Бинарные промоторы взаимодействия белой сажи с каучуком, страница 2

Диссертация состоит из введения, литературногообзора, четырех экспериментальных глав, заключения и выводов по результатамработы. Работа изложена на 167 страницах, содержит 57 рисунков, 43 таблицы и 148литературных ссылок.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫВо введении представлено обоснование актуальности работы, сформулированыцель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.Влитературномобзорерассмотреныосновныеположенияпорецептуростроению протекторных резин, содержащих белую сажу. Приведеныобоснования выбора каучуков и наполнителей для обеспечения основныхтребований, предъявляемых к современным протекторным резинам, представленыперспективы перехода от технического углерода к кремнекислотным наполнителям.Краткоизложеныосновныепринципыусиливающегодействияактивныхнаполнителей, параметры их оценки (гистерезисные потери, эффект Пейна).Проведен анализ основных исследований в направлении поиска агентовсочетания(couplingagents)новоготипакакобязательногоингредиентанаполненных белой сажей резин, подробно рассмотрены основные технологическиетребования к их выбору, механизмы действия традиционного TESPT (Si-69) иновых: VP Si-363 и силанов NХT и NХT Z.

Показана актуальность поиска новыхвеществспособныхрешитьтехнологическиепротиворечияиспользованием всех известных на сегодня агентов сочетания.8связанныесРассмотрены объекты и методы исследования.К основным объектамисследования следует отнести бинарные промоторы взаимодействия белой сажи скаучуком, представляющие собой комбинациивеществ силанизирующего А исшивающего Б компонентов, представленных в таблице 1. При оценке влияниябинарных агентов сочетания на основной комплекс свойств резин используютсятрадиционные методы оценки согласно общепринятым нормам и ГОСТам. Особоевнимание уделяется методу приготовления резиновых смесей, что вызванотехнологическими особенностями резин, наполненных белой сажей. Качестводиспергирования наполнителя в смеси оценивали визуально по снимкам соптического микроскопа и по эффекту Пейна.

Методом равновесного набухания пометодике Донне оценивали степень межфазных взаимодействий.В работеиспользовали современные методы исследования на приборах RPA2000, DMA 242CВначале работы над экспериментальной частью диссертации былорассмотреновлияниеусловийприготовления(температурыприготовлениярезиновых смесей) на основной комплекс свойств протекторных резин на основебутадиен-стирольногокаучукарастворнойполимеризацииДССК2545М27(производства ОАО «Воронежсинтезкаучук»), наполненных Zeosill1166MP (60масс.ч. на 100 масс. ч. каучука) и TESPT (6 масс.ч.

М-Ретайр, марка А).Было рассмотрено влияние трех температур I и II стадиях приготовления (120,140, 155°С) на комплекс свойств резиновых смесей и вулканизатов на их основе.Было показано, что оптимальная температура приготовления модельных резин140°. При температурах порядка 155 и выше наблюдаются повышение вязкостирезиновых смесей вследствие проявления сшивающего действия агентов сочетания,ухудшение диспергирования наполнителя (рис.1, 2) и снижение уровня упругогистерезисных свойств вулканизатов (рис. 3, 4).9Рис.

1. Влияние температуры приготовления Рис. 2. Эффект Пейна резиновыхна вязкость резиновых смесей на основе смесей на основе ДССК2545М27,ДССК2545М27, содержащих белую сажу и Si- наполненных белой сажей с Si-69.69.Рис. 3. Влияние температуры приготовления резиновых смесей на основеДССК2545М27, содержащих белую сажу и Si-69 на прочностные показатели ихвулканизатов.10Рис. 4.

Влияние температуры приготовления резиновых смесей на основе ДССК2545 М27, содержащих белую сажу и Si-69 на гистерезисные потери ихвулканизатов.Поэтому, на следующем этапе экспериментальных работ был примененбинарный принцип для выбора агентов сочетания белой сажи с каучуком с цельюразрешениятехнологическихпротиворечийвызываемыхиспользованиемтрадиционных АС.Основной целью представленной работы было показать эффективностьбинарного принципа, поэтому не ставили задачи синтезировать новые веществ.Поиск компонентов А и Б производился из общеизвестных веществ с изученнымимеханизмами действия, содержащих функциональные группы, способные квзаимодействию как с функциональными группами компонента А, так и с матрицейкаучука в процессе вулканизации.Основным технологическим приемом при использовании бинарных системявляется разделение компонентов А и Б по стадиям приготовления, что полностьюисключает риск подвулканизации резиновых смесей (рис.

