diplom rezina (739257), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Метод определения вязкости по Муни ГОСТ 10732-64
Метод определения кинетики вулканизации на реометре Монсанто ГОСТ 12535-78
Метод определения сопротивления раздиру ГОСТ 262-75
Метод определения твердости по Шору А ГОСТ 263-75
Метод определения температуростойкости ГОСТ 270-75
Метод определения упруго-прочностных свойств при растяжении ГОСТ 270-75
Метод определения стойкости к термическому старению ГОСТ 9024-75
Метод определения вязкости по Муни ГОСТ 10732-64
Метод определения пластичности ГОСТ 415-75
Метод определения способности к преждевременной вулканизации ГОСТ 41141-75
3. Экспериментальная часть
Ныне основная масса ингредиентов резиновых смесей производится путем переработки нефтепродуктов, в то время как экологически чистые продукты на базе возобновляемого сырья растительного и животного происхождения, в том числе на основе масел и жиров, находят незначительное применение в отечественной резиновой промышленности. Однако интерес к таким продуктам, которые называют олеохимикатами, будет расти в связи с ограниченностью мировых запасов нефти и токсичностью большинства нефтепродуктов.
Одним из альтернативных нефти источников сырья может служить талловое масло – побочный продукт переработки древесины в целлюлозобумажной промышленности. В его состав входят жирные и смоляные кислоты, неомыляемые вещества и примеси природного происхождения. Жирные кислоты представлены преимущественно кислотами С18 различной степени насыщенности.
Оценивая перспективы применения продуктов переработки таллового масла в резинах, в настоящей работе использовали продукты на основе жирных кислот таллового масла (ЖКТМ), а в отдельных случаях применяли продукты на основе жирных кислот подсолнечного и льняного масла.
Разработанный на кафедре химической технологии органических веществ Ярославского государственного технического университета процесс глубокой переработки животных и растительных жиров, и в том числе ЖКТМ, позволяет получать путем взаимодействия жирных кислот со спиртами различного строения сложные эфиры этих кислот – жидкие маловязкие продукты, различающиеся химическим составом, непредельностью и кислотностью.
Поскольку жирные кислоты представлены преимущественно кислотами С18 различной степени ненасыщенности. Сложные эфиры ЖКТМ, выбранные в качестве объектов исследования, различались строением спиртового радикала. Физико-химические характеристики и химический состав этих продуктов приведены в таблицах 7 и 8.
Сложные эфиры, выбранные в работе в качестве объектов исследования, по химическому строению можно разделить на три группы.
-
Сложные эфиры, в которых спиртовой радикал представлен алифатическими спиртами нормального и изостроения с количеством атомов углерода от С1 доС7.
-
Диэфиры дикарбоновых кислот1, полученные в результате процесса димеризации ненасыщенных эфиров карбоновых кислот, по реакции Дильса-Альбера.
-
Сложные эфиры трехатомного спирта - глицерина2.
С целью определения функций, которые могут выполнять эфиры жирных кислот в резиновых смесях и вулканизатах, исследовали влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на технологические свойства ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3, кинетику их вулканизации и физико-механические характеристики вулканизатов.
Выбор метилового эфира обусловлен его практической доступностью и сравнительной дешевизной; выбирая каучук СКИ-3, исходили из того, что ненаполненные резины на основе этого каучука обладают высокими физико-механическими характеристиками.
Рецептура резиновых смесей, включающая метиловый эфир ЖКТМ и каучук СКИ-3 представлена в таблице 1. В качестве контрольных были взяты резиновые смеси, не содержащие олеохимиката3, и содержащие стеариновую и олеиновую кислоту.
Изготовление резиновых смесей проводили на вальцах при температуре 70-80С. Продолжительность изготовления смесей во всех случаях (кроме смеси, содержащей 60 масс.ч. метилового эфира ЖКТМ) не превышала 13-15 минут.
В таблицах 9, 10, 11 и на рисунках 1, 2 представлены данные кинетики вулканизации ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3, содержащих 0,16-60 масс.ч. метилового эфира ЖКТМ. Испытание резиновых смесей на реометре Монсанто проводили при температуре 143С и 155С сразу по окончании изготовлении резиновых смесей (табл. 9) и через три месяца (табл. 10).
