Получение и свойства динамических термоэластопластов на основе изопренового каучука и полипропилена тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.16 ВАК РФ

: г: ОД

\ з фёй ¡315

казанский государствснииЛ техпологичаикиЛ университет

На правах рукописи

ХЗИЕЯОВ ЙЛЬСРЕД ДАНИЛОВИЧ

П01ШЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ДШШЧЕСГО ТЕРНСЗЛйСТОПйАС'ТОВ

на ОСНОВЕ. ИЗОПРЕНОВОГО шчзкп Й ПОЛИПРОПИЛЕНА.

к

02.00.16 - Хкния к технологий кйкпазиционных хатеризлав.

ШОРЕвЕРйТ' . диссертации на сояскякке дчений отепенй . кандидата технические наук

Казань 1994

Работа выполнена на кафедре технологии синтетического каучука Казанского государственного технологического университета.

НгучпыЛ руководитель

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор С.И.йосьссо».

доктор технических таук. профессор Е.Г. Хозин. кандидат технических наук, доцелт А.и.Замки.ч,.

Ведуцая организация - Научно-исследовательский

• институт резшш.

, , - ЗО

Зацита состоится "Л-" _____1995 года с _____

часо„ на заседании диссертационного совета Д 003.37.01. п Казанской государственной технологически« университете по адресу: 420015, г.Казань, ул.К.Иаркса, 08.

С диссертацией иокна ознакоинтьса в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан 1535 г.

Учений секретарь диссертаиношюгс соаота кандидат технических наук

II. П. С хитина

ОСЦПЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛбОТЦ

Актуальность гоми.О настоящее время в резиновой проациленностн разрабатипаятса или применяются повис технологические процесса, направленные на повинение производительности труда за счет интенсификации, механизации и автоматизации производства,уиепьвоние отходов и вторичного использований сырья. К их числу относятся технология производств сносей из порошкообразных иаучукоз. получения изделия ието-дами жидкого формования, радиационной вулканизации я т.д..

Одним из ' перспективных направлений являотса изготовление резиновых технических изделий из тсрыоэластоплостав (ТЗК), сочетающих свойства вулканизованных"каучукоп при эксплуатации и характеризующиеся логкостьп переработки в изделия но технологии и с использованием оборудования для переработки термопластов. Преимущества этого,аетода по сравнении с традициошпши многоступенчатой способа«« получения РТИ является возиогнасть создания полкостьа автоматизированного процесса, утилизации отходов,сскрацешм' расхода электроэнергии,5 такао возкожность ' многократной переработки материалов без ухудаениа их свойств. Дальнейшее расвиреиие применения ТЗП а производстве РТИ связано с разработкой новых видев тзркопластичкнх материалов с универсальными свойствани из доступного енрья. ,

Одним из наиболее доступных и девевых способов получения композиционных материалов со свойствани ториоэластопластов является снеэение при определешшх соотнопегшях зластоыера и териопласта при теаперату-ре переработки последнего. Использование вдлканнзцпцих агентов и проведение процесса вулканизации в период снесения (способ так называемой "динамической" вулканизации] позволяет получать материалы с внео-киыи физкко-иаханическиик и эксплуатационники свойствани, удовлетворявших требования!! РТЙ и способниа легко перерабатываться по безотходной технологии переработки термопластов,

В настоящее вреня литературные данные о "динамических" термоэ-ластопластах (ДТЗП) па основе натурального каучука носят отрывочный или рекламный характер, отсутствцет анализ зависимости свойств ДТЗП от условий получения, не вкявлзны закономерности формирования.их структуры, стабильности ое о процассе эксплуатации и повторной переработки,взаимосвязь структура со свойствами композитов,физико-химические основы получения ТЗП с воспроизводимыми физико-мехаиичес.:а*и характеристиками, а о ДТЗП.на основе синтетического пояиизопренового

каучука информация uoofinje отсутствует.

ß связи с этим цедьп настоящей работа явилось: создание ДТЭИ на основе отсчествешш:: крут'стшшаишх нзипрснового научим и полипропилена с [шеокими стобияьшшк ^изико-кехешическиии свойствами, мало исняецсхся при потерной переработке.

Для рсвог.ия поставленной задачи рассматривали следув^ие вопроси: ■1) Разработка оптикальиих рсцептурио-технологичсских факторов получе-шш ДТ31! и ого переработки. 2) Изучение структуры. 3) Випвленис областей возиоуиого применения,

Научная новязна. Разработан научно обосмоиашшй подход к выбору оптимальных рсцептурно-технологических факторов получения и переработки ДТЗП на основе изопренового каучука к полипропилена.

