Синергические системы в многокомпонентных эластомерных материалах - идентификация, анализ, формирование, страница 8

4.6.гептан 0% мас.гептан 25% мас.Рисунок 4.6 – Формирование поверхности отклика (прочность при расслаивании)4-х компонентной системы растворителей Т-МЭК-ЭА-Г33По результатам проведенного исследования процесса формированияадгезионных соединений при варьировании состава смесевых растворителейпредложен методологический подход, который позволяет выявить условиявозникновения синергического эффекта при взаимодействии компонентоврастворителей и определить их состав с учетом обеспечения необходимогокомплекса свойств клеев.Предложенный подход к разработке смесевых систем растворителей былуспешно применен при прогнозировании и оптимизации свойств отечественныхклеевых композиций (88–НП, Роскл–2, наиритовый обувной). Путеммодификации состава смесевых растворителей разработаны способы повышенияпоказателей эксплуатационных характеристик клеев, широко применяемых вотечественной промышленности адгезивов для крепления резины к различнымсубстратам – резине, металлу, пластмассам, текстильным материалам, коже.Полученные результаты приведены в диссертации, в частности, показано, чтопрочность адгезионных соединений при креплении резины к резине и металлу вслучае применения клеев наиритовый обувной и 88–НП при использованиипредложенных в диссертации смесевых растворителей возросла на 25 – 30%.5.

Практические результаты внедрения методологическихподходов к идентификации, анализу и формированию синергическихсистем в эластомерных материалахВ пятой главе продемонстрирован подход к оптимизации процессаэлектроформования нетканых материалов на основе смесей фторполимеров, воснову которого было положено решение рецептурных задач, направленных нетолько на изготовление нетканых материалов с требуемым комплексом свойств,но и позволяющих перевести технологический процесс на новый качественныйуровень.ММ СКФ-26x 1057006004400, мин200502220025Время, мин30050Содержание СКФ-26, % мас.600ММСКФ-26=2*10520075100ММСКФ-26=4*105400ks =17.1 %10000ks =35.1 %200аддитивная2040608010000аддитивная2040Содержание СКФ-26, % мас.6080100Рисунок 5.1 – Зависимость времени стабильной работы капиллярного элемента (мин)от соотношения Ф-42/СКФ-26 и молекулярной массы фторкаучука(концентрация растворов 8 % мас., электропроводность 7.8·10-5См/см)Впервые установлено, что при применении смесей Ф-42/СКФ-26 в широкомдиапазоне соотношений полимеров и бинарной системы растворителей,34представленной легко- и труднолетучими жидкостями, такими как этилацетат –N,N’-диметилформамид (циклогексанон) 50/50% мас.

в рецептуре формовочногораствора, обеспечивается длительное время (рис. 5.1) стабильной работы капиллярного элемента без его обдувания парогазовой смесью в процессе получениянепрерывного волокна методом электроформования. Синергический эффект в отношении показателя времени стабильной работы капиллярного элемента наиболееярко наблюдается при использовании комбинации фторполимеров при содержаниифторкаучука 10-40 % мас.Рекомендуемой молекулярной массой для СКФ-26, применяемого в комбинации с Ф-42, можно считать значения 200000 – 400000. Положительное влияниеСКФ-26 с указанными молекулярными массами объясняется образованием флуктуационной сетки, нивелирующей действие застойных зон за счет увеличения поверхностного натяжения, что подтверждается фотографиями конусов Тейлора (рис. 5.2).Выбор соотношений фторполимеровосуществлялся на основании исследованияпроцесса электроформования растворовсмесей полимеров и структуры полученных нетканых материалов. Критериемвыбора параметров процесса и соотношеа)б)в)г)Рисунок 5.2 – Фотографии конуса Тейлора ния полимеров выступал достигаемыйантагонистический эффект снижения диаполимерного раствора: а) Ф-42;б) Ф-42/СКФ-26 90/10, в) Ф-42/СКФ-26 80/20, метра получаемых ультратонких волоконг) Ф-42/СКФ-26 50/50 мас.%.(рис.

5.3).Рисунок 5.3 – Зависимость диаметра волокон (мкм) от соотношения Ф-42/СКФ-26и массового расхода формовочного раствораВ результате принятых рецептурных решений, включающих применениесинергических систем смесей фторполимеров и смесей растворителей, быларазработана технология получения нетканого волокнистого материала методомэлектроформования на основе смеси фторполимеров Ф-42/СКФ-26 70/30% мас.,которая позволяет полностью отказаться от процесса обдувки, что, в своюочередь, значительно уменьшает, как минимум в 10 раз, расход растворителя и35упрощает технологическую схему процесса. Достигнутое увеличение временистабильной работы капилляра позволяет беспрепятственно перейти от лабораторных условий получения нетканых материалов к промышленным масштабам.Разработан лабораторно-технологический регламент, согласно которому воФГУП «НИФХИ им.

