Эластомерные невулканизованные и неармированные рулонные кровельные и гидроизооляционные материалы многоцелевого назначения, страница 2

каучука, хотя сами полиэтилены окисляются в 5-7 раз быстрееконтрольных резиновых смесей (не содержащих полиэтилен).4. Предложена гипотеза, объясняющая замедление подвижностимакромолекулвневулканизованныхрезиновыхсмесяхнабазеэтиленпропилендиенового каучука и бутилкаучука, после введения в нихполиэтиленов как высокого, так и низкого давления, и как следствие этого –уменьшение скорости окисления резиновых смесей кислородом. Суть гипотезызаключается в том, что полиэтилены, термодинамически не совместимые сэтиленпропилендиеновыми каучуками и бутилкаучуками, распределяются всмесях на основе этих каучуков в виде фазы, которая в зависимости оттемпературных условий может находиться в твердом или капельно-жидкомсостоянии. Поскольку введение полиэтиленов в резиновые смеси происходит притемпературах, превышающих температуры их плавления, и они находятся врасплавленном состоянии, между фазой полиэтилена и эластомерной матрицейобразуются проходные макромолекулы.

Наличие проходных макромолекул6www.mitht.ru/e-libraryприводит к образованию пространственных структур, что замедляет подвижностьполимерных макромолекул в резиновой смеси. В условиях эксплуатациирулонной кровли фаза полиэтилена в невулканизованном материале, очевидно,представляет дисперсию дискретных частиц, связанных с эластомерной матрицейкак проходными макромолекулами, так и благодаря процессам сегментальнойдиффузии, протекающим в граничной области. Все это в значительной степениопределяет роль полиэтилена как усиливающего наполнителя.5.Разработанынаучно-техническиепредставленияовлияниибутилрегенерата на свойства невулканизованных резиновых смесей на базеэтиленпропилендиеновых каучуков и бутилкаучука, содержащих в своем составеполиэтилен.

Впервые показано, что применение бутилрегенерата в качествекомпонента в этих смесях позволяет повысить и обеспечить необходимуюстойкость к продавливанию невулканизованного материала в статическихусловиях.6. Предложена гипотеза объясняющая целесообразность применения вэластомерных невулканизованных кровельных материалах бутилрегенерата дляповышения их стойкости к статическому продавливанию, заключающаяся в том,что наблюдаемый эффект связан с наличием в бутилрегенерате пространственнойсетки.Практическая значимость.1.

Разработана рецептура резиновых смесей для класса эластомерныхрулонных покровных материалов многоцелевого назначения, не требующихвулканизации и армирования.2. Разработанная рецептура в рулонных кровельных и гидроизоляционныхматериалах обеспечивает их прочность не менее 3,5 МПа, необходимый уровеньпрочности крепления к бетону и металлу (Ст.3) при помощи серийной клеящеймастики «Поликров М-140» и стойкость к продавливанию в статическихусловиях.3. Выпущена на заводе ОАО «РТИ - Каучук» по разработанной рецептуреопытная партия резиновой смеси, в количестве 75 кг, образцы из которойпроходят испытания в ООО «Поликров».4.

Показана целесообразность применения в рецептурах резиновых смесейдля рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов бутилрегенерата –продукта вторичной переработки резин.5. Снижение себестоимости неармированных невулканизованныхэластомерных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов7www.mitht.ru/e-libraryдостигается за счет уменьшения их материалоемкости и упрощения технологииизготовления.Апробация работы.Основные материалы, доложены на 4х международных научно-техническихконференциях: XIII международной научно-практической конференции«Резиновая промышленность сырье материалы технологии» (Москва 2007г.); IIIмеждународнойнаучно-техническойконференции«Полимерныекомпозиционные материалы и покрытия» (Ярославль 2008г.); II молодежнойнаучно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии» (Москва2007г.); XII международной научно-технической конференции «Наукоемкиехимические технологии» (Волгоград 2008г.)Публикации.По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьив журналах, рекомендованных ВАКом, и 4 – в сборниках тезисов докладовнаучно-технических конференций.Структура и объем диссертации.Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, главы«объекты и методы исследования», экспериментальной части, главы «основныерезультаты работы», выводов, списка использованной литературы и приложений.Работа изложена на 175 страницах машинописного текста: содержит 38рисунков и 27 таблиц.

Список литературы включает 115 наименований.Объекты и методы исследования.Объектами исследования, в данной работе, были сырые резиновые смеси наоснове БК-1675н (далее БК) и СКЭПТ-50 (далее СКЭПТ), содержащиебутилрегенерат, полученный различными методами, и различные маркиполиэтилена низкого и высокого давления.

Каучуки БК и СКЭПТ были выбраныпо причине их высокой атмосферостойкости и существующего опыта применениядля производства эластомерных кровельных и гидроизоляционных материалов.ПЭ и БР использовались для достижения в эластомерных невулканизованныхкровельных материалах требуемых прочностных и специальных свойств.Изготовление резиновых смесей проводилось в лабораторном резиносмесителе,емкостью 350 мм3 при скорости вращения роторов 60 об/мин; время смешения 12мин, температура выгрузки смесей 145÷150оС.

В работе определениетехнологических и физико-механических свойств проводилось согласно ГОСТ270-75, образцы вырубались из листов резиновой смеси толщиной 2±0,2 мм.Водостойкость определялась согласно ГОСТ 2678-94. Морозостойкость8www.mitht.ru/e-libraryопределяли по гибкости на брусе диаметром d=5 мм, согласно ГОСТ 2678-94.Усадка после термостатирования оценивалась по изменению геометрическихразмеров образцов в соответствии с ГОСТ 2678-94. Стойкость к статическомупродавливанию определялась следующим образом: образец материала помещалсяна металлическую подложку, затем, через металлический шарик диаметром 1 см кобразцу плавно прикладывалась нагрузка в 100Н на время, равное 24 часам.Испытания проводились на консистометре Гепплера.