Практическая значимость работа состоит в ток, что создан ДТЗП на основе изопронового каучука и полипропилена в производстве которого отходи впзврацаотся в повторици переработку, потребление ?,дйктрознор-гии сокращается за счет совмещения стадии смеиения и вулканизации, появляетсп возможность создания непрерывного процесса производства и его автоматизации. Проведемте расвирекиие опытио-прокииленние испи-тания в ГЛШИЗМй и в ВНИИ кабельной прошгиленности, Исследовательской центре ПЕтоВАЗа показали возноеность его использования в производстве разл. Ч!шх резино - технических изделий. По электрический характеристикам ДТЗП значительно превосходит пластикат ПВХ и находится на уровне изоляционных резин и это его свойство открывает возиохность использования их с кабельной проииилеиности. Разработатше коипозцци-ошше материалы"иогут найти применение при изготовлении пефорновых РТН и некоторых изделий для автомобильной прокшаленности (прокладки, уплотнителей двери, кузова, иолдеиги, брызговики, иланги и др.).

^о^ииа работы и публикации. Результаты работа докладывались и обса»далиг.ь на слодиыцих научных конференциях: На Всссовзной конференции "Применение композиционных материалов в народном хозяйстве", г.Ижевск, 138!) г.; на 2 Всессвзной конференции "Снеси полимеров", г.Казань. 1S20 г.; на сикпозиуие по реологии полимеров, г.Днепропетровск, 1992 Г.

По результатам исследований опубликованы 4 статьи и 3 тезиса докладов, получено 1 авторское свидетельство.

Структура и обьем работц. Диссертация состоит из введения, четырех глав, иыв'одов и списка цитируёиой литературы, Й первой главе расыотчени свойства, структура ТЗП,подученных блок-сополимеризацней и

ТЭП на осноче каучукоп к тсрыопластов. Такяе освежены вопроси создания ТЗП иетодок "дштшческей" вулканизации. Во старой главе оиисани испог.ьзуенно п работе обьеигц н методы исследования, в третьей и четвертой глапз прииедени результаты эксперимента и их обсугдение.

Работа кзлоаеиа на 14В страницах кппиньписного текста, «жлпчаст 30 таблиц, 51 рисунков. Список литератур»/ вклячает 154 наиненопаннй.

СОЛЕРЯЙНИЕ РАПОТИ.

1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ «РИНЦИПИ [ШиЧЕШП ДТЗП М ОСНОВЕ ИЗОПРЕНОВОГО КНУЧУКА И ШИОЛЕШШВ.

Для получения ПП с оптимальными свойствами, воспрпизводиииии при повторной переработке, необходимо през'де всего исследовать влияние условий получения на их.свойства и вибрати оптикалыше рехииц изготовления и переработки ТЗП, С згой цельв били кспитаки на физика-ке-ханичсскне свойства композиции изопренового каучука с нолизгиленои и полипропиленом, отличапчнхея условиями их получения (табл.1>.

При получении ДТЗП исаользовали стандачтнуи рецептуру, применяв-мцв для резни на основе изопренового каучука. Как видно из таблица I образцы, полученные аетодон "динамической" вулканизации, характернзу-птса повинешшии физико-иехашческиии показателями по сравнения с ие-ханичсскикн скссяик полимеров. Кроне того, эти образцы не ухудпапт свои показателе после повторной переработки при температуре,.превива-ицеЛ температуру гглазлення полиолефина, тогда как для механических снеиай характерно увеличение разброса показателей и ухудаенне воспроизводимости физика - механических свойств при повторной переработке. Изучение влияния параметров "днианической" вулканизации на свойства ДТЗП проводили в сцесителышй камере-пластикордера "Зрабендер" при скорости вращения ротора от ВО до 90 оборотов в минуту. Было установлено. что при одновременной введении каучука, термопласта и вулкани-зипвйх агентов в предварительно нагретуа до температуры 160-180 °С сиесительнуп камеру происходит быстрая вулканизация каучука и дагв после продолаительного пореаеаиваниг о течении 20-25 минут композиции подерхат вулканчзованнуа кропку каучука размером I -' -30 нка и, как следствие, инепт низкие сизнко - неханичеекие показатели. Аналогичные результаты били получены и при введении 8 предварите -ыю расплавленной термопласт ваточной смеси канчука к вулканизугцих агек-

Таблица I.

Влияние условий получения коыназиций на свойства ыеханических смесей и ДТЭП на основе изопрвноаого кацчука и полиолефипов.

Условия скэесиня и сораовапка. Показателя Соотнесение полимеров в композиции.

Йссоваа деля полиолефииа в коип

1 2 20 25 30 35

Иехаиическая сиесь СКИ-3 и ПЗНД

Тиач=110 "С : Прочность при

Тфори=160вС : разриве, НПа 0.73 1.52 . 2.1 3.?

