Адгезионные композиции на основе бутадиен-стирольных термоэластопластов и их смесей (1090342), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Основные материалы, представленные в диссертации,докладывались на Международной ежегодной молодежной конференции ИБХФРАН-ВУЗЫ «Биохимическая физика», Москва, 2008; III-й Международной научнотехнической конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия»,Ярославль, 2008; Симпозиумах «Проблемы шин и резино-кордных композитов»,Москва, 2006, 2008, 2010; IV Всероссийской научной конференции «Физикохимияпроцессов переработки полимеров», Иваново, 2009; ХVI Международной научнопрактической конференции «Резиновая промышленность: сырье, материалы,технологии», Москва, 2010 г.5Достоверность и обоснованность научных положений, результатов,выводов и рекомендаций диссертации подтверждается совокупностью данных,полученных с использованием современных методов исследования полимеров,таких как ИК-спектроскопия, ЭПР, гель-проникающая хроматография, методовисследования битумов и полимерно-битумных материалов, в числе которых методтонкопленочной хроматографии с ионизационным детектором, программногообеспечения QMAT Pro для снятия кривых и обработки данных с разрывной машиныHounsfield H5K-S, а также использованием математико-статистических методовобработкирезультатов.Разработанныерекомендацииподтвержденывпроизводственных условиях в научно-производственных фирмах по производствуклеящих и строительных материалов.Публикации.
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ: 5 статейв научных журналах, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК РФ, и 4 – втезисах докладов конференций.Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения,литературного обзора (глава 1), описания объектов и методов исследования (глава2), основной части (главы 3-6), выводов, списка использованной литературы иприложения.Работа изложена на 148 страницах, включая 33 рисунка, 15 таблиц, 162наименования литературных источников.Содержание работыВо введении обоснована актуальность работы и сформулированы ее научныеи практические цели.1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОРВ литературном обзоре дан сравнительный анализ используемых внастоящее время эластомерных клеевых материалов и полимерно-битумныхкомпозиций, описаны области их применения и принципы рецептуростроения.Отражены современные представления об адгезии и структуре гетерогенныхсмесей полимеров, о влиянии структуры и молекулярных характеристик полимерана адгезионные и прочностные свойства адгезивов.Приведены имеющиеся в литературе сведения о применении бутадиенстирольных ТЭП в качестве основы адгезионных композиций для крепленияразличных субстратов, об особенностях совмещения их с другими блоксополимерами, различными каучуками, пластиками, смолами.
Также рассмотреныспособы и особенности модификации этих полимеров и композиций на их основе сцелью получения материалов с комплексом заданных свойств.2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯВ работе в качестве объектов исследования выбраны растворы, клеи иполимерно-битумные композиции, в том числе кровельные мастики на основебутадиен-стирольных ТЭП отечественных марок ДСТ-30-01, ДСТ-30Р-01(предоставленных ООО «СИБУР») и их смесей, а также импортных марок KratonD1102 и Calprene 411.6Модификаторами физического действия служили глицериновый эфирсосновой канифоли (ГЭК), эфир канифоли марки Sylvatac RE 95, политерпеноваясмола марки Sylvares TR 1115Т, канифольно-малеиновая смола РЦ-12 (КМС),стирольно-инденовая смола (СИС), нефтеполимерная смола марки Пиропласт-2К,термополимерная смола Политер.
Совместно со смолами использовалсяпластификатор – диоктилфталат (ДОФ). В качестве промоторов адгезиииспользован хиноловый эфир марки ЭХ-1. В полимерно-битумных композицияхиспользован битум Рязанского НПЗ марки БНК 40-180.Для склеивания применяли следующие субстраты: резину на основебутадиен-стирольного каучука, металл (Ст-3), ткань (кирза), а также бетон марки200, фольгу алюминиевую.Изучение структуры бутадиен-стирольных блок-сполимеров проводилиметодом ИК-спектроскопии на спектрофотометре «Specord М-80» и методом ЭПР спомощью нитроксильных радикал-зондов на радиоспектрометре ЭПР-В.Физико-механические свойства пленок, полученных из раствора, оценивалипо ГОСТ 270. Определение клейкости клеевых пленок осуществляли на приборе«Tell-Tack Monsanto TT-1».Адгезионные свойства клеев определяли в соответствии с ГОСТ 14759 иГОСТ 6768, адгезионные свойства битумных эмульсионных мастик – по ГОСТ 26589.Реологические свойства растворов бутадиен-стирольных ТЭП, а такжеполимерно-битумных композиций на их основе оценивали на вискозиметреБрукфильда DV-II+PRO.
