Создание клеевых композиций на основе хлорсодержащих полимеров с различной молекулярной массой тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

?VB OR ^

о -» HK? ^

УКРАШСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ Х1М1КО-ТЕХНОЛОГ1ЧНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ

На правах рукопису УДК 621.792.4:678.4

ЕМЕЛЬЯНОВ Юри! Валентинович

СТВОРЕННЯ КЛЕЙОВИХ КОМПОЗИЦ1Й НА OCHOBI ХЛОРВМ1СНИХ ПОЛ1МЕР1В PÏ3HQÏ МОЛЕКУЛЯРНОГ МАСИ

Спефальжсть 02.00.06 — xímíh внсокомолекулярних сполук

Автореферат

дисертацп на здобуття наукового ступеню кандидата техшчних наук

Дшпропетропськ 1П!)Г>

Диоертац1я б рукопио.

Робота виконана в Укра1нському Державному х1м1ко-техно-лог!чному ун!вероитет1.

Науков! кер1внгайл доктор х!ы1чних наук

|Блох Григор1й Абрамович|

доктор х1м1чних наук, академ!к УТА £б1ч Юр1й Рахм1£левич . . ■

0ф1ц1ЙН1 ОПОНЭНТИ1

доктор техн1чних наук, профеоор Ыаплош Володишф 31нов'евич

кандидат техн1чних наук Чум1ч4ова Натад1я Потр1вна

Дров 1 дна уотанова: • Лиаичаноький' завод гуыових техн1ч-

них вироб!в

Захиот диоертацП в1д0удетьоя «Берегия 1995 р. о ^0 годин! в 220 аудитор!1 на зао!данн1 опец!ал1зо-

вано1 вчено1 ради, шифр Д 03.05.02 Укра1ноького Державного х!ы!ко-твхнолог1чного ун1верситету, 320005, и.Дн!щкзпвт-ровськ, пр. Гагар1на, 8.

3 диоертац1БЮ ысжна ознайошишь в б1Сл1отец1 УкраХноь-кого Державного х1ы1ко-технолог1чного ун1вероитету га адресов: 320005, ы.Дн1пропетровоьк - Б, пр.Гагар1на, 8.

Автореферат роа!олано п'2Я "'//¿Отого 1995 р.

Вчений секретар опец!ал1зоваво1 вчено! ради , к.х.н., доц.

01на В.Л.

<г

ЗАГАЛЪНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЕОТЯ

АКТУАЛЬНЮТЬ. Eco зрсстзач-з Бтислр-.тотзтгл в р1зпи:: галу-зях народного господарстсд гуыовомзталовкх та гумопотс-ка-ткльних виро01в оСуыовлено jtoocxi^hicto спслуч~ння у рпд1 Бузл1в сучаоннх машин i mojísjiídí.íIu dkcokoI еллстпчь'оо'п та 1 нплix опециЗДчних властивоотоп елазтшер1в з Г:о;;-л:с;о ubxa-н1чнон м1цностю i витрнвадостю ыгтая1з, tskctjisliiiix ыато л1в. Резл1зац1я паргваг тазк с::стс-ы полпива лгао в ушззх забезпечення ы!цного та стаС1льного зв'язку mía еллсгскером 1 оуОстратачи. Еикоркстакня для ц!е1 шти клб!п гарячо! вул-кан1эац11 обмежэно специф1чниыи умопами екаплуатацП ряду вироСИв, наприклад, конвейерних стр1чок у шахтах, номолли-воств оклеивания деяких ыатер1ал1в при п1дв1ицонпх тс-ыпорату-рах, економ1чними покаэниками процес1в. Тому иалашгчайко вауливо значения набувае проблома створоннл впссгл^октипних кдейових композ;щ1й для склеивания при к1мнатн:ш температур1 гум, гуыовотканннтг.сс та гумовомс-талевлх внроСЛв.

НайбШш широко використованими адгозШю-активннми по-д1ыер=ни, як1 складавть основу кле!в холодного 1ф1плення7з XíopEUícHi пол1мери. Розширення областей вшсористалня клейо-вих коыповщ1й на основ! хлорвм1сних пол1мор1в, скорочення режим1в склеивания матер!ал1в, п1двшцення температурного 1н-тервалу працездатност1 клвйових сполук вшишкас нйо*х1дн1сть перагляду п1дходу до створення нслшх кле!в, оск1льки 6Ш~ ш1сть проведение досл1дконь маг вузько-коикрэтшш напряшк i не вир1шуБ проблему ц1льового рзгудювзлнл адгегШшх сполук.

