Адгезионные соединения резин на основе каучуков различной природы (1090344), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В результате хранения образцов после склеивания втечение 72 часов прочность связи увеличилась на 31 % для адгезива, содержащегохелат Pb; на 48 % для адгезива, содержащего хелат Fe; на 69 % для адгезива,содержащего хелат Mn; на 92 % для адгезива, содержащего хелат Zn; на 123 % дляадгезива, содержащего хелат Cu. Во времени в клеевой плёнке протекает процессреорганизации клешневидного комплекса хелата металла, выполняющего рольпрочного каркаса. Это приводит не только к повышению адгезионной прочности, но итеплостойкости клеевого соединения.332.52прочность связи, кН/м21.5020406010802040204020401)2.52)608060806080221.51.51020406010803)24)1.51.5110.5020405)60800.50время хранения, ч6)Рисунок 15 - Зависимость прочности связи «резина – ткань» отвремени хранения образцов после склеивания и вида вводимого вхлоропреновый клей хелата: 1 – Cu; 2 – Zn; 3 – Mn; 4 – Fe; 5 – Pb; 6 –без хелата19Сравнительные испытания хелата меди с известными промоторами адгезиипредставлены в таблице 6.
Видно, что клеевые композиции с БП обеспечиваютдостаточно высокую прочность связи во всех четырех исследуемых системахобразцов. Хелат меди, как и хиноловый эфир, в комбинации с БП способствуетувеличению прочности клеевого соединения.3.5 Исследование повысителей клейкости в клеевых композицияхИзвестно, что введение смол природного и синтетического происхожденияв клеи существенно изменяет их свойства: повышается клейкость, снижается вязкость,уменьшаетсяопасностьпреждевременнойвулканизациииизменяютсяупругопрочностные характеристики вулканизатов.Для обеспечения плотного контакта между адгезивом и субстратом необходимоприменение повысителей клейкости, наиболее известным из которых являетсяканифоль.
Однако в последнее время возникла насущная потребность в заменеканифоли, что связано с недостаточной эффективностью ее в новых типах каучуков,например гидрированных, высокой стоимостью, а также нестабильностью иотрицательным влиянием на термостойкость. Нами были предложены разработанныеВолжским политехническим институтом лактамсодержащие смолы, используемые вкачестве заменителей канифоли – Диспрактолы, которые ранее не применялисьв составе клеев.В качестве повысителей клейкости в резинокордной системе были исследованысмолы: канифоль сосновая; Диспрактол JKK – тройной эвтектический сплавε-капролактама, производного n-фенилендиамина и канифоли; алкилфенолоальдегидная смола Яррезин Б; алкилфеноламинная смола Октофор N;нефтеполимерные смолы (Синтека, Пикар и модифицированный ε-капролактамомДиспрактол КС).Показано, что Диспрактолы не уступают канифоли по клейкости, а поадгезионным свойствам превосходят ее, что особенно ярко проявилось при креплениирезин.
Известные повысители клейкости в данной композиции оказались менееэффективными (рисунок 16). Можно предположить, основываясь на работах ПучковаА.Ф., что в клеевом шве изменяется термодинамическое состояние макромолекулполимера за счет ε-капролактама, как составной части бинарного расплава сизопропил-п-фенилендиамином (IPPD) или тройного, с дополнительным содержаниемпродуктов канифоли. За счет высокой степени конформизма -капролактам в такихсплавах повышает кинетическую подвижность макромолекул и, тем самым,обусловливает длительное время пребывания полимера в вязкотекучем состоянии.Естественно, что при этом создаются благоприятные условия для близкого контактамакромолекул субстрата и полимера клея в адгезионной области и возникновениясвязей физической природы.Более эффективно себя показали Диспрактолы в резинокордных системах(таблица 7).
Смешанный характер разрушения образцов с Диспрактоламисвидетельствует о возможности химического взаимодействия между резиновойобкладкой корда и эластомерной основой клея.201,2Прочность связи, кН/мПрочность связи, кН/м1,210,80,60,40,210,80,60,40,20012345617234567Шифр клеяШифр клеяабРисунок 16 - Зависимость прочности связи в образцах «ткань - ткань» от вида смолыв клее: а – «сырые» образцы; б – вулканизованные образцы; левый столбец – клеи наоснове Байпрена-611; правый столбец - клеи на основе тройной смеси каучуков (А-90 +М-40 + СКН-26-ПВХ-30); 1 – канифоль; 2 – Синтека; 3 – Яррезин Б; 4 – Пикар;5 – Октофор N; 6 - Диспрактол КС; 7 - Диспрактол JKKТаблица 7 – Прочность связи при расслоениикН/мСубстратыСмола в клеерезина ГБНК +резина ПИрезина ГБНК +обрезиненный корд5,85,82,07,56,06,57,31,37,76,5Канифоль сосноваяЯррезин БОктофор NДиспрактол КСДиспрактол JKKПримечание: S=0,6 кН/м.Оптимальное количество Диспрактолов в составе клея на основе ПХ с учетомтехнологических и технических факторов составляет 10 – 20 мас.ч.
на 100,0 мас.ч.каучука (таблица 8). При введении смолы свыше 20,0 мас.ч., несмотря навозрастающую прочность связи между субстратами, клеи не могут использоваться, таккак быстро подвергаются желатинизации.Таблица 8 - Прочность связи при расслоениикН/мСубстратыТкань - тканьРезина ГБНК – резина ПИСодержание диспрактола КС в клее, мас.ч.501015203040500,13,60,14,10,16,2210,26,50,26,50,26,60,26,70,27,54 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ РАЗРАБОТАННЫХКЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ С ПРОМЫШЛЕННЫМ АНАЛОГОМС применением разработанных клеев были изготовлены РКО, которые служат длясоединения трубопроводов и технологического оборудования для транспортированияагрессивных сред в качестве гибких вставок, вибро- и звукоизолирующихпротивоударных устройств на надводных судах.РКО с положительными результатами прошли испытания и внедреныв производство.
