Влияние условий обработки в технологическом процессе на свойства смесей и вулканизатов на основе бутадиен-стирольного каучука (1090424), страница 2
Текст из файла (страница 2)
изготовленные прн конечной темперагуре смешения 110 — 130'С. Прн более высоких температурах смешения (выше 130'С) в первой стадии двухстатийного режима, в отличие от одностздийною режима, склонность смесей на основе маслонаполненного бутадиенстирольного .каучука к преждевременной ~вулканизации понижается, а растворимость в кснлоле уменьшается Температурные условия смешения наиболее резко отражаются на износостойкости протекторных резин.
Износостойкость ~вулканнзатов нз смесей на основе маслонаполненного бутаднеи стирольиого каучука, изготовленных прн пониженных температурах, как по одностадийнаму, так и по днухстадийному режимам смешения, значительно ниже нзносостойкостн резин из смесей, нзютовленных при:конечных температурах !20 — 140'С. На физико-механнческне показа. тели вулканиватов, за исключением модуля прн 300$> удлинения, температурные условия смешения ~в пределах 100— 140'С влияют незначительно. Пониженная температура омешення во второй стадни также несколько повышает реакционную способность смесей.
Так прн ~конечной твмаературе 108'С под~вулканнзацня смеси начинается на 7 минуте, прн 93'С вЂ” на 5 минуте. Некоторое различие в показателях реакционной опособности смесей наблюдается и для отдельных разновидностей саж тмпа ХАФ. Значительное ~влияние на свойства гэуляаннзатов на основе бутаднен-стнролнного каучука оказьгвают температурные условия смешения ~в случае применения оажн типа ФИФ. Еслл смешение начинается, когда каучук нахаднгся в высоноэласъическом состоянии, смеси характеризуются значительно большей пластичностью ври неизменной реакцвонной способности.
Фнвнжо-механические свойства вулканиэатов в этом случае значительно ниже, чем ~в случае прецварнтельного подогрева каучука. то есть вывода его из високоэластического состояния. Такое же влияние на свойства смесей н вулканнзатов оказывает н вторая стадия смешения. б. Влнянне дополннтельной вбработкн резиновой смесн на механнческую деструкцню каучука. Проведенные носледовапня показали, что значительное влияние на реакцнонную способность смесей оказывают температурные условия н внтенсивность обработки в даль.
нейшем технологическом процессе. Так, в случае обработкн смеси ла лабораторных мальцах ~прн темввратуре 26 — 29'С, пластичность ее, определенная после 1О мив. ~прогрева на пластомере Гудрича, составляла — 0,46 аля 5 мнн. обработки, 0,52 для !0 млн. н 0,59 для 20 мин. Смеси с более:высокой пластичностью, т. е, подвергшиеся более продолжительной обрабовке на пальцах, обладают повышенной склонностью к:преждевременной вулканизацнн. В случае вальцевания меси на горячих вальцах прн темгвратуре 70 — 80'(„повышенне пластичности н склонности к прввсдевременяой вулканнзацин смесей имеет место лишь прн работе в течение 5 мин., т. е, пока смесь не успела еще нагреться.
В случае обработки на вальцах при 60'С, предваригельно нагретой до этой же температуры смеси, повышение пластичности по сравнению с необработанной смесью ле наблюдается. При дальнейшей обработке пластичность несколько снижается, однако склонность к преждевременной вулканизации остаатся неизменной. При обработке смеси в производственных условиях, из-за возникающих гменьших напряжений сдвига (большой зазор, выше температура) повышение пластичности и реаещионной способности наблюдается в течение первых 4 — 5 минут обработки..П~ри дальнейшей обработке достигнутое повышение пластичности постепенно угченьшается. Наблюдаемые изменения по пласто-эластическим свойствам, растворимости в ксилоле, по склонности смесей к преждевременной вулканизации, а таиэке по износостойкости вулканизатов при изготовлении смесей на основе бутаднентстирольных каучуков ~в резииоомесителе при низких температурах смешения или при дополнительной обработке охлажденных смесей на холодных ~вальках, по-видимому, обусловлены механической деструкцией каучука и образова.
пнем акти|вных радикалов с последующими химическими явлениями. Можно предположить, что в процессе изготовленкя смесей в резиносмесителе прн конечных температурах ннж. !00'С нли обработки холодной смеси на вальках при температуре 25 — 30'С, когда каучук находится в высаиоэластическом состоянии и силы межмолекулярного взаимодействия значительно превышают прочность кххвалентной связи, затрудняется ~взаимоперемещение цепей, что при деформациях приводит к возникновению критических на~прнзкевий и вызывает механическую деструкцию молекул квучука с образованием свободных радикалов. Возникновение свободных ~радикалов и зависимости от условий обработки и состояния среды, вызывает ряд вторичных пропессов, которые изменяют свойства смесей и вулканизатов. Наиболее вероятными могут быть следующие процессы: !.