Условную вязкость определяли по ГОСТ 8420 навискозиметре ВЗ-246.Смешение бутадиен-стирольных ТЭП с битумом проводили на лабораторномгомогенизаторе SYLVERSON L4R при температуре 180 ± 3,0°С в течение 30 минут искорости вращения ротора 7000 об/мин.Групповой состав битума изучали на приборе «IATROSKAN MK-6» по методу«Ятроскан», разработанному В. Тойгельсом. Технологические свойства полимернобитумных композиций анализировали, используя стандартные методы определениятемпературы хрупкости по Фраасу (ГОСТ 11507), пенетрации (ГОСТ 11501),температуры размягчения по Кольцу и Шару (ГОСТ 11506).Для обработки результатов применяли методы планирования эксперимента иматематической статистики.
Использовались следующие программные продукты:MatLab (версия 7.4.0.287), Table Curve 2D (версия 5.01), Table Curve 3D (версия 4.0)Grafula (версия 2.1).3. Клеевые композиции на основе бутадиен-стирольных ТЭП.3.1 Исследование свойств различных типов бутадиен-стирольных ТЭП.Для исследования были выбраны широко представленные на внутреннемрынке линейные ТЭП ДСТ-30-01, Kraton D1102 и радиальные ДСТ-30Р-01, Calprene411 полимеры. Определяли свойства пленок, полученных из растворов в толуоле.7Кривые «напряжение-удлинение»дляпленоквсехвыбранныхтермоэластопластов (рис.1) имеют видтипичных кривых для пространственносшитыхполимеров,обладающихэластичностью.Условное напряжение на всеминтервалеизменениядеформацииувеличивается в ряду ДСТ-30Р-01<Calprene411<ДСТ-30-01<KratonD1102,а по прочности ТЭП линейной структурыпревосходят радиальные полимеры.Рис.1. Кривые «напряжение-удлинение» дляОбращает на себя внимание, чтобутадиен-стирольных ТЭП:показатель условной прочности при1 – Kraton D1102; 2 – ДСТ-30-01;растяжении пленок Kraton D1102 почти в3 – Calprene 411; 4 – ДСТ-30Р-011,5 раза превышает значение дляотечественноголинейноготермоэластопласта ДСТ-30-01.С позиции электрорелаксационнойтеории адгезии высокая когезионнаяпрочностьполимераобусловливаетвысокоезначениедеформационнойсоставляющей в адгезионной прочности.Как и в случае когезионной прочностиполимеров,проявляетсятенденцияРис.2.
Влияние типа бутадиен-стирольногопревышенияадгезионнойпрочностиТЭП на прочность связи резина-резина.линейныхТЭПпоотношениюкрадиальным (рис.2). При этом прочность связи резина-резина Kraton D1102 почти в2 раза больше аналогичного показателя отечественного аналога. Вместе с тем,наименьшей прочностью связи резина-резина обладает не ДСТ-30Р-01, акогезионно более прочный Calprene 411. Причины такого отклонения кроются в ихструктуре.Для сравнения структуры и блочности диеновой и ароматической фаз ТЭП наспектрофотометре «SPEKORD M-80» были получены инфракрасные спектрыпоглощения исследуемых блок-сополимеров и проанализированы определенныехарактеристические полосы (таблица 1).Таблица1.
Соотношения оптических плотностей некоторых характеристическихполос поглощения в ИК-спектрах исследуемых марок ТЭП.Марка ТЭПДСТ-30-01ДСТ-30Р-01Kraton D1102Calprene 411D1310/D1350D1310/D910D1600/D760D525/D5601,151,001,951,110,070,050,190,130,460,450,400,392,452,221,952,668Для термоэластопласта марки Calprene 411 характерна самая большая длинаполистирольных блоков (D525/D560=2,66). Большее значение прочности для Calprene411, по сравнению с его отечественным аналогом ДСТ-30Р-01, можно объяснитьформированием более крупных полистирольных доменов.
Возможно, тем жеобъясняются его неудовлетворительные адгезионные свойства, так как в этомслучае полистирольные домены больших размеров выступают на поверхностьклеевой плёнки и затрудняют контакт с субстратом и диффузию в него гибкойэластомерной фазы.ТЭП отечественных марок ДСТ-30Р-01 и ДСТ-30-01 характеризуются бόльшимсодержанием 1,2-звеньев бутадиена (D1310/D910=0,05-0,07), чем их зарубежныеаналоги, что положительно сказывается на стойкости полимера к окислению.Меньше всего 1,2-структур в блок-сополимере марки Kraton D1102 (D1310/D910=0,19).Для термоэластопласта Kraton D1102 характерно самое большое содержаниецис-1,4-звеньев полибутадиена (D1310/D1350=1,95), в то время как в ТЭПотечественных марок, напротив, наблюдается наибольшее количество транс-1,4структур.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