Ь=10 или. : Относительнее

: удлинение в ыо- 650 510 400 370

: ыент разрыва.£

: Остаточное уд-

: линение, У. 220 16? 152 140

: Прочность при

Тнач=130 °С разрыве, МШа 0,81 1.69 2.61 4,33

Тфорк=190 "С : Относительное

1=10 мин. : удлинение в мо-

: мент разрыва,2 Б00 580 500 480

• : Остаточное цд-

: линение, 7. г?о 190 180 160

Механическая сиесь СКИ-3 с ПЭВД

Тпач=110 "С ; Прочность при 0,6 1 »2 2.1 3.2

■Тформ=160сС : разртзе, КПа

ь=!0 май, : Относительное

: удлинение в мо- 240 235 230 230

: вент разрцвэ.Х

: Остаточное уц-

* : линение, X .-.176 160 170 190

ТначМЗО^ : Прочность при •

Тформ=Ю0 °С : .разрнве.ИЛа ' . 0,48 1,31 1,91 2.1

1 2 : з : 4 : 5. : 0

1=10 ниц. Относительное

удлинение, 7, ; 245 230 236 225

Остаточное уд-

линение. : 100 190 ил 194

Неханическаа сыесь СКИ -3 с ПП

Тнач=150 °С Гфочность при 7 02 9.34 11,1 • 12.6

Гоорн=190°С разрыве, ЫПа ' ; -

Ь = 10 шт. Относительное ! , ■

удлинение % 125 132 1VI 145

Остаточное уд- •

линение. У. 20 26 • 32 43

Тнач=160"С. Прочность при

Тформ=200 °С разрыве, Ша 9.92 11,24 ' 12,4 14,2

1=10 иин. * Относительное

С удлинение 7. 145 159 150 140

; Остаточное уд- •

* линение, 7. 25 34 43 51 • V

ДТЗП па основе СКК-3 и ПЗНД.

Тсм=1В5—100 °С ; Прочность при

Введение пулка- I разрыве, Ш1а 8,9 3.54 10,1 11,3

низупцих агентов I Относительное

при температуре ; удлинение в мо-

120 °С. кент разрква,3£ 195 180 130 210

Тформ=160 °С ; Остаточное уд-

Ь— 10 мин. ; линение, % 15 • 12 16 20

ДТЗП на основе СКЙ*-3 и яэвд.

Тсм= 165-180 "С. ; Прочнось при

Введение вулка- : разрыве, НПа 5,3 6.2 7.81 Л1

низующих агентов : Относительное 1

при температуре : удлинение в ко-

120 °С. : кент разрыва,X 170 13» 150 120

Тфорн^160°С * Остаточное уд-

Ъ-10 нин. : линение , X. 18 20 45 70

тов. Более эффективна* янлаетса сведение термопласта в композицию здастоиера предварительно смешанного с активаторами, нанолнигелаии, пластификаторах«,' вуик&икзцшцши агентами. В этом сличав до начала вулканизации достигается получение смеси полимеров с определенной степенью диспергирования компонентов, а при последившей вулканизации с одковреыеинии дополнительна« сиевсниеи завершается процесс формирования структура /ГШ.

При получении сиесезих композиций с полиэтиленом нридераивались следувцёго порядка свеиенкя: вначале загрузка эластомера и через 1 -2 кинуты введение термопласта, вигрузка снеси после смевеиия У - 8_ шшут, ОСщге'время переработки составляло В минут. Посла вигрузки скесъ пропускали двакдц.на микровальцах.

.ДТЗП'На основе изопренового каучука били получены но следующему ревину: переаевивание полимеров осуществляли в течении 4 - У минут, затем вводили «игиватир и ускорители вулканизации, через О.Ь - 1 никуту вводили серу, вулканизация каучука начинается после небольыого индукционного периода (3-4 кип). При этом возрастает величина крутящего коиента на валу пластикордера и достигает максимальных значений в течении 2 - В кинут вулканизации в зависимости от заданной температуры скеиеиия и состава вулканизующей системы, а затеы наблыда-стса снизеиис этого показателя.

В случае введения термопласта па более поздней стадии смешении (т.е. после введения сгруктурирцдцих агентов в фазу'каучука) ыы наблюдали сокращение времени "динамической" вулканизации по сравнетра с аналогичными коипозициаии после скеиеиия с одновременный введением каучука и пластика. Данное паление связано с созданием более благоп-рияншх условий дли структурирования эластомерпой фази, Однако существует линнтируэдее время этого процесса, связанное с началом структурирования канчука до введении пластика. Провивение этого вре-иеим мояет привести и иарувонню равномерности распределении частиц эластоаерной фази в объеме ¡(ластика. Введение термопласта в начале скавсиия в фазу каучука, обеспечивает оолыуэ равномерность расплавов двух полимеров, в то ев время приштствцет пплноиу проникновенна вул-капизувцих агентов с фазу эластомера» что и приводит к увеличению времени "динамической" вулкашшиции,

В зависимости от'времени "динамической" вулканизации физико-механические показатели ЛГЗН изменив«« но кривей нроходацей через зкетре-иуи (рис. П, достигая высоких значений через 2-3 минуты после дости-

яения максимального значения крутящего иомента.