Розвкнут! в Tonepínniñ час термодпюшчн! та молекулар-но-к!нетичн1 уязлоинл про природу адгеэлших лвщ створшть

основу для виявлення заледшост! ы!ж структурой 1 адгез1йною вд11,.,н1сти хлорвм!сних та 1нш11х пол!мер!в, сприяють знаход-жош/К) затаи них п!дход1в до керування процосаыи формування адгы'.'йних зв'яэк1в м!ж р1аними субстратами. Молекулярно-к!-нетичлг.ю передуиовою утворення м!цних адгез1йиик ополук в эабеэпэчення доотатньо виооко! рухомост! молекул адгеэива на меж! рс£д1лу фаз. Для пол1ыер1в це доаягабтьоя ашвкенням 1х молекулярно1 ызси, Шдвщенняи гнучкост! макромолекул 1 температуря. Оме, регулювання молекулярно! маои пол!мер1в ад-гезиа може бути д1ючиы фактором п1двшцення адгез!йних влал-тиЕэстей клейових композиц!й.

В дан1й робот! эапропоновано мэтод регулювання адгез!й-шг властивостей клейових композиц1й шляхом зы1ни молекулярной маои хлорвм1сних пол1мер!в а эалученням фундаментального параметру - поверхнево! енерг11 пол!мер!в та розробка на ц1й основ1 принцип!, в рецептуробудови кле1в конструкц1йного приз-начення, як1 не поогулаються перед кращими !мпортними зраа-ками. Вир!шення ц!б! проОлеми набувае актуальной! для Оа-гатьох галузей. народного господарства Укра!ни.

КЕТА РОБОТИ. Створення клейових компоаиц1й холодного кр1плення на основ! хлорвм1сних пол1мер!в а високоа адгеа1й-ною здатнЮтю до суботрат1в р!эно! х!м!чно! природа, як! аа-Сеэпечують прадездатн!сть адгез!цних сполук у широкому теи-иратурному !нтервал!, обгрунтування основних принцип1в ре-ц< птуробудови кле!в, врачовуючи поверхневу енерг!в пол!ме-р!л а такаж технолог!! !х виготовлення та використання в р!гчих умовах збер1гашя ! експлудтац!I.

НАУКОВЛ НОВИЗНА. Епершэ рогрсблено Шдх1д до ц!леспря-

мованого отворэния рэцгптур клойгшкх компопшпп на ооков1 ХЛОрВМ1СНИХ•ПОЛ1Мбр1В (хлоровзлт'1 НК, ПОЛ1ХЛОрОПрО!Ш р5?но1 Оудови) з залученням фундаментально! ф1?и!со-х1н1чно! характеристики - поверхнево! енергП по.л1).яр1в тл актишшх додат-к!в.

РозроОлений п1дх1д до сцЛнки лдгор1шо1 лдатноот1 клэ-ЙОВИХ КОМПОЗИЦ1 й дозволяв пояснит» прлктнчне' ШДТШ'Ц'ЗННЯ ац-геэ11 пол1мер1в з1 эшменнлм 1х мэлекулярко! >пси 1 впзна-чити оптимальн! значения молекуллршгх мае хлортЛсшм лол1-мер1в для р1эних умов експлуатацП кленових сполук.

Запропоновано розрахунконий метод блэиячрштя поверхне-во! енергП хлорвм1сних пол1ыер1в, я кий базуеться на вико-риотани1 мШмально! к1лькост1 експериментально вноначешк парамэтр1в (рефрактометричн1 характеристики, щ1льн1сть пол1-мер!в). Застосаван1сть цього методу п1дгвордлонз для пол1ые-р1в р1зно! х1м1чно! природи.

Експериментально доказано рзасгозв'язок адгезШо! эдатност1 хлорвм1сних пол1мер1в _ з 1х поверхневсю онерг1ею. Визначен1 шляхи регулквання р8цептурно-технолог1чшк фактора для отвореннл клейовлх кшпог-иц1й, що заОеэлечуыть склеивания матер1ал!в э р1зноман1тними ф1зико-х1м1члтт зласти-востями.

Одержан! кленов 1 ксмпоэицП холодного 1"р1пл?;тл для оклеивания гум а металами та 15ш:ми мат<?р1алаш, стикозки юолвейерних о?р!чок, як! забеэлочують збореяення м1цноот1 адгез!йнкх слолук при тризалих динэм1чних на?аптаке:ш~к та

п1дш*грних температура« Сдо 100 °С).