Таблица 9 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на кинетику вулканизации при испытании на реометре Монсанто ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3
Температура испытания 143С
| Показатели | Содержание МЭЖКТМ, масс.ч. | Контроль | |||||||
| 0 | 2 | 5 | 10 | 15 | 30 | 60 | Стеа-риновая кислота | ||
| Максимальный крутящий момент, Н*м | 15 | 25,7 | 24,9 | 23,0 | 21,1 | 17,9 | 9,8 | 27,0 | |
| Минимальный крутящий момент, Н*м | 8,8 | 8,1 | 8,2 | 6,9 | 6,2 | 5,2 | 3,6 | 9,4 | |
| Время начала вулканизации, мин | 35,5 | 28,0 | 20,5 | 16,3 | 13,7 | 12,1 | 10,2 | 35,5 | |
| Оптимальное время вулканизации, мин | 44,3 | 40,8 | 27,5 | 20,9 | 17,5 | 15,2 | 12,8 | 44,5 | |
| Скорость вулканизации, %/мин | 6,7 | 7,8 | 14,3 | 21,7 | 26,3 | 32,3 | 38,5 | 6,3 | |
Суммируя эти трехкратные испытания, можно отметить, что минимальный крутящий момент (Мmin), характеризующий начальную вязкость резиновых смесей, и максимальный крутящий момент (Мmax), характеризующий жесткость вулканизованных резин. Для резиновых смесей, содержащих до 5 масс.ч. олеохимиката и для контрольных резиновых смесей, содержащих стеариновую и олеиновую кислоту, максимальный крутящий момент практически одинаков.
При увеличении содержания олеохимиката (от 10 масс.ч. и более) имеет место снижение и Мmin и Мmax, что, по-видимому, можно связать с нарастающим проявлением пластифицирующих свойств олеохимиката (и с нарастающей деструкцией каучука в период введения олеохимиката на вальцах).
Таблица 10 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на кинетику вулканизации при испытании на реометре Монсанто ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3 (через три месяца)
Температура испытания 143С
| Показатели | Содержание МЭЖКТМ, масс.ч. | Контроль | ||||||||
| 0 | 2 | 5 | 10 | 15 | 30 | 60 | Стеариновая кислота | Олеиновая кислота | ||
| Максимальный крутящий момент, Н*м | 26,4 | 25,2 | 24,5 | 22,8 | 20,9 | 16,5 | 10,1 | 26,2 | 25,0 | |
| Минимальный крутящий момент, Н*м | 7,5 | 7,0 | 7,3 | 6,0 | 6,1 | 4,6 | 3,5 | 7,4 | 6,7 | |
| Время начала вулканизации, мин | 29,1 | 23,2 | 18,0 | 13,7 | 11,6 | 10,6 | 9,9 | 20,0 | 20,5 | |
| Оптимальное время вулканизации, мин | 43,5 | 31,6 | 25,3 | 18,8 | 15,5 | 13,6 | 12,7 | 43,2 | 43,7 | |
| Скорость вулканизации, %/мин | 6,9 | 11,9 | 13,7 | 19,6 | 25,6 | 33,3 | 35,7 | 4,3 | 4,0 | |
Уже при равных дозировках олеохимиката и жирных кислот в резиновых смесях проявляется тенденция к сокращению времени начала вулканизации и оптимального времени вулканизации резиновых смесей с олеохимикатом. С увеличением содержания олеохимиката в резиновых смесях скорость вулканизации значительно увеличивается. Трехмесячная вылежка анализируемых и контрольных резиновых смесей не изменяет закономерностей изменения их вулканизационных характеристик (табл.10).
Вулканизуя анализируемые резиновые смеси, диапазон времен вулканизации подбирали, учитывая ускорение вулканизации с ростом содержания олеохимиката. Результаты определения физико-механических показателей анализируемых резин представлены в таблицах 12-17 и на рисунках 3-7.
Таблица 11 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на кинетику вулканизации при испытании на реометре Монсанто ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3
Температура испытания 155С
| Показатели | Содержание МЭЖКТМ, масс.ч. | Контроль | ||||||||
| 0 | 0,16 | 2 | 5 | 10 | 15 | 30 | 60 | Стеариновая кислота | Олеиновая кислота | |
| Максимальный крутящий момент, Н*м | 26,5 | 26,2 | 25,5 | 24,0 | 22,1 | 20,0 | 16,7 | 8,9 | 26,5 | 26,3 |
| Минимальный крутящий момент, Н*м | 9,0 | 8,8 | 8,2 | 8,0 | 6,8 | 5,9 | 4,8 | 3,0 | 9,7 | 8,0 |
| Время начала вулканизации, мин | 15,0 | 14,0 | 10,5 | 8,2 | 6,5 | 5,8 | 5,2 | 4,6 | 16,8 | 11,5 |
| Оптимальное время вулканизации, мин | 22,6 | 21,2 | 13,9 | 10,4 | 8,4 | 7,4 | 6,6 | 5,7 | 22,6 | 22,4 |
| Скорость вулканизации, %/мин | 13,1 | 13,9 | 29,4 | 45,4 | 52,6 | 62,5 | 71,4 | 90,9 | 17,2 | 9,2 |
Таблица 12 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на физико-механические характеристики ненаполненных резин на основе каучука СКИ-3
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