ч

■с Ч

т ■

№

80 <Ю О

10 ь б/

ч

о 1,5 з 45 б # з

Рис.1. Влияние времени сисиония полимеров при "дкнаннчсской" пул-канизация стандартной ссриоуско-рительной систеиой на упруго-про-чностнне свойства ДТ31! на основ«'' СКИ-3. Соошопение СКК-З/ПП 3:1. . Сиепенне црн 185-195

. .Услойнвя прочность ару ---относите иное удлелчеьи&р^

В дальнейшем проводили исследование влияния температура и числа

оборотов ротора пластнкордера на физико-неханичеекке свойства коипо-

зицкй, Из рис..г ввдио. что упруго-прочностные свойства ТПР улучеаптся

при повкстепии

Теп да значения на 20-30 С препинаниях Тнл пластика т.е. при 105 - 195"С. увеличение скорости сдвига (числа оборотов ротора пластикордера) способствует создания ДТЗП с более высокими показателями прочности при разризе и относительного удлиненна (рис. 3). Исследоватш показали, что нанлучвши прочностными свойствам облада-пт конпозицин получешше при 90 об/шш врацениа роторов пластииордера. Такцп не зависиность йоено цаблздать. к для втносительнрго удлинения этих композиций. 1й

2'ЮЩ 180 ■

ГЯО

60

3

160 170 180 190 т 8Г0Г,Ь

'1 500 ■

450 12

т ■ 550 9// б

■300 ■ 5 ъо

70 ео бо т но т

.хслобная прочность лриро'х/ыЗр; —.— относительное Рис.2. Изменение свойств серпик ДТЗП на основе СКИ-3 с ПК п соотношении 3:1 от теипературн. Скорость вращения роторов 90 аб/пин.

— относи?.

Рис,3<Нзиенениа свойств'серных ДТЗП па основе СКН-3 С ПП в со-отнопении 3:1 от скорости врацениа ротора. Тиач=130°С.

Такик образом, подбирая оптиналышс условия процесса получения ДТЗП ( парадок введения гакшшеитов. теылератэду к продолжительность смгмения, скорость персмявивапия) магио получать ДТЗП с высокими ©и-зико-механичесг.даи свойствами. При это»; следует иметь ввиду, что свойства ДТЗП. могут неиатса в мироккх врьдг.клх при изменения условий получения ДТЗП, л такае от услооий кк переработки.

Слияние соотношения компонентов на свойства. Аптератупняе данные показиваат, что деформационные и прочностные характеристики ДТЗП зависят в 'первую очередь от типа и соотношения основных компонентов смеси: термопласта и эластомера. Основным» факторами, онределяациии выбор пари каучук-теркорпласг и их соотношения являвтса близость энергии когсзии эластомера и термопласта, степень кристалличности термопласта. Оптимальное диспергирование полимеров в смеси достигается при соотнесении их 1д1 вязкостей в диапазоне С,5 - 1,1. На рис, 4 представлена зависимость физико-механических свойств композиций, полученных на основе каучук-термопласт. Видно, что для всех исследуемых ДТЗП с повииением содержания термопласта в смеси увеличивается прочность при разрыве, значения относительного и остаточного удлинения при разрыве повиваются до содерханкя полипропилена 40 н.ч., а потом несколько снижаются. Яровеиь максимального значения крутящего момента при динамической" вулканизации снижается при повиаеиии содержания термопласта. С увеличением содержания термопласта несколько спивается коэффициент морозостойкости но эластическому востаповлениы"- при сжатии. Снижение его наиболее заметно в композициях с высоким содереали-ем термопласта

■ ¡/00

\

------,--,-_ -.- „ 42 ал 0,4 <36

-*-УМОЬю9 фс^ссгб ^^^ у ^ 07„0С_ сстспТ^Г^дТ^Г^ ---отнссн/ткШное удм/е/ш; " ---«рю'иий »а

Рис.4.- Зависимость свойств сернах ДТЗП от концентрации полипропилена.

Зависимость свойств ДТЗП от типа и концентрации Бцлканиздщих агентов. Известно, что увеличение степени свивания каучука приводит к

исвфазному разделения в смесях полимеров. Сильное влияние степени свивания фазы каучука на свойства ДТЭИ неоднакратно отнечалось в литературе. В связи с этим било специально изучено влияние типа и концентрации вулканизущих агентов на свойства ДТЭП.

В работе исследованы изменения технологических свойств и физико-механических показателей ДТЗП вулканизованных пероксидами, ускорительно-серной системой и алшшфенолрормальдегндними смолами.