ПРАКТИЧНЕ &1!ЛЧ:-:1ШЯ И&ОТИ. Роргс^^П прилипли рецэпту-

робудовп,технолог!я виготовления та використання клейових. композлц!й холодного кр!плення на oohobi хлорвм!сних пол1мв-р!з з епссксю адгез!йною м1цноотю для крапления гум до мета-л!в '.га ажювання конвейерких стр!чок р1зного призначення. Те;;нс.-ог1я вигоговлення нових кле!в впровадасена в промислове вироСкицтво на Лисичанському та Карагандинському заводах ГТВ, Ешуцена 20 т кле!в конструкц1йного призначення.

Створен! клейов1 композидП на основ! пол!хлоропрену ефективно використовуються на п!дприемствах чорно! металур-rii кра!н СНД на протяз! 1988-1095 p.p. Вони волод1ють висо-кою конфекц!:"шо» клейкЮтш та адгез!йнокз м!цн!стю в !нтерва-л1 температур- 20-100°С, дозвсцщють скоротити пер!од цуоку aicTHKOBaHiix конвейерних стр!чоку виробництво э 24 г до 8 г. Економ!чний ефект в!д впровдаення нових кле1в складas 0!льш як 1,0 млн. крО. (у ц!нах 1991 р.).

Експлуатац!йн! випробування склэюваних конвейврних отр!чок р!зних конструкц1й показали перевагу розробленого клею "Т!тан" на основ! пстхлоропрену при п!двиш,ених температурах (до 100°С) в пор!внянн! з клеем SC-2000 (Н1меччина), який широко використовуетьоя на.п1дприбмствах чорно! мета-лург!!, вугольних шахтах Укра1ни ! эакуповуетьоя за валюту.

АВТОР ЗАХИЩА6: принципи рецептуробудови клейових компо-зиц1й на оонов! хлорвм!оних пол!мер!в, оклади, технолог!ю виготовлення та заотооування кле!в конотрукц1йного призначення.

ОСОБИСТИЙ ВНЕСОК АВТОРА окладаеться в розробц! клейових композиц!й, безпосередн!й участ! в проведешь лабораторних. eKcnspiwsHTiB, вироСничих випробувань та впроваджан!, уза-

гальнен1 та з:»;ьл1зу одержапих результат!в. На во!х етапах осоОистий внесок автора був впр1галышм.

АПРОБАЦШ РОБОТЙ. Осноен! результат дисертацИ обгово-рювались на Всессюзних конференц1пх: "Всесоюзная конференция по эпоксидным мономерам и эпоксидным смолам" (Дн1пропет-ровськ, 1974 р.), "Современные проблемы в области сшггога резин" (Дн1пропетровськ, 1980 р.), "Пути совершенствовглил изделий на основе эластомеров для агропромышленного комплекса" (Дн1пропетровоьк, 1983 р.), "Повышение качества и надежности резинотканевых и резинометалличеоких композиционных материалов и изделий на их основе" (Дн1пропотровськ, 1988 р.), "Каучук-89. Проблемы развития" (Воронеж, 1939 р.), "Качество и ресурсосберегающая технология в резиновой пГ'См:-п-леннооти" (Ярославль, 1991 р.); 2 Всесоюзных народах: "Новые клеи, технология склеивания и области применения" (Москва, 1989 р.), "Адгезионные соединения в машиностроении" (Рига, 1989 р.).

ПУБЛ1КАЦ1I. За темою дисэртацП опубл1ковано 22 науков! прац1, у тому числ1-7 статей та 15 тез1в допов1дей на науко-вих конференц!ях, одёржано 7 авторських св1доцтв про вина-х1д.

ОБ'БМ РСБОТИ. Дисертац1я вккладена на 7^стор1нках машинописного тексту, складаеться з вступу, огляду л!тератури, б.роэдШв, загальних висновк1в, вм!щуе ^те6л1ЩЪ,2<£? ма-люшив. Список вхпсористачох л1тератури вм11цус УЯ2- наймэну-вань праць в1тчизняних та закордонних азторхз.

