позитивний вплив пасти виявляється лише в умовах термоокислительного і озонного старения.

Слід зазначити, що найкращі фізико-механічні показники спостерігаються під час використання противостарительной пасти, отриманої при м’якших умовах (температура попередньої желатинизации 100оС).

Такі умови отримання пасти забезпечують вищого рівня стабільності, проти пастою отриманої при термостатированной в протягом години при 140оС.

Збільшення в’язкості ПВХ в пасті, отриманої при даної температурі, не сприяє також збереженню динамічної витривалості вулканизатов. І як випливає з таблиці 6, динамічна витривалість великою мірою зменшується в пастах, термостатированных при 140оС.

Використання диафена ФФ у композиції з диафеном ФП і ПВХ дозволяє в певної міри покінчити з проблемою выцветания.

Таблиця 5.

Фізико-механічні показники вулканизатов, містять противостарительную пасту (П-9). |Найменування показника |Шифр суміші | | |1−9 |2−9 |3−9 |4−9 | |1 |2 |3 |4 |5 | |Умовна міцність при розриві, |19,8 |19,7 |18,7 |19,6 | |МПа | | | | | |Умовне напруга при 300%, МПа |2,8 |2,8 |2,3 |2,7 |.

|1 |2 |3 |4 |5 | |Відносне подовження при |660 |670 |680 |650 | |розриві, % | | | | | |Залишкове подовження, % |12 |12 |16 |16 | |Твердість, Шор А, усл.ед. |40 |43 |40 |40 | |Зміна показника після | | | | | |старіння, повітря, 100оС*72 год | | | | | |Умовною міцності при розриві, |-22 |-26 |-41 |-18 | |МПа | | | | | |Умовного напруги при 300%, МПа|6 |-5 |8 |28 | |Відносного подовження при |-2 |-4 |-8 |-4 | |розриві, % | | | | | |Остаточного подовження, % |13 |33 |-15 |25 | |Озоностойкость, E=10%, годину |8 |8 |8 |8 | |Динамічна витривалість, |121 |132 |137 |145 | |Eg=100%, тыс.циклов. | | | | |.

Таблиця 6.

Фізико-механічні показники вулканизатов, містять противостарительную пасту (П-9). |Найменування показника |Шифр суміші | | |1−25 |2−25 |3−25 |4−25 | |1 |2 |3 |4 |5 | |Умовна міцність при розриві, |22 |23 |23 |23 | |МПа | | | | | |Умовне напруга при 300%, МПа |3,5 |3,5 |3,3 |3,5 |.

|1 |2 |3 |4 |5 | |Відносне подовження при |650 |654 |640 |670 | |розриві, % | | | | | |Залишкове подовження, % |12 |16 |18 |17 | |Твердість, Шор А, усл.ед. |37 |36 |37 |38 | |Зміна показника після | | | | | |старіння, повітря, 100оС*72 год | | | | | |Умовною міцності при розриві, |-10,5 |-7 |-13 |-23 | |МПа | | | | | |Умовного напруги при 300%, МПа|30 |-2 |21 |14 | |Відносного подовження при |-8 |-5 |-7 |-8 | |розриві, % | | | | | |Остаточного подовження, % |-25 |-6 |-22 |-4 | |Озоностойкость, E=10%, годину |8 |8 |8 |8 | |Динамічна витривалість, |140 |116 |130 |110 | |Eg=100%, тыс.циклов. | | | | |.

Перелік умовних обозначений.

ПВХ — поливинилхлорид.

Диафен ФФ — N, N' - Дифенил — n — фенилендиамин.

Диафен ФП — N — Фенил — N' - изопропил — n — фенилендиамин.

ДБФ — дибутилфталат.

СКИ-3 — изопреновый каучук.

П-9 — противостарительная паста.

Список використаної литературы:

[1] - Тарасов З. Н. Старіння і стабілізація синтетичних каучуков. — М.: Хімія, 1980. — 264 с.

[2] - Гармонов І.В. Синтетичний каучук. — Л.: Хімія, 1976. — 450 с.

[3] - Старіння і стабілізація полімерів. /Під ред. Козьминского О. С. — М.: Хімія, 1966. — 212 с.

[4] - Соболєв В.М., Бородіна І.В. Промислові синтетичні каучуки. — М.: Хімія, 1977. — 520 с.

[5] - Белозеров Н. В. Технологія гуми: 3-тє изд.перераб. і доп. — М.: Хімія, 1979. — 472 с.

[6] - Кошелев Ф. Ф., Корнєв А.Є., Климов М. С. Загальна технологія гуми: 3-тє изд.перераб. і доп. — М.: Хімія, 1968. — 560 с.

[7] - Технологія пластичних мас. /Під ред. Коршака В. В. Вид. 2-ге, перераб. і доп. — М.: Хімія, 1976. — 608 с.

[8] - Цеглярів П.О., Аверко-Антонович Л.А. Хімія й технологія синтетичного каучуку. — Л.: Хімія, 1970. — 527 с.

[9] - Догадкин Б. А., Донцов А. А., Шертнов В. А. Хімія эластомеров. — М.: Хімія, 1981. — 372 с.

[10] - Зуєв Ю. С. Руйнування полімерів під впливом агресивних середовищ: 2-ге изд.перераб. і доп. — М.: Хімія, 1972. — 232 с.

[11] - Зуєв Ю. С., Дегтярьова Т. Г. Стійкість эластомеров в експлуатаційних умовах. — М.: Хімія, 1980. — 264 с.

[12] - Огневская ТОБТО., Богуславська К. В. Підвищення атмосферостойкости гум з допомогою запровадження озоностойких полімерів. — М.: Хімія, 1969. — 72 с.

[13] - Кудінова Г. Д., Прокопчук Н. Р., Прокопович В. П., Климовцова І.А. // Сировина і матеріали для гумової промисловості: нинішнє і майбутнє: Тези доповідей п’ятої ювілейної Російської науково-практичній конференції резинщиков. — М.: Хімія, 1998. — 482 с.

[14] - Хрулев М. В. Полівінілхлорид. — М.: Хімія, 1964. — 325 с.

[15] - Набуття та властивості ПВХ /Під ред. Зельбермана О. Н. — М.: Хімія, 1968. — 440 с.

[16] - Рахман М. З., Изковский М. М., Антонова М. А. //Каучук і гума. — М., 1967, № 6. — з. 17−19.

[17] - Abram S.W. //Rubb. Age. 1962. V. 91. № 2. P. 255−262.

[18] - Енциклопедія полімерів /Під ред. Кабанова В. А. та інших.: У 3-х т., Т. 2. — М.: Радянська енциклопедія, 1972. — 1032 с.

[19] - Довідник резинщика. Матеріали гумового виробництва /Під ред. Захарченко П.І. та інших. — М.: Хімія, 1971. — 430 с.

[20] - Тагер А. А. Физикохимия полімерів. Вид. 3-тє, перераб. і доп. — М.: Хімія, 1978. — 544 з. ———————————;

— NH;

— NH;

CH2.

CH3.

— NH-HC<

— NH;

220 В РТГ.