Акты прилагаются к диссертации.Проведены сравнительные испытания разработанных клеевых композицийспромышленноприменяемойкомпозициейнаосновеполихлоропренас модификатором РУ. Разработанныеклеевыекомпозициипревосходятпромышленный клей по адгезионным свойствам и по некоторым эксплуатационнымхарактеристикам при сохранении стоимости практически на одном уровне (таблица 9).Таблица 9 - Сравнительные испытания клеевых композицийНаименование показателяПромышленнаяклееваякомпозиция*Разработанныеклеевые композицииа**б***Вязкая однородная жидкостьВнешний видУсловная вязкостьпо ВЗ-246 (ø 6мм), сСухой остаток, %Прочность связи в образцах, кН/м:- ГБНК + обрезиненный корд;- БНКС-28АМН +обрезиненный кордПрочность связи между элементамиРКО после термического старенияпри 95 ºС х 24,5 суток, кН/м:- покровный слой – обрезинен.
корд- гермослой – обрезиненный кордТеплостойкость, °СКоэффициент старения при 100 ºС х72 ч, %:- по условной прочности;- по относительному удлинениюСтепень набуханияв агрессивных средах, %:- нефть- нефрас С2-80/120- дизельное топливо Л-02-04Жизнеспособность, суткиСебестоимость, руб./тонна29,529,730,326,428,131,96,79,913,15,56,37,43,94,4804,05,7904,39,9Более 100-89-49-49-38-45-3714,220,150,31515176011,316,437,6151495367,912,623,215158320Примечание:*Пат.
2304603 РФ от 20.08.2007 (ПХ, модификатор РУ и др.)**а - пат. 2469060 РФ от 10.12.2012 (ПХ, ЭХ-1, блокированный полиизоцианат и др.)***б - заявка на пат. № 2012112825 от 02.04.2012 (тройная смесь каучуков, ЭХ-1,блокированный полиизоцианат и др.)22ВЫВОДЫ1. Впервые в отечественной практике для склеивания резин на основе каучуковразличной полярности, работающих в условиях повышенных температурв агрессивных средах, предложено и обосновано применение в составе клеевыхкомпозиций хлоропреновых каучуков с различной скоростью кристаллизации и БНК ПВХ.2.
Показано, что использование полихлоропренов с различной скоростьюкристаллизации позволяет повысить прочность связи на 50 - 70 %.3. С использованием физико-химических методов исследования полимеров (ИКспектроскопия, ЭПР) установлено взаимодействие БНК - ПВХ с хлоропреновымкаучуком, которое положительно влияетна адгезионные свойства клеев иэксплуатационные характеристики клеевых соединений.4. Определены оптимальные соотношения между хлоропреновыми каучуками сразличной скоростью кристаллизации и каучуком СКН-26-ПВХ-30 в адгезионныхкомпозициях, обеспечивающие синергический эффект, и установлено, чтоиспользование тройной смеси каучуков приводит к повышению прочности связина 100 %, теплостойкости - на 25 %.5. Исследовано влияние модификаторов полифункционального действия накомплекс технологических, адгезионных свойств и эксплуатационных характеристикрезинокордного композита.5.1 Показано, что хиноловый эфир является структурирующим и вулканизующимагентом для ПХ и БНК - ПВХ, повышает тепло- и маслобензостойкость и адгезионнуюпрочность клеевых соединений.5.2 Установлено, что комбинация хинолового эфира с блокированнымполиизоцианатом способствует повышению прочности клеевого соединения на 70 %.6.
Впервые предложено использование в клеях горячего отверждениялактамсодержащих смол, являющихся альтернативными продуктами канифоли,которые выполняют роль повысителей клейкости и промоторов адгезии.7. Разработана клеевая композиция, которая позволяет получать клеевыесоединения разнополярных резин в процессе вулканизации с высокими прочностнымии эксплуатационными показателями.8. Разработанный клей внедрен в производство РКО для патрубков ПРКПЖ-М,длительное время эксплуатирующихся в минеральных маслах при температуреболее плюс 100 °С.СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИСтатьи в рецензируемых журналах:1. Третьякова Н.А., Ходакова С.Я., Люсова Л.Р., Агаянц И.М., Кузнецов А.С.Прочность связи в резинокордной системе.
Оптимизация количественного составаклеевой композиции с помощью методов математического моделирования //Промышленное производство и использование эластомеров. – 2011. - № 4. - С. 43 –47.2. Пучков А.Ф., Третьякова Н.А., Спиридонова М.П., Ходакова С.Я, Люсова Л.Р.,Олефир А.И. Исследование влияния смол различной природы на свойства клеевгорячего отверждения // Промышленное производство и использование эластомеров. 2012. - № 3.
- С. 26 – 28.3. Третьякова Н.А., Люсова Л.Р., Ходакова С.Я., Наумова Ю.А. Исследованиехинолового эфира ЭХ-1 в составе клеев для многослойных резинокордных композитов// Клеи. Герметики. Технологии. - 2012. - № 6. - С. 5 - 8.234. Третьякова Н.А., Ходакова С.Я., Люсова Л.Р., Наумова Ю.А., Агаянц И.М.,Кузнецов А.С. Создание тепло-, маслостойких клеевых композиций для резинокордныхизделий // Каучук и резина. - 2012. - № 4. - С. 27 – 30.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