При выборе вулканизуемой систеии исходили из следущкх факторов: 1) Показатели Физико-ыеханкчеа.их свойств материала, ?Л Технологическая характеристика композиции. 3) Енешшй вид образца.

Применение стандартных вулканизующих рецептур для изопрснового каучука при "динамической" вулканизации показало, что такие пулкани-зувцие система приводят к получении ДТЗП с низкими физико-нпхани-тскнми показателями. Получаемые ДТЗП залипаит к стенкам смеситспыш-'о оборудования, что связано с термомеханохиаическими процессами, фиводацими к сильной деструкции зластомерной фазы. ■ В таблице 2 при-)едеиы результаты испытаний.

Таблица 2.

Сравнительные характеристики физико-нвханических свойств ДТЭП и вулканизатов на основе СИИ—3.

Основа рецепта, ы.ч.

Неловкая прочность при разрыве, lilla

Относительное удлиненно, 7.

Относительное остаточное удлинение после раз puna, 7-

Твердость по Норн А

Л.

____3_„

000-700

310

5fiO-GQO

А____

10-12

39

15

4 Я

83

Al

i.CKH-3 100 альтакс 0.7 сера . СКИ-3

т

альтакс сера З.СКЙ-З альтакс 1,0 Л*Г 3,0

3,0 70 30 0.7 3,0 100

21,0-27,0

9,5

24,0-30,0

продолжение таЛп. ?..

______2..'________з_______:________4__________ ___________5............

сера 1.0 : ; .

4. СКН-З ?0 о.о : гзо : 35 59

ГШ 30 » »

альтакс 1.0 -' * *

дс-г 3.0 » I

сера 1.0 • • *

Как видно из таблицы 2 применение стандартной вулканизующей ре-

цептуры йс привело к удовлетворите.пинаку уровни физико-иеханичг.скнк

сиойств, ■ 8внду определявшего влияния выбора вулканизувцей системы на Технологические и физиио-ыеханичоскио свойства ДТЗ!1 била исследовано влнйннс кошшпситов вудканизузцой системы, содервацуя серу, тиурам . "Д" п сулыренаанд "Ц". йсследованке влияний компонентов производилось с.использованием кокиозвцкониого ротатабелышго планирования. Обработка даиних проводилась по специальной программе па ЭВИ РС-ПТ. Исследовалось вяишше варьируевих факторов на слсдувяие параметры: остаточное удлинение при 100Х -ной раставенни, относительное удлинение при разрцве, условная прочность при разрыве, модуль при Ю0£ ном -растяжении, технологические свойства,

Увеличение содерсаша вцлканиздвцей системы повисает прочностные характеристики композиций, однако при атом ухуднаптся технологические свойства ¿следствии протеканий реверсиошшх процессов из-за перевул-какнзации каучуковой фазы, Оптшальша комплексом свойств обладает конгюзицки с вулканизующей системой представленной в таблице 3.

Таблица 3.

Вптниадоноа содерганиб Еулкакизувцей скстсиы для ДТЭП ка основе изапреновога каучука и полипропилена.

Коипоненти * В иасс.частях

Стеариновая кислота 2

: Оксид цинка 5

Сулъфенамид Ц 5

Сера 0,35

Для всех нсследоиашшх ДТЗП ^изикр-иеханичеекие свойства ухцдза-атея при переходе ог серно-ускорнтйлыюЯ к смоляной или пероксидиоЛ ^цлкашпуюциа систецаи, Отличие в поведении серпах, саолшшх и пе-юксидних ДТЭ11 связано, очевидно как с различной структурой вулкапл-зационной сетки в кацчцко, тан и осибеиностами «ехшю-хииических провесов на ыедфазнпй границе, протекающих в процессе "динамической" щлканизации этики нулканизувзаин систеааин,

г. йсследопш1йе ст^чг.гл>и терыоэластояллстов полячешшх •дн^'мешг виякйпйзйциеп.

Для разработки наиболее зффектимшх пояиаерних композиций и ь ¿ть~ шалов на их основе необходимо знать закономерности формироеашн: л.ч ^Руктури и ее изменении и процессе "динамической" вулканизации. тс. 5 представлена предполагаемая структура ДТЗП на основе <ЖИ 3 ;; юлипропиленон.

Рис. 5. Фазсная структур;:* \П',!1 на основе СКИ-3/Ш1 в состой ? 3:1.

ШШк

Морфология ДТЭП несколько, отличается от наркологии скесей аи..ло нчного состава, получениях в тих це условиях. В отличии от нех,>ии-еских сцесей ДТЗП имеет болев тонкпднеперендя и однородную по разае-аы структуру. Крона того, исслсдоралнсь образцы ДТЗП СКИ с НИ писле итязкн при экструзии. Расстянугай образец каеет гетерогенную стпук-• ЦРУ пак н лерастянутий, но наблюдается более четкая ориентац:м ч апраплешш растявения. Исследования показали, что оба образца и-етерогеинио-доиеницп структуру с иоприршзнпй фазой нолипронидона нтяака образцов приводит к ориентации фазовой стриктур«. Таиии о оц, расплав ДТЗП представляет собой диспергированные и гермоил. , икрогелевне частици свитого каучука размером 0,5 - в шш и грани-поем каучук термопласт переменного состава, чти тшпфйдл-заерениями аетодом дифференциальной ск<шкрукч«й каяориавтрнк ' ри

1 Рис. 6, Дифференциальная спаи, -;> ■2- пцая калорикетричвекаи ть-рмог! >>' ~3 на: 1- СКИ-3, Ъ -1111, 3 ДТЖ .«

£0 <Ю па -150 1(3 'да-основе СКИ-3/1Ш поитнпкбннв !

-—^—^

Соединение злеиентов структуру п такой материале происходит благодаря наличии в граничной слое иекзазно'го слоя, обусловленного взаимной сегментальной растворимостьв и дкэдузией каучука и термопласта.

3, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ОДЗИКО-НЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДГЗП НА ОСНОВЕ СКН-3 а ПОЯКПРОШУЕНЛ.

Изучение реологических свойств показало, что вязкость ДТЗП в О'ольасй степени зависит от скорости сдвига, чем от температуры (рис.7), а значения виде, чем у чистого термопласта. Для ДТЗП провели испытания с цельи изучения влияния различных факторов на технологн-чес1!ис^1_^и'ащ!о_-ипхй!1ичес1;11е двойства (табл.4,5). _______

Рис.7. (а) зависимость вязкости от скорости сдвига для ДТЗП раз-пых соотношений кау.ук-термопласт. 1 - ДТЗП на основе СКИ-З/ПП в соотношении 80/20.2 -70/30, 3-50/50, 4-40/60 при 200 °С. 5-вязкость полипропилена при 200°С. (б) зависимость вязкости от температуры при скорости сдвига 1200 1/с. 1 - 80/20, 2 70/30, 3:>0/50, 4-40/60.

Ы

Таблица 4.

Влияние ревина экструзии на технологические свойства ДТЗП в соотношении СКИ-З/ПП 7:3 (зктрузиа через щелевув головку).

Номер Температура по зонам, "С •.Частота : КрутдциА : Качество

эеаи- :вразднкя : коиент, ; поверхности

ма. 1 2 3 4 :червяка, : Икр !!*и : экструдата

.: 1/шш_ ._ •

1. 170 200 220 210 1С 24-29 Яагренсваи

2. 170 200 220 . 210 20 33-34 Слепи» нерох.

3. 170 200 220 210 40 37-30 Отдельн.неров.

4. 170 200 220 210 00 37-38 Почти гладкая

5. 170 200 220 210 00 38-39 . Почти гладкая

6. 100 203 223 200 100 35-36 Ровная гладкая

Таблица. 3.

Влияние рекииа экструзии на нпруго-прочностние показатели ДТЗП в соотноиении каучук-пластик 7:3.

Н : Скорость : Прочность при : Относительное: Относительное !5ниа: вращения : разриве-. 1111а : удлинение при: остаточное уд-

-----:_черв ,сб/йин_:____________,___;__разрыве ,7.___:_линение, X■

1. 10 15.02 495' 111

2. 20 17.82 498 120

3. 40 17.05 408 112

4. 60 18.45 513 122

5. 80 17.4-1 438 110

6. 100 ' 18.84 523 110

Из данных таблиц 4 и 5 видно, что увеличение температуры формоа-з по зонам экструдера и скорости врацепия червяка приводит н улучши технологических и чизиио-мехаиическик свойств,

В ДТЗП на основе СКИ-3 и ИП с увеличением содержания полипропиле-происходит попиаенио осношшх гризико-мехснических показателей и ¡рдости ДТЗП. В табл. К показано сравнение {шзико-иехакических йств ДТЗП на основе СКИ-3 и П11 й ДТЗП "на основе ПК и ПП сирин Тел-ТРЙЛ (С5(\) с разшш содерванивы полипропилена.

Таблица 6.

Свойства ЛТЗП разного соотновешш1 каучук-териопдаст на основе СНИ-З ;гШ1.

TPKR

Характеристики Содержание полипропилена,а.ч. /ПК и ГШ/

ДТЗП содер. 20 - толипр. 50

20 25 30 35 50 G0 80

Твердость,Sop il 0G 72 75 80 80 89 94 55 - 95

Неловкая проч-

ность при раз-

рыве, iifla 9,5 13,4 15.1 10,2 19,6 20,0 20.3 5.4 - 16,8

Напрягенне при

100 У. удлинении,

УИа 3.0 4.8 5.6 6.7 10,5 11.5 17,7 3.1 - 7,6

Модуль Юнга.ИПа 25 54 00 НО - 520 - -

Отн.удлин. при

разрыве, У. 430 420 440 460 410 470 40 0 300 - 400

Отн.остат. удл.