ОБ'БКТИ ТА МЕТОДК Д0СЛ1ДНЕННЯ. В робот! досл1дхен! лорпм1с1й пол:мери: хлоропаш кятуралый каучуш! (ХНК) з

ыолакулярною масо:с (25-157)"10Э, як1 були одержан! у НВВ "Нз1рит", пол1хлоропрени о1ркового (на!рит НТ), меркаптано-еого (на!рлт РШ, неопрен V.', башрен - 320) та ком(31 кованого рогулэвашш (на!рит КРНТ) э молекулярной маооо М^ -(9Б-49В)-Ю3. Середньов'язкЮну молекулярну маоу пол!ыэр1в Еизначали в!скозиыетричним методом, молекулярно-масовий роэ-под1л за допоыогою гель-хромагографа "Уо1егд-200", неодно-р1дн1оть' клейових пл!вок оц!нювали методом зворотньо! газо-во1 хроматограф!I. Поверхневу енерг!ю пол!мер!в та активних додатк.!в (фенолформальдег!дних омол: 101 К, амберол БТ-137, октофор ЭД визначили шляхом розрахунку по одержан!й формул! з використанням ф1эико-х!м!чних констант та мШмального числа екопериментально визначених параметр1в (показник пере-ломлення 1 щ!льн!сть пол!ыер!в). Адгез1йну м!цн1оть оц1иова-ли при в!дшаруванн1 1 розшарувалн! в 1нтервал1 температур 20°-100°С. Для реал!зац!1 руйнування адгез!йно! сполуки,.яка окладаетьоя з елемент!в гума (1РП-1390 на основ! СКМС-20РП) - адгезив (на основ! пол!хлорпрену) - праймер (на основ! ХНК) - метал (Ст. 3), по зон! контакту адгезив - прайыэр заотооували опец!ально розроблену методику.

У клейов! гумов! сум!ш1 вводили нановнювач! (техн!чний вуглець р!зно! активност!, оксид цинку) в к!лькост! 20 ыао. ч., а також викориотовували наповнен! оум1ш!. Для виготов-лення клейових композиц!й заотооували 1ндив!дуальн! розчин-ники. з р1знсо поверхневою енерг!ею (толуол, тотрахлоретилен, ет;21 :ацетат , а тагаж 1х суьйш! у р1зних сп1вв1дно13вння>;. Вшшв рецептурно-технолог 1чни;' та структуршо; фактор!н на влаотивост! адгез!пних сполук оц1нюезли га допомогою методу

математичного моделювання. Статистичну обробку експеримен-тальних даних эд1йснювали на ЕОМ типу 1ЕМ.

ОСНОВНI ЗАК0Н0М1РН0СТ1 ВЗАЕМОЗВ'ЯЗКУ М0ЛЕКУЛЯРН01 МАСИ, ПОВЕРХНЕВО! ЕНЕРГI3 I АДГЕЗ1ЙНИХ ВЛАСТЛВССТЕЙ ПОЛIМЕРIВ

Молвкулярна маса (ММ) пол1мер!в в одн1бго з основних характеристик, як1 вианачаить I:; р!зн1, у т<рму числ1 й адге-э1йн1, властивост!. Розвинутий в остацн! роки анал1з адгеэп з позицП поверхневих явищ дозволив роэглянути взаЕмозв'язок адгез1йно1 м1цност1 та ММ.щзл1мер!в, враховулчи фундамен-тальний параметр - поверхневу енерг1ю псл!мер1в. На п1дстав1 розробленого д.х.н. Притик1ним Л.М. подходу до визначення поверхнево! енергП (6) по рефрактометричним характеристикам пол!мер!в одержана наступна формула для роарзхунку б в за-лежност1 в1д ММ пол1мер1в а викорпсганням мШмального числа експершентально виэначених параметр!в (покаэник переломлен-ня та щ1льн1оть):

5 - параметр'розчинкост! пол1м«ра А - константа р1вняння Пльдобранда; ау, ал, Ьл - гснотаяти у р1вняннях:

п - %/М + Ъп « а,//М + ¡V

(3)

(4)

К!1" ММ к1дьця, яке повториться;

М - ММ пол!мера;

ГП1, Г! _ число, атомна ыаса та питома рефракц!я

б^ граничив значения поверхнево! енергИ пол!мер1в.

Справедливей» одержало! формули при розрахунку б п!дт-вердлека для _пол1ыер1^р1зно1 х!м!чно! природи (мал. 1).