Прошедшими испытаниепризнавались образцы, не имеющие трещин и сквозных отверстий после снятиянагрузки. Термомеханический анализ проводился на приборе УИП-70. Скоростьпоглощения кислорода оценивалась на монометрической установке в ИБХФ РАН.Статистическая обработка данных осуществлялась с применением программTable Curve 2D.Содержание работыВлияние различных марок и содержания полиэтилена на свойства сырыхрезиновых смесей на основе БК и СКЭПТ.Всырыерезиновыесмесинаосновебутилкаучукаиэтиленпропилендиенового каучука, содержащие в своем составе на 100 масс.ч.каучука: тех.углерод П-234 – 60 мас.ч., каолин – 60 масс.ч., рубракс – 25 масс.ч.,церезин – 3,5 масс.ч., масло ПН-6ш – 10 масс.ч., вводилось 10, 20 и 30 масс.ч.полиэтилена различных марок.

При выборе его дозировок исходили изпредположения, что ПЭ будет находиться в смеси в виде фазы, и поэтому небудет ухудшать адгезионные свойства смесей.Влияние полиэтиленов, различных марок, в количествах до 30масс.ч. на 100масс.ч. каучука, на свойства сырых резиновых смесей на основе БК.Из рисунков 1, 2 и 3 видно, что введение в резиновые смеси до 30 масс.ч.ПЭВД приводит к увеличению прочности и усадки после термостатирования и невлияет на относительное удлинение. Стабильное значение относительногоудлинения смесей при введении ПЭВД до 30 масс.ч.

возможно связано с тем, чтопри деформации невулканизованного образца из такой смеси в нем наблюдаетсяхолодное течение, что свидетельствует о слабом взаимодействии на границераздела фаз каучук – термопласт. Так же необходимо отметить, что введение до30 масс.ч. ПЭВД приводит к небольшому увеличению прочности – от 0,5 до 1,7МПа и значительному увеличению усадки после термостатирования – от 1 до 6%.Введение до 30 масс.ч.

ПЭНД 273-79 приводит к наиболее значительномуувеличению прочности (с 0,5 до 6,5 МПа), к увеличению усадки после9www.mitht.ru/e-libraryтермостаирования (с 1 до 5%) и к очень большому уменьшению относительногоудлинения (с 1000 до 70%).Введение до 30 масс.ч. ПЭНД 276-73 приводит к существенномуувеличению прочности (с 0,5МПа до 2,7МПа), незначительному увеличениюусадки после термостатирования (с 1 до 2,5%), и уменьшению относительногоудлинения (с 1000 до 250%).Введение до 30 масс.ч. ПЭНД 277-73 приводит к увеличению прочности (с0,5 до 2,3 МПа), незначительному увеличению усадки после термостатирования(с 1 до 1,5%) и уменьшению относительного удлинения (с 1000 до 700%).Таким образом, при разработке рецептуры эластомерного рулонногокровельного и гидроизоляционного материала необходимо учитывать полученныеданные по влиянию марки и содержания ПЭ на прочность, относительноеудлинение и усадку после термостатирования сырых резиновых смесей.Рис.2 Относительное удлинениесмесей на базе БКРис.1 Прочность смесей на базе БКОтносительное удлинение,%8Прочность, МПа765ПЭНД-273-794ПЭНД 276-7332ПЭНД 277-731ПЭВД 15813020001020304012001000ПЭНД 273-79800ПЭНД 276-73600ПЭНД 277-73400ПЭВД 1581302020000Содержание ПЭ, масс.ч.10203040Содерж ание ПЭ, масс.ч.Усадка послетермостатирования,%Рис.3 Усадки после термомтатировани смесейна базе БК654ПЭНД 273-793ПЭНД 276-73ПЭНД 277-732ПЭВД 15813-02010010203040Содержание ПЭ, масс.ч.Принципиальное влияние ПЭ на кинетику водопоглощения и сушкимодельных сырых резиновых смесей на основе БК, было рассмотрено на примересмесей, содержащих ПЭНД 273-79.

Видно (рис.4), что водопоглощение в течении10www.mitht.ru/e-libraryСтепень набухания,%суток находится на уровне 0,2% а за 15 суток – 1,5%.Скорость сушки значительнопревышает скорость водопоглощения, такая кинетика водопоглощения и сушкихарактерна для полимерных кровельных материалов; кинетика водопоглощения исушки смесей содержащих остальные марки ПЭ имеет аналогичный вид. Болеедлительная по времени кинетика водопоглощения и сушки была изучена дляобразца резиновой смеси рекомендуемой для промышленных испытаний.Рис.4 Набухание в воде и сушка резиновых смесей наоснове бутилкаучука и ПЭНД 273-7921,511Начало сушки320,50010 масс.ч.

П.Э. (1)51015Время, сутки20 масс.ч. ПЭ (2)202530 масс.ч. П.Э. (3)Влияние введения полиэтилена на морозостойкость сырых резиновыхсмесей на основе бутилкаучука было изучено на примере смесей содержащих 20 и30 масс.ч. ПЭВД 15813-020 и ПЭНД 273-79. Испытания проводились в ОАО НИИЛКП, результаты представлены в таблице 1. Было показано, что образцы сырыхрезиновых смесей на основе БК, содержащие до 30 масс.ч.