при разрыве,Z . 52 ?5 92 110 230 240 460 -

Остат.удл.после

100 7. растяжения

10 шш. н снятия

нагрузки. У., 14 22 30 35 92 118 140 12 - 30

Сопрот.разд.КН/и 44 44 63 GG 92 95 - -

Остат.деф.сЕат.Х •

по ГОСТ 9.024-74

25 г. 23*1.7?. ч. 23 20 30 36 03 Ь4 66 -

25 г, ПХ.11 ч. 33 57 60 54 00 со 70 -

25 2.100 "С,72 ч. 48 61 74 82 0В 09 09 -

Теипер.хрупк, но

ГОСТ 7312 - 79.''С -61 ' -61 GI -60 -58 -57 -56 (-63) - (-34)

Оэоност./вреия

до появл.трецин/ Более 7 часов _

Для резин из диеновых каучуков

F.p = 20 У.. озоностойкость ди 100 ыинут.

Проведенные исследования по переработке показали, что первый цикл повторной переработки ДТЭП приводит к повавенкп свойств композиционных натериалов. Второй и четвертый цикл переработки ДТЭП в оптимальных условиях (табл.?) практически не оказнвапт влияния на свойства ДТЗП. а дальнейшее увеличение циклов приводит к некоторому ухудшении Оизнко-иехапических свойств ДТЭП,

Таблица 7.

Зависимость свойств ЛГЭП для коннозиции СКИ-3/Ш1 в соотношении 3 : 1 от количества цикло,. повторной! переработки Н.

Модуль Относит. Относит. Относит.

11 при 100'/ остат.удл. удлинение остаточн. Прочность при

растяз., при 100 "/. в У. . удлинение разрыве, НПа

НПа рас т.. У. в г

Исх 4.8 22 420 75 13.4

i 4,92 21 450 66.5 14,7

г П.30 24 45 G 73.5 15,1

3 4.9 20 440 71 14,2

4 4,8 20 420 70 14.1

5 4,9 28 416 80 12,0

Образцы ДТЭП такзе бнлн испытаны в условиях теплового старения при 125°С и 150°С. Испытания показали (табл. '0), что образцы при по-

Таблица П.

йзиенепие физико-иехапнческих показателей ДТЭП. в соотнояении СКИ-3 с ПП 7:3 в процессе термического старения.

Рехиы Прочность Относит, Относит.

стар. при раз- удлинен. остаточн.

сутки рыве , ЛПа при раз- де^орм.

рыве, у. 7.

. ..Л __ .. _____3 _ _4 „

125 °С

0 20.5 5t2 • 124

П 14.7 437 87

продоле.табл. G.

I

_ 1_ _ _ 2 _ _ 3 L _ 4

10 12,1 374 70

14 11,9 308 04

ISO °С

0 19.9 304 125

1 (3,8 423 96 '

*> С 10.2 303 СЗ

3 3,8 244 47

вишешшх температурах сохраняет высокие упруго-прочмостпые свойства. При 125 °С поело видераки в течении 14 суток показатели прочности при разрыве и относительного удлинения сохраняются на SO У., а при 150 t по истечении 3 суток сохранятся на 50 "А.

ЛТЭП представляет больной интерес как электроизоляционный материал, так как он обладает хорошими эластическими свойствами и прекрасно перерабатывается методой экструзии. С этой целью (¡или проведены расЕиронные испытания в ВШИШП "динамического" терыозластопласта на основе изопренового каучука и полипропилена в соотноиенкн ?:3. Данные по испытаниям приведены в таблице 9.

Таблица С.

Влияние тешературы испытаний на электрические характеристики ДТЭП.

Температура Зделыюе обгемное Электрическая

испытания, С сопротивление,Ок*ы прочность uB/u

20 6,0 * 10е 37,3

70 1,2 * 10" -

100 3,9 # 10" -

По электрическим характеристикам ДТЗП значительно -превосходит пластикат ПВК и находится на уровне изоляционных резин.

. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДИ. 1.Разработана оптимальная рецептура ДТЗП, оптимслыше условия получения и формования ДТЗП с высокими и стабильными свойствами мало

менявшимися в условиях повторной переработки. Показано, что наилучпий комплекс свойств обеспечивает получение ДТЗП при температуре на 20 -30 °С п'ревыпавцей температуру плавления термопласта, повывенной скорости сдвига в процессе сиеаения.

2. Разработан принцип оптимальной степени свивания зласточерной Ф?.зн в процессе "динамической" вулканизации при налом содержании вул-канизупцего агента и высоком содержании ускорителя вулканизации.