ютъ вигляд низх!дних г!порбол1чних кривих за виключенням, як 1 варто було чекати, задежностей для пол1прол1лен - 1 лол1-Суткленоксид1в, як! проявляють поверхиеву активн1сть. В ус1х вкладках плато в!дпов!дае значениям б, знайдениы незалежними в 1 дошли методами, у тому чиол1 базовим рефрактоштричшш. Горизонтальна д!лянка кривих в!дпов1дав граничим значениям ММ под!мер!в, при досягненн! яких б стае незм1нною (б «*>). Остання величина моде Оути визначена по формул! (2) при ММ

-> со

Еилвлеяа л1н!йка запежнЮть мгикоса! здгезШшх сполук р1д розрахоьаиих значекь поверхнеьо! енергИ фрагацоноваиих та нефрагайонэваних пол!мергомолог1в полИзобутклену (мал. 2) Шдтвердкла прааильнЮть вих!дно! передумовк по вплиьу VI»!

атом!в 1-сорту у повторювальному к1льц1;

1,!н/м.

Мал. 1. Заледн1сть поверхнево! екергП (б) в1д молекулярко! маои (М) пол!мер!в: 1 - пол!-ыетилыетакрилат; 2 - пол!ети-лен!м1н; 3 - пол!еп1хлорг1д-

пол1мер1в на ауто- 1 адгез1йну м1цн1сть склеяваних зразк!в 1

дозволила пояснити спостережене досл!дниками эниження кид-

ност1 адгез1йних сполук з ростом ММ полПзобутилону зменшен-

ням поверхнево! енергИ при подовженн1 основного ланцюга.

2. Запежн1сть м!циост1 ^аутогезхйяих сполук полПзобу-тилен1в в!д 1х поверхнево! енергИ (б): 1 - оп1р розшару-ванню (Р) нефракц1онованих зразк1в через 72 годшш; 2 -робота розшарування (итр) неф-ракц!онованого зразку через 1

рИ «во

600 ■

зло

\т

г оо

годину.

ЗЧ.ОЮО 34.003! <&Н/у

ВЗАемОЗВ'ЯЗОК АДГЕЗ1ЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ 3 МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАСОЮ ХЛ0РВМ1СНИХ ПОЛИМЕР!В

Розвинутий п1дх1д взаемозв'язку поверхнево! енергИ (б) та м1цност! адгез!йних сполук э ММ пол!мер1в справедливий також для пол!хлоропрен!в (ИХ) р1зно! структур« 1 хлоровано-го натурального каучуку (ХНК), як1 широко застосовуються в якост! адгезив1в холодного кр!плення

Наведвн1 розрахунков! значения (б) (мал. 3), як! одержан! по фомулах (1) 1 (2) в1дпов1дно з даними табл. 1, св1д-чать про те, щр в досл!джених 1нтервалах Ш пол1мер1в значения б зм!нкються в'досить вузьких межах. Саме цей факт не дозволяв експериментально оц!нити зм1ну б в вивчених межах величин ММ хлорвм1сних пол!мер1в гнаол!док обмежених момли-востей !нструментально1 техн!ки.

с>Я/,

ИМ -

Мал. 3. Залежн1сть поверхнево! енерг!! (б) ХНК (1) та пол!хлоропрену (2) в!д 1х молекулярно! иаси (М).

Таблица 1

Дан1 для розрахунку поверхнево! енерг!I хлорвмЮних по-л!мер!в та И гранично значения (б») . '

' | I ; г I п I >

Еластоыер| ап | Ьп. | аа I Ьа ^пиа^! 8 ,1А |

., | I |Г 1|нИ/н

I

I

'ЛУП

На!рит | -8,300 1,552 20,40 0,813 23,190 19,9 3,3 38,4 ХНК |-36,915 1,608 40,76 0,608 77,068 20,5 3,8 59,6

ФутЦя б (М) для хлорвьасних полшер!в мае достатни од-ноэначну граф1чну форму (мал. 3), ! характер 11 зм!ни анало-Пчний залежностям, як1 одержан! для !нших вивчених пол!ме-Р1в. Цей факт Шдтвердэкуе справедлив!сть вих1дних теоретич-них уявлень ! св!дчить про обгрунтован!сть встановлення функц!онально1 эалежност! адгеэ1йно! ы!цност1 систем (Р) в1д поверхнево! енерг!I (б) 1 в!дпов!дно Ш ХНК 1 ПХ: Р^ (б;М). 3 ц1еи метою м1цн1сть адгеэ1йних сполук зг1дно розроблено! методики 1х роззарувзння (мал. 4) ощнена для систем« двох тигйв: в пераш зм!ниле ХНК в1д 2,5-ю4 до 15,7'Ю4, а

- I'd -

пол1хлоропрену РНП була постЛйