Активация серно-ускорительной вулканизации синтетических углеводородных эластомеров в присутствии шунгита (1091596), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Из-за снижения содержания оксида цинкаадсорбция МБТ и ДБТД ниже, что проявляется и снижением времениподвулканизации и отсуствием плато вулканизации (МБТ) и общим повышениемскорости вулканизации (МБТ и ДБТД). бинарной системой активаторов.Рисунок 3.10 – Реометрические кривые композиций (таблица 3.11)По результатам обратной степени набухания (таблица 3.11) плотность сеткис комбинацией шунгита и оксида цинка ниже, чем с одним оксидом цинка(таблица 3.10).
Это может говорить о меньшей степени сшивания, заисключением ДБТД. Это совпадает с выводами по ненаполненным вулканизатам,где также отмечено, что на свойства вулканизатов с ДБТД не влияет типактиватора.Вулканизаты с оксидом цинка и шунгитом в качестве активаторов имеютсравнимые значения относительного удлинения при разрыве (таблица 3.11), соксидом цинка (таблица 3.10). Но снижение содержание оксида цинка приводит кснижению величины индукционного периода и снижению доли хемосорбции при100протекании процесса образовании сетки поперечных связей. При этом даннаякомбинация также обладает активирующими свойствами и может применятьсядля получения вулканизатов с повышенными эластическими свойствами (в рядусульфенамидов).Были испытаны также наполненные вулканизаты с 5 масс.ч.
шунгита, 5масс.ч. SiС и с комбинацией 1 масс.ч. ZnO и 5 масс. ч. карбида кремния (таблица3.12). На кинетической кривой наполненной ТУ смеси с 1 масс.ч. ZnO и 5 масс.ч.SiС несколько уменьшен индукционный период и скорость вулканизации всравнении с оксидом цинка (рисунок 3.10). Прочностные свойства с SiС ниже,чем с ZnO и шунгитом (таблица 3.21). Видно что свойства с одним карбидом вколичестве 5 масс.
ч эквивалентны свойствам с шунгитом. И, несмотря наодинаковое время подвулканизации с обычным активатором оксидом цинкаскорость в главном периоде ниже.Рисунок 3.11 – Реометрические кривые композиций (таблица 3.12)101Таблица 3.12 – Состав и реометрические характеристики резиновых смесей исвойства их вулканизатовШифр смесиНаименование ингредиента57585960количество, масс. ч.ДССК100,0100,0100,0100,0Стеариновая кислота2,02,02,02,0ZnO3,0--1,0Шунгит-5,0--Карбид кремния--5,05,0СА-Т1,71,71,71,7Сера1,81,81,81,8ТУ N33050,050,050,050,0Наименование показателяРеометрические характеристикиМинимальный крутящий момент (ML), дН·м10,39,29,39,4Максимальный крутящий момент (MH), дН·м41,737,538,941,9Время начала подвулканизации (tS1), мин6,86,86,86,4Время достижения 90% вулканизации (t90), мин21,138,236,517,6Скорость вулканизации, дН·м/мин4,02,02,03,9Физико-механические свойстваУсловное напряжение при 100 % удлинении, МПа5,77,26,95,7Условная прочность при растяжении, МПа19,222,017,517,9Относительное удлинение при разрыве, %220230200220Обратная степень набухания (1/Qср)0,660,670,690,61Известно, влияние ЦТФ на увеличение индукционного периода.
В таблице3.13, на рисунке 3.12 представлены результаты исследования реометрическихсвойств вулканизатов с ускорителем СА-Т и ЦТФ в присутствии различныхсистем активаторов. Следует отметить, что время подвулканизации возрастаетнаиболее заметно с оксидом цинка как активатором, по сравнению с шунгитом и скомбинацией шунгита и оксида цинка. С одним шунгитом ярко выражено платовулканизации и выше скорость в главном периоде вулканизации, с оксидом цинкаи с комбинацией оксида цинка шунгита значение скорости ниже, чем без ЦТФ.102ЦТФ не оказывает влияние на значения прочности при разрыве вулканизата соксидом цинка, но снижает эти величины для комбинации оксида цинка ишунгита (таблица 3.13).
Значения относительного удлинения при разрыве иобратнойстепенинабуханияостаютсянеизменнымиприсравнениисвулканизатами, не содержащими ЦТФ.Можно предположить, что ЦТФ адсорбируется на оксиде цинка, вследствиечего вулканизация замедляется. С шунгитом же адсорбция его незначительна иего действие как замедлителя проявляется меньше.Рисунок 3.12 – Реометрические кривые композиций (таблица 3.13)103Таблица 3.13 – Состав и реометрические характеристики резиновых смесей исвойства их вулканизатовНаименование ингредиентаДССК-2560Стеариновая кислотаШифр смеси616263количество, масс.
ч.100,0100,0100,02,02,02,03,01,010,010,01,71,71,70,30,30,31,81,81,8Реометрические характеристикиZnOШунгитСА-ЦЦТФСераНаименование показателяМинимальный крутящий момент (ML),0,6дН·мМаксимальный крутящий момент (MH),7,0дН·мВремя начала подвулканизации (tS1), мин24,0Время достижения 90% вулканизации44,0(t90), минСкорость вулканизации, дН·м/мин0,58Физико-механические свойстваУсловное напряжение при 100 % удлинении,МПаУсловное напряжение при 300 % удлинении,МПаУсловная прочность при растяжении,МПаОтносительное удлинение при разрыве,%Обратная степень набухания (1/Qср)Объемная доля каучука (Vк)0,70,77,27,211,612,223,023,50,730,731,10,90,93,1-2,53,22,12,703102703600,270,210,310,240,300,231043.1.2 Исследование кинетики серно-ускорительной вулканизацииэмульсионного бутадиен-стирольного каучука в присутствии различныхактивирующих системВ этом подразделе оценено действие шунгита как самостоятельногоактиватора, так и в его комбинации с оксидом цинка в ненаполненных инаполненных техническим углеродом составах.
Представлены реометрические,физико-механические свойства и результаты метода неразрушающего контроля.Проведен анализ по различию действий ускорителей СА-Т и СА-ДЦ.Представлены данные по действию ПВИ в составах на основе СКМС-30-АРК.Поскольку в литературе представлены данные по действию оксида магния какактиватора серно-ускорительной вулканизации [52, 53] и показано, чтоэффективность его действия ниже, чем у оксида цинка. В данной работе былооценено действие MgO совместно с шунгитом при меньших дозировках оксидаметалла в составах с полуэффективной вулканизующей группой для повышенияактивирующей способности минерала. Но все композиции с оксидом магнияуступали по своим реометрическим свойствам составу с оксидом цинка: повеличине максимального крутящего момента, по скорости в главном периоде.В таблице 3.14 представлены составы исследованных композиций соксидом цинка, шунгитом и их комбинации (рисунок 3.13).
С одним шунгитомниже величина крутящего момента. Добавление оксида цинка приводит кповышению активирующей способности шунгита, что проявляется повышениемскорости в главном периоде и увеличением величины крутящего момента.Согласно реометрическим свойствам возможно для эмульсионных бутадиенстирольных каучуков использовать в качестве бинарной системы соотношениешунгита/оксида цинка 5/1 по масс. ч. По своим реометрическим свойствамкомбинация с шунгитом и оксидом магния была близка к свойствам комбинациишунгита и оксида цинка, а увеличение содержания магния приводило кухудшению реометрических свойств.105Таблица 3.14 – Состав и реометрические характеристики резиновых смесей исвойства их вулканизатовШифр смесиНаименование ингредиента64656667количество, масс.
ч.СКМС-30АРК100,0100,0100,0100,0Стеариновая кислота.1,01,01,01,0ZnO5,0-1,01,0Шунгит-10,05,010,0СА-Т1,21,21,21,2Сера1,81,81,81,8Наименование показателяРеометрические характеристикиМинимальный крутящий момент (ML), дН·м1,61,91,91,9Максимальный крутящий момент (MH), дН·м6,53,85,45,5Время начала подвулканизации (tS1), мин20,017,516,317,0Время достижения 90% вулканизации (t90), мин44,045,646,653,5Скорость вулканизации, дН·м/мин4,02,02,03,9Физико-механические свойстваУсловное напряжение при 100 % удлинении, МПа1,21,11,21,1Условное напряжение при 300 % удлинении, Мпа1,92,11,81,8Условная прочность при растяжении, Мпа2,93,04,54,0Относительное удлинение при разрыве, %400420420480Обратная степень набухания (1/Qср)0,210,160,180,18Объемная доля каучука (Vк)0,170,140,150,15Согласно результатам физико-механических испытаний (Таблица 3.14)большая плотность сетки (большее значение 1/Qср), как и следовала ожидать изреометрических свойств, у вулканизата с одним оксидом цинка как активатором.С шунгитом и оксидом цинка значения разрывной прочности чуть выше.
Физикомеханические свойства с одним шунгитом сравнимы со свойствами вулканизата содним оксидом цинка, но при меньшей плотности сетки, за счет присутствиясетки физических связей.106Рисунок 3.13 – Реометрические кривые композиций (таблица 3.14)Данные неразрушающего метода контроля при двух разных температурныхрежимах представлены на рисунке 3.14. Меньший тангенс угла механическихпотерь отмечен у вулканизата с одним оксидом цинка вне зависимости оттемпературного режима испытания. Причем он ниже при высоких температурах.Это подтверждает более высокую плотность сетки химических связей посравнению с одним шунгитом и бинарной системы с шунгитом и оксидамимагния и цинка. При повышенной температуре у состава с одним шунгитом онбольше, чем с комбинацией вне зависимости от характера испытаний.
Приповышенных температурах разрушается сетка физических связей, поэтому при 80°С разница в значениях тангенса угла потерь выражена сильнее.107Рисунок 3.14 – Результаты метода неразрушающего контроля. Зависимостьтангенсов углов механических потерь от метода воздействия и температуры(RPA-2000)Можно сделать вывод о том, что шунгит проявляет свои активирующиесвойства при вулканизации СКМС-30АРК. Можно повышать его активирующуюспособность вводя небольшие количества оксидов металлов, причем их дозировкаможет оставаться на уровне 1 масс.ч.Былооцененодействиеразличныхускорителейвнаполненныхтехническим углеродом резинах с активатором оксидом цинка, шунгитом икомбинацией шунгита и оксида цинка.108Таблица 3.15 – Состав и реометрические характеристики резиновых смесей исвойства их вулканизатовНаименование ингредиентаШифр смеси686970количество, масс. ч.100,0100,0100,01,01,01,05,01,05,05,01,51,51,52,02,02,040,040,040,0Реометрические характеристикиСКМС-30АРКСтеариновая кислотаZnOШунгитСА-ТСераТУ N220Наименование показателяМаксимальный крутящий момент (MH),22,5дН·мВремя начала подвулканизации (tS1), мин10,5Время достижения 90% вулканизации38,0(t90), минСкорость вулканизации, дН·м/мин1,64Физико-механические свойстваУсловное напряжение при 100 % удлинении,МПаУсловное напряжение при 300 % удлинении,МПаУсловная прочность при растяжении,МПаОтносительное удлинение при разрыве,%Обратная степень набухания (1/Qср)15,517,011,08,560,020,00,651,873,63,63,79,810,09,826,223,126,45005005000,440,400,44Отмечена разница и в физико-механических свойствах СА-Т (таблица 3.15)выше значения разрывной прочности при больших значениях относительногоудлинения при разрыве.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
