Влияние технологических добавок Calsec и фосфолипидного концентрата на свойства резин на основе каучуков общего назначения

Введение......................................................5
Глава 1. Литературная часть..............6
1.1. Резины на основе каучуков общего назначения………………………….........................6
1.2. Ингредиенты и механизм их влияния на технологические свойства резиновых смесей на основе каучуков общего назначения………………………………………………………..7
1.3. Способы улучшения каландруемости и шприцуемости резиновых смесей на основе каучуков общего назначения …………………………………………………………………...9
1.4. Новые технологические добавки, влияющие на каландруемость резиновых смесей (патентный поиск и публикации) ……………………………………………………………..12
Глава 2 .Экспериментальная часть..............................23
2.1. Характеристики исходных веществ……………………………………............................26
2.2. Методика исследования пластно – эластических свойств резиновых смесей и кинетики их вулканизации………………………………... ……….........................................33
2.3. Методики исследование физико-механических свойств резин:….
2.3.1. Прочности при разрыве………………………………………………………………….35
2.3.2. Относительного удлинения……………………………………………………………..37
2.3.3. Твердости по Шор А……………………………………………………..........................37
2.3.4. Стойкости к истиранию………………………………………………............................38
2.3.5. Сопротивления к раздиру……………………………………………….........................39
2.3.6. Методика исследования резин на стойкость к тепловому старению ………………..40
2.3.7. Влияние скорости каландрования на усадку и качество листов резиновой смеси ...42
Глава 3. Результаты и их обсуждение......................43
3.1. Исследование влияния технологических добавок Calsec на свойства резиновой
смеси 1…...43
3.1.1. Исследование Calsec методом ИК - спектроскопии…………………..........................43
3.1.2.Состав и изготовление резиновой смеси 1……………………………………………...45
3.1.3. Пласто-эластические свойства и кинетика вулканизации резиновой смеси 1………46
3.1.4. Физико – механические свойств резины 1.…………………………………………….48
3.1.5. Стойкость к тепловому старению вулканизатов резиновой смеси 1……….………..50
3.1.6. Влияние технологических добавок Сalseс на каландруемость резиновой смеси 1....51
3.1.7.Технико-экономическое обоснование использования добавок Calsec РО в резиновой смеси 1…………………………………………………………………………………………..52
3.2.Исследование влияния Calsec РО и фосфолипидного концентрата на свойства резиновой смеси 2………….…………………………………………………………………..54
3.2.1.Состав и изготовление резиновой смеси 2……………………………………………...54
3.2.2.Пласто-эластические свойства и кинетика вулканизации резиновой смеси 2….……56
3.2.3. Физико-механические свойства вулканизатов резиновой смеси 2.………………….58
3.2.4. Стойкость к тепловому старению вулканизатов резиновой смеси 2.…….… ……..59
3.2.5.Исследование резиновой смеси 2 методом ДТА..……………………………………...60
3.2.6.Влияние технологических добавок Calsec РО и фосфолипидного концентрата на каландруемось резиновой смеси 2.…………………………………………….……………...62
3.2.7. Технико-экономическое обоснование использования добавок Сalseс РО и фосфолипидного концентрата в резиновой смеси 2…………………………………………62
3.3. Состав и изготовление резиновой смеси 3……………………………………………….65
3.3.1. Пласто-эластические свойства и кинетика вулканизации резиновой смеси 3………66
3.3.2. Физико-механические свойства вулканизатов резиновой смеси 3…………………..68
3.3.3. Стойкость к тепловому старению вулканизатов резиновой смеси 3……………......69
3.3.4. Влияние технологических добавок Calsec РО и фосфолипидного концентрата на накаландруемость резиновой смеси 3………………….……………………………………..69
3.3.5. Технико-экономическое обоснование использования добавок Сalseс РО и фосфолипидного концентрата в резиновой смеси 3…………………………………………70
3.4. Состав и изготовление резиновой смеси 4……………………………………………….73
3.4.1. Пласто-эластические свойства и кинетика вулканизации резиновой смеси 4………74
3.4.2. Физико-механические свойства вулканизатов резиновой смеси 4…………………...75
3.4.3. Стойкость резины к тепловому старению вулканизатов 4……………………………76
3.4.4. Влияние технологических добавок Calsec РО и фосфолипидного концентрата накаландруемость резиновой смеси 4……………………………………………….………..77
3.4.5. Технико-экономическое обоснование использования добавок Сalseс РО и фосфолипидного концентрата в резиновой смеси 4…………………………………………78
3.5.Химизм процесса вулканизации резиновых смесей……………………………………..80
Выводы…………...……………………………………………….............................................82
Охрана труда и техника безопасности .……………………………………………………83
Вопросы метрологии, стандартизации и контроля качества….……………………......86
Вопросы экологии……………………………………………………………..………………87
Список литературы……………………………………………………………………..........88

Введение
Невозможно назвать отрасль, где не использовались бы резинотехнические изделия: от обычных стиральных резинок до фрикционных колец и тормозных дисков. При этом резина может обладать очень высокой износостойкостью (протекторы шин, подошвы обуви) или быть легко истирающимся материалом (стиральные резинки) [1].
Известно, что в состав резиновых смесей входят различные ингредиенты, которые необходимы для осуществления химических превращений каучуков в процессе их переработки и для придания резиновым изделиям определенных свойств. Среди этих ингредиентов важную роль играют технологические добавки [2].
...