5). При этом не требуетсяконтролировать температуру резиновой смеси, поскольку компонент А не содержитфункциональных групп способных взаимодействовать с каучуком.11Однако, приCH2CHвыбореCHCH2CHCH2CHnCHnCHY2компонентовnHR2бинарнойR1системы агентовX Y1CH2OHOсочетанияSiR1SiORnизпредположенияоб их возможномхимическомвзаимодействиимежду собой.

Врезультатеэкспериментальной работы былопоказано влияниемножестванаосновнойкомплекс свойствпротекторныхрезин,содержащихсажу.зависимостихимического12SiВотORnOOH O SiSiOZnOHSiOOSi O SiOOHSi OOHSiOOOSiOисходить толькобелуюOHOнедостаточнофакторов+OZnOCROстроенияфункциональныхгруппкомпонентов А иБ,различноевлияниеоказываютполярностьповерхности БС,типкаучука,содержаниеоксида цинка итипускорительнойгруппы.сшивающийкомпонент Б →силанизирующийкомпонент А →Рис.

7. Схема реакции бинарных АС в резинах на основе ДССК 2545 М27,наполненных белой сажей, состоящего из:- силанизирующего компонента А (функциональная группа Х)- сшивающего компонента Б (функциональные группы Y)13Поэтому на следующем этапе работы рассмотрим влияние ряда бинарныхагентов сочетания на основной комплекс свойств протекторных резин на основеДССК2545М27 (СКИ-3), наполненных Zeosil 1165MP.

В качестве эталонного агентасочетания был взят TESPT.Бинарные АС с аминосодержащими компонентами А различного химическогостроения (с первичными и вторичными аминными функциональными группам) игексахлорпараксилолом в качестве компонента Б.По результатам испытаний трех комбинаций подобного типа агентов сочетанияиспользование только одной (Z-6028+ГХПК) приводит к удовлетворительнымтехнологическим свойствам резиновых смесей и упруго-гистерезисным показателямрезин на их основе (рис. 6, таблица 2), приближенных к эталонной резине.РезультатыравновесногонабуханияпометодикеДонне(рис.-7)свидетельствуют о наличии межфазного взаимодействия на границе раздела фаз.Рис. 6.

Влияние типа агента сочетания на вязкость модельных резиновых смесей.14Из анализа литературных данных известно, что использование БС сопряжено впервую очередь с трудностями технологического характера и связано с высокойполярностью ее поверхности. При использовании некоторых аминосодержащихкомпонентов А (Z-6020) вместо ожидаемого снижения вязкости и улучшениятехнологических свойств резин, напротив, наблюдается их ухудшение.

Можнопредположить, что данный эффект вызван явлением вторичной агломерации частицБС в процессе приготовления резиновых смесей и предположительно происходит врезультатевзаимодействия аминогрупп компонента А с поверхностнымисиланолами БС.Подобная технологическая проблема может быть решена путем введениядополнительного гидрофобизирующего компонента П-801. В результатепредложенатрехкомпонентнаябинарнаясистемаагентовбыласочетания:Z6020+П801+ГХПК, которая показала положительное влияние на весь комплекссвойств модельных резин.Рис. 7.

Влияние типа агента сочетания на значения равновесного набухания пометодике Донне (оценка межфазного взаимодействия).15Рассмотрим бинарную систему агентов сочетания иной химической природы. ВкачествесиланизирующегокомпонентаиспользовалиАалкоксисилансэпоксигруппой. Подобрать компонент Б для него оказалось затруднительно, поэтомув качестве компонента Б использовали комбинацию ДДМ (диаминодифенилметан) сГХПК, который способен взаимодействовать с макромолекулами каучука, но не сэпоксигруппами компонента А.Таблица 2. Влияние природы агента сочетания на упруго-гистерезисный комплекссвойств резин на основе ДССК2545М27.Номер рез.

см. / ингредиенты:ДССК 2545 М27/ Zeosil 1165МР/ ТУ N2201Si-69Силанизирующий компонент6АВязкостный компонентСшивающий компонент Б166Z-6020П-822Z-6028П-801ГХПКУсл. напряжение при удл.300 %, МПаУсл. прочность при разрыве, МПаОтносит. удл. при разрыве, %tgδ при T=70 °С и частоте 10 Гц234137 / 50 / 1554662*8,86,36,718,8 14,6 16,95005904700,110 0,150 0,13816,914,95000,1352,712,88000,155Рис. 8. Влияние типа агента сочетания и типа каучука на результаты равновесногонабухания по методике Донне (оценка межфазного взаимодействия).Для решения этой задачи предложено использование ДДМ (компонент Б-1),способного химически встраиваться между компонентом А и ГХПК (компонент Б2).