3.Установлено, что высокие воспроизводимые свойства ДТЭ1! о, поде-тяится их структурой, состоящей ::з непрерывной фазы тернотылг .л, в второй диспергированы йикрогелеине частички, вдлканнзованноги к. учу «а ( граничного слоя переменного состава.

4. Выявлена ориентационпая элаеттрикация ДТЗП при подвьтяяке бразцоп после экструдирования, Показано улучшение эластических войств ДТЗП при подпытяекс и изучена структура этих образцов.

5. Установлено, что разработанные ДТЗП на основе СКИ-3/Ш1 с гвер-остьп по 2ору Л от СО - 9Я характеризуится . хороаими физико-ы» <ани-ескини, технологическими и динамическими свойствами, превоехг \ннми 1Электричосг.1ши характеристиками, более высокой озоно и ати^сдв-зстойкостьз, с интервалом работоспособности от -50"С до -П25с;:, с щчукоемкостьи от 20 - 80 об. По обидим характеристикам они анало-[чны ДТЗП "ТРШ1" на основе натурального каучука и полипропилен«.

6. Установлено, что разработанный ДТЗП на основе изочреновог-» ка-' ука и полипропилена моеот применятся для изготовления как форк-тнх, к и нефорыових РТИ: ылангов, прокладок, уплотнителей, литых колес, едипителышх эленентоп, деталей яля автомобилей:(бамперы, уплотнили двере'й, иолфенги, брызговики и др.).

Внсокие диэлектрические характеристики дапт возиокность испо.мьзп-гъ его в качестве электроизоляционного иатериала в кабельной иро-«лешюсти.

новное содержание диссертации опубликовано в следувцих работ.

П.Д.Хусаинов, А.В.Санягин, И.Г.Карп, В.С.Савельев. Г.5!.Ноль;; .он. композиции пблинзопрена с полиэтиленом, полученные совнестнш- ас-~ шисризацисй изопрена с зтиленеч. Тазиги док/".- '{. Йсосоазиой к< >1

ренции " Сиеск полимеров". 27-29 сентября. -Казань,-1990 г,с.123.

2. К.Г.Карп, Л.В. Левкнзон, Л.Д. Хусаинов. О.С.Платонова. С.И.Вольфсон. Стриктура л свойства термоэластопластичних коштозиций на ОСИ013С изопренового и бутилкаучуков и полиэтилена. Тезисы докл. 2 Всесоюзной конференции " Сиеск полииеров". 27 - 29 сентября, - Казань, -1900 г, с.66.

3. Хусаинов A.A.. йукиенева tl.fi..Кадырова В.Х.,Карп И.Г., Вольфсон., Лиакуйовмч Л.Г. Пряиенение лластикордера Брабендер для экспресс-аценки эффективности стабилизаторов изоп.ренового каучука.// Производство и кспользовагше эластоиерсо. ЦНИИТЗНЕФТЕХИИ, Москва,-1991г К 11, -с.18.

4. А.Д.Кусаинов, 11.Г.Карп, С.К. Вольфсон, Л.В. Левинзон. Исследование вязкоупрдгкк свойств териаилаегкчник композиций на основе каучукоп и полиэтилена. //Химия и технология злеиентоорганических соединений к полимеров. Неквузовский сборник научных трудов. Казань, -1992 г, -с.83.

5. А.Д.Хусаинов, С.И. Вольфсон. Получение и свойства зластоиерных термопластичных композиций на основе каучуков и полиолефинов. //Химия и технология злекентоорганических соединений и полииеров. Мегвузовский сборник научных трудов. - Казань. -1992 г, -с.102.

S. С.И.Волырсон. А.Д.Хусаинов. Исследование возиоености построения инвариантной характеристики вязкости расплавов эластомеров и полиолефинов. Тезиси докл. Сттозиук tu. реологии полимеров, г. Днепропетровск. -1992 г', с.23.

?. A.c. 18LB752 (СССР). МКИ С 07 С 39/06. 39/12. С 08 К 5/13. Стабилизатор для синтетического изопренового каучука и способ его получения /И.Г.Лиакуиович, ВД. Кадырова. Н.Й.Иуккенева, С.В. Бухаров, А.Д.Хусаинов. В.М.Шаркова, И.Г.Кара, С.И.Вольфсон, Ф.Р.Гильманова. и И.В.Чугунов.-R4950025; Заявл. 28.08.91.; Опубл. 11.10.92.

8. Хусаинов А. Д., Волырсон С.И. Изготовление к свойства термопластич-ннх резин иа основе изопренового каучука к полипропилена. // Производство и использование эластомеров. ЦНИИТ311Е0ТЕХИИ, Москва. -1993 г. К 5. с.15.' ' .

Заказ

Соискатель

А.Д.Хусаинов Тира« ВО зкз.

Офсетная лаборатория КПП 420015. Казань. К.Маркса. 68.