1.1. Резины на основе каучуков общего назначения
К группе резин общего назначения относят вулканизаты неполярных каучуков: НК, СКБ, СКС, СКИ.
НК — натуральный каучук является полимером изопрена (С5Н8)n. Он растворяется в жирных и ароматических растворите­лях (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и др.), обра­зуя вязкие растворы, применяемые в качестве клеев. При нагреве выше 80—100°С каучук становится пластичным и при 200 °С начинает разлагаться. При температуре —70°С НК становится хрупким. Обычно НК аморфен. Однако при длительном хранении возможна его кристаллизация. Кристаллическая фаза возникает также при растяжении каучука, что значительно увеличивает его прочность. Для получения резины НК вулканизуют серой. Резины на основе НК отличаются высокой эластичностью, проч­ностью, высокими электроизоля­ционными свойствами.
СКБ — синтетический каучук бутадиеновый (дивинильный) получают по методу С. В. Лебедева.
Формула полибутадиена (С4Н6)n.
...

1.3. Способы улучшения каландруемости и шприцуемости резиновых смесей на основе каучуков общего назначения [1]
Каландрованием называют непрерывный процесс, при котором размягченный термопластичный полимерный материал, будучи однократно пропущенным через зазор между валками, образует бесконечную ленту. При необходимости неоднократного воздействия на материал ленту пропускают между несколькими валками одной валковой машины — каландра. В зависимости от величины зазора между валками получают пленочные и листовые изделия.
В основном каландрованием перерабатывают ПВХ жесткий и пластифицированный, сополимеры винилхлорида и винилацетата, а также ПЭ, ПП, эфиры целлюлозы, ПЭТФ, ПК. Этот процесс широко используется для получения однослойных, многослойных, дублированных на различные подложки рулонных материалов. Скорость процесса может достигать 250 м/мин, а минимальная толщина пленки составлять 10 мкм, ширина рулонных изделий, полученных каландрованием, обычно не превышает 2500 мм.
...

2.1. Характеристики исходных веществ
Изопреновые каучуки (СКИ, СКИ-3)
Разработка технически доступных методов массового получения изопрена и применение новых комплексных и литиевых ката­лизаторов полимеризации позволили получить синтетические изопреновые каучуки, по структуре и физико-механическим свойствам близкие к натуральному. Полимеризацию проводят в растворе.
Предшественником каучука СКИ-3 был каучук СКИ. Он яв­лялся продуктом полимеризации изопрена при помощи литиевых катализаторов. Такой процесс полимеризации требовал примене­ния мономеров исключительной чистоты, так как примеси снижают регулярность строения полимера. Все операции по получению по­лимера проводились в замкнутой системе в атмосфере инертного газа.
При полимеризации изопрена с комплексными катализаторами получают каучук СКИ-3 регулярного строения с содержанием цис-1,4-формы 93-99%,
СКИ-3 из раствора полимера выделяется или водной дегазацией, или этиловым спиртом.
...