Л.Я. Карпова» ГНЦ РФ на установке ленточного типаПБАВ.452481.001 ПМ выпущена опытная партия композиционного материала вколичестве 100 погонных метров для изготовления аналитических лент.В работе реализован комплексный подход к созданию универсальныхтехнических мембран для запорно-регулируемых устройств арматуро- иприборостроения, включающий в себя оптимизацию рецептур резин покровногослоя мембранного материала на основе высоконасыщенного бутадиеннитрильного каучука (Terban 3467) и растворных адгезионных композиций дляобеспечения требуемого уровня прочности связи покровный слой – армирующаятехническая ткань.В основу создания рецептурыпокровного слоя технических мембран легли результаты исследованийвлияния компонентов серных эффективных вулканизующих системсера/N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид/тетраметилтиурамдисульфид на формирование синергических и антагонистическихРисунок 5.4 – Оптимизация состава вулканизующей эффектов в отношении вулканизагруппы эластомерного материала на основеционных характеристик резиновыхTerban 3467 (содержание серы 0.5 масс.ч.).смесей и технических показателейОграничения:резин.условная прочность при растяжении  10МПа,Выбор в пользу вулканиостаточное удлинение 10%,зующейгруппы–тиурамтвердость 60-70 усл.ед.Д/сульфенамидЦ/сера–1.6/0.8/0.5 масс.ч.

был сделан с позиций обеспечения безопасности резиновыхсмесей при переработке в сочетании с оптимальной скоростью их вулканизации иформирования требуемого комплекса свойств резин. Результаты решения задачиоптимизации состава вулканизующей группы на основе анализа свойстввулканизатов представлены на рис. 5.4.Расширенные испытания разработанного эластомерного материала дляпокровного слоя технических мембран показали, что по комплексу свойств,предъявляемых к резиновым смесям для резинотехнических изделий авиационной промышленности, заготовок мембран и прокладок для авиационной,автомобильной, и приборостроительной промышленности он отвечаеттребованиям, перечисленным в технических условиях (ТУ 38.05206/6018-94, ТУ38.0056109-88 и ТУ 380051166-98), для резин на основе бутадиен-нитрильных,этиленпропиленовых, фтор- каучуков.При формировании эластомерных мембранных материалов одной изважнейших проблем рецептуростроения и выбора параметров технологического36процесса является обеспечение требуемого уровня прочности связи системырезина – армирующая ткань.

Впервые предложены промотирующие системы всоставе клеевых композиций горячего отверждения, демонстрирующиесинергичесий эффект и обеспечивающие требуемый уровень связи резина наоснове ГБНК – полиамидная ткань (рис. 5.5).Это позволило создатьтехнические мембраны нового поколения с повышеннымтехническимресурсом,работоспособные в интервалетемператур от -50 до +150ºСи в широком спектре рабоабчих сред (амины, спирто- иРисунок 5.5 – Зависимость сопротивления расслаиванию(кН/м) образцов резина на основе Тербан 3467 –серусодержащие топлива иполиамидная ткань от соотношения промоторов адгезии в масла, вода и пар) и полуклеях на основе БНКС-28 АМН (а) и Тербан 3467 (б)ЭХ-1 – продукт взаимодействия пространственно-затрудненных чить существенный экономический эффект за счетфенолов и хинондиоксимов, ГЭК – глицериновый эфирканифоли, ХК – хлорированный НК «Pergut® S 40».сокращения импорта аналогичных изделий и замены материалов на основе дорогостоящих фторкаучуков.

Акто выпуске технических мембран (ТУ 2531.014.41554973-2006) для регуляторовдавления РД 015.040.П110.00.00СБ прилагается в диссертации.ВЫВОДЫ1. Разработан алгоритм постановки экспериментальных исследованиймногокомпонентных эластомерных композиций, позволяющий с применениемсовременных методов и приборов для изучения полимерных композиционныхматериалов и математического аппарата решать задачи идентификации, анализа иформирования синергических систем в эластомерных материалах.1.1.

Для идентификации синергических и антагонистических эффектов,наблюдаемых в результате взаимодействия компонентов рецептуры эластомерных материалов, предложено использовать количество и виды экстремумовна диаграммах состав-свойство; установлено, что качественная картина поверхностей отклика свойств ЭКМ определяется характером физико-химическихпроцессов взаимодействия компонентов резиновой смеси.1.2. Впервые для оценки и сравнения синергических и антагонистическихэффектов, формирующихся в результате взаимодействия компонентов резиновыхсмесей, предложены количественные критерии – критерий синергизма икоэффициенты синергизма различных порядков в уравнениях регрессии,отражающих зависимость свойств эластомерных материалов от соотношениякомпонентов синергических систем.1.3.