Радикалы могут вступать ~в химическое взаимодействие с ннэкомолзкулярными веществамн, например, с кислородом воздуха по аналогии с обычной механической пластикацией каучука. Этот процесс понижает вязкость среды н практически не сказывается на реакционной способности смеси. 2. Радикалы могут вступать а химическое взаимодействие с активнымн веществами резиновой смеси, например, с уско- рителями вулканнзации В этом случае может быть вызвана некоторая подвулканизация резиновой смеси при низких температурах смешения, что вызывает повышение вязкости смеси и понижение растворимости в ксилоле. 3. Свободные радикалы могут взаимодействовать между собой, то есть происходит процесс структурирования. 4.
Радикалы могут временно акцептироваться (стабилизироваться), образуя непрочные гэвязи с веществами состава резиновой смеси !ускорители, влага, сажа, мягчители, антиоксидаиты и другие веще".ва)). Эти временно аццептироваяные радикалы при низких температурах мало подвижны н могут сохраняться в таком состоянии продолжительное время. С изменением состояния среды и условий обработки временно акцептироваяные радикалы могут рекомбнни~роваться и .вызывать процессы, перечисленные ~в п. п.
! — 3. Изготовление смесей по одностадийиому режиму смешения при низких температурах, ао-видимому, в значительной степени сопровождается химическим взаимодействием .радикалов с вулканизующими агснтамь, в,результате чего происходит некоторая подвулканнзация смесей уже в процессе смешения, а также повышается склонность смесей к преждевременной вулканнзации при дальнейшей их обработке. В случае изготовления смесей по двухстаднйному процес. су омешения в первой стадии цри низких температурах или при обработке смесей на зальцах, образующиеся, радикалы. по~видимому, ~временно акцентируются различными вещест.
вами состава смеси, что повышает реакционную способность смеси. Во второй стадии смешения уже при температуре )00 — ! )О'С, а 'также при испытании смеси при иовы~шенных |емпературах часть временно акцептированных,радикалов с менее прочной связью, реагирует с агентами вулканнзацин, при этом происходит преждевременная .вулкаиизация в Результате чего изменяется вязкость среды и понижается раст.
воримость в ксилоле. С дальнейшим повышением температуры при нзготовле. нии смесей и резиносмесителе или при обработке смесей иа вальцах при повышенных температурах увеличивается подвижность молекул каучука .вследствие вязкого течения, уменьшается число разрывов молекулярных цепей и, следовательно, уменьшается образование свободных радикалов Одновременно, количество ранее образовавшицся арн низкой температуре акцепгированных радикалов в определенном интервале температур смешения с продолжительностью обра- !О ботки постепенно уменьшается, вследствие их взаимодейст. вия по одному из трех процессов: взаимодействия радикалов между собой или с вулканизующей группой нли с низко- молекулярными веществами.
Повышенная реакционная способность смесей после обра. бовин их ла холодных валыцах, вызывает более активное структурирование смесей на гравице дублируемых систем, э результате чего повышается прочность стыка между резинами при многократном сдвиге. Опыты ~показали, что влажность смесей на основе бутадиен-стирольного каучука увеличивается после их охлаждения водой на 0,2'$ по сравнению с воздушным охлаждением. Присутствие влаги вызывает значительное порообразование в смеси ~при температурах около 100 С. Омесн охлажденные быстро в воде и охлажденные медленно ма воздухе.
незначительно отличаются по аласто-эластическим свойствам. Однако, после одинаковой дополнительной обработки, .различие в пласто-эластических свойствах значительно увеличивается. Эти различия можно обьяснить большей механической деструкцией молекул каучука .в случае смеси с большим содержанием влаги.
С~меси с болыпим содержанием влаги после дополнительной обработки становятся более реакцнонноспособныечи, что согласуется с ранее высказанным рядом нсслспователей положением о том, что наличие влаги в смеси ускоряет процесс вулканизацни.
Результаты исследования влияния деструкции молекул каучука на свойства смесей и:вулжаиизатов, как при изготовлении смесей, так н при ии обработке на холодных ~вальцах показали, что степень деструкции бутадиен-стирольного каучука сильно зависит от свойств применяемой сажи, которая. по-видимому, является одним из акцепторов своболных радикалов. Наблюдаемые;разлнчыя в;поводеиии саж зависят не только от геометрического фактора (дисперсность, структура, поверхность), но в значительной степени зависят от химической природы поверхности сажи и от количества и природы адсорбированных на ее .поверхности веществ. По-видимому, как это вытекает из высказываний, ряда авторов, химическая природа поверхности сажи определяет химические процессы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