1.Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов А.М. Общая технология резины. М.: Химия, 1978, 554c.
2.Харчевников В.М. Ингредиенты резиновых смесей. Ленинград, 1982.
3.Крыжановский В.К. Технология полимерных материалов. СПб.: Профессия, 2008, 534 с.
4.Кочнев А.М. Модификация полимеров. Монография. Казань: Казан. гос. технол. ун-т. 2002.
5.Тагер А.А. Физикохимия полимеров. М.: Химия, 1978.
6.Химикаты – добавки для полимерных материалов. Increase in custom formulations is good news for the additives business // Polim and Rubber Asia. – 1992, N38, с. 31-32 – Англ. Цитировано в реферативном журнале 1992, 20У117
7.Технологические добавки для резиновых смесей. Экспресс-информация ЦНИИТЭ нефтехим, серия шинная промышленность, М. 1992, N5, с. 2-6.
8.Каликина Е.В., Ушмарин Н.Ф., Кольцов Н.И. Разработка резиновой смеси для обуви с применением новых технологических добавок и резиновой крошки//Тез. докл. 16 Российской молодежной научно конф. Екатеринбург, 2006, с. 276.
9.Семенов А.Н., Кашина А.А., Бикбов Т.М. и др. Влияние добавок соевых белков на свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ-3// Каучук и резина. 2005, № 6, с. 11-14.
10.Saeoui Pongdhorm, Sirisinha Chakrit, Hatthapanit Kannika. Polym. Сравнение усиливающего действия силанов Si-69 и Si-264 при применении эффективной вулканизующей системы// Test. 2005, 24, № 4, с. 439-446.
11.Сизиков А.В. Силаны- модификаторы пигментов и наполнителей //Лакокрасочные материалы и их применение. 2006, № 1. с. 18-19.
12.Пат. 2270211 Россия: МПК7 С 08 L 27/06 (2006).
13.Заявка 1574523 ЕПВ, МПК7 С 08 С 19/08 (2006).
14.Рогатова Т.В., Кутянина В.С., Терещук М.Н., Леванюк А.К. Направления использования технологических добавок «Технол» в резиновых смесях// Вопросы химии и химической технологии. 2004, №5, с. 146-151.
15.Kromminga T. Improved consistency of rubber compound quality by controlled chemical preparation// Kautsch. und Gummi. Kunstst. 2004, №10, с. 524-527.
16.Заявка 2002132919/04 Россия, МПК7 С 08 L 21/00 (2005).
17.Menting K., Bertrand J., Hensel M., Umland H. Good processing and good dynamics using a novel zinc free additive// Kautsch. und Gummi. Kunstst. 2004, №1-2, с. 48-51.
18.Für bessere Fließfähigkeit// Kautsch. und Gummi. Kunstst. 2004, №10, с. 482-483.
19.Крайнова Ю.С., Башкатова Т.В., Хусаинов А.Д., Черезова Е.Н., Самуилов Я.Д. Комплексные серосодержащие добавки полифункционального назначения для СКИ-3 и вулканизатов на его основе// Журнал прикладной химии. 2006, №6,с. 1025-1029.
20.Заявка 10259291 Германия, МПК7 D 06 M 15/653 (2005).
21.Peng Cai-yu, Yang Rui-cheng, Yang Hai-tang, Liu Jin-chun, Wang Da-peng. Lanzhou ligong daxue xuebao// J. Lanzhou Univ. Technol. 2005, №1, с. 35-38.
22.Process aid additive improves throughput// Rubber Word. 2006, №7, с. 11-12.
23.Пат. 2339657 Россия, МПКС 08 К 13/06, С 08 L 9/00 (2009).
24.Качкуркина И.А., Евдокименко Н.М., Овчаров В.И. Влияние цинксодержащей композиционной добавки на вулканизацию каучуков специального назначения и морфологию резин на их основе// Вопросы химии и химической технологии. 2007, №5, с. 134-140.
25.Савельева Н.В., Пасько Н.И., Дребезова Л.П., Бойко В.В., Кобрина Л.В., Дмитриева Т.В. Резины на основе бутадиен-стирольного каучука с добавками растительного происхождения// Вопросы химии и химической технологии. 2007, №5, с. 166-169.
26.Овчаров В.И., Кузьменко М.Я., Соломова Л.О. Использование модифицированных минеральных добавок в эластомерных композициях на основе диеновых каучуков // Вопросы химии и химической технологии. 2007, №1, с. 107-112.
27.Касперович А.В., Одегова И.И. Исследование свойств резин на основе каучуков общего назначения, наполненных шунгитом Карбосил Т-20//Тез. докл. 18 Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, Москва, 2007, с.60.
28.Карманова О.В., Попова Л.В., Тарасова А.Л. Новые технологические добавки к резиновым смесям // Тез. докл. Научно-практической конф. «Шины, РТИ, каучуки – состояние и прогноз развития», Москва, 2007, с. 54-55.
29.Цыганова М.Е. , Рахматуллина А.П., Лиакумович А.Г., Потапов Е.Э. Вестник Казанского технологического университета,2010, № 4, с.105-109.
30.Корнева Е.П. Химический состав,строение и свойства фосфолипидов подсолнечного и соевого масла: дис….д-ра техн. наук. – Краснодар. 1986. – 272с.
31.Цыганова М.Е., Рахматуллина А.П., Лиакумович А.Г., Потапов Е.Э., Степанова Г.С. Фундаментальные исследования, 2011, №12, с.187-193.
32.ГОСТ 10722-76. Каучуки и резиновые смеси. Метод определения вязкости и способности к преждевременной вулканизации. Государственный комитет стандартов Совета министров СССР. Москва.
33.ГОСТ 270-75. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении и напряжения при заданном удлинении. Государственный комитет стандартов Совета министров СССР. Москва.
34.ГОСТ 263-75. Резина. Метод определения твердости по ШОРу А. Государственный комитет стандартов Совета министров СССР. Москва.
35.ГОСТ 426-66. Резина. Метод Испытания резин на стойкость к истиранию.
Государственный комитет стандартов Совета министров СССР. Москва.
36.ГОСТ 262-93. Резина. Метод определения сопротивления раздиру. Государственный комитет стандартов Совета министров СССР. Москва.
37.ГОСТ 10269-75. Резина. Метод испытания резин на стойкость к термическому старению. Государственный комитет стандартов Совета министров СССР. Москва.
38.Лабораторный практикум по технологии резины. Основные процессы резинового производства и методы их контроля. М.: Химия, 1977.-165с.
39.Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. Учебное пособие для вузов. М.: Химия. 1971.
40.Технологический регламент ТР 81-36-2004. Производство резиновых смесей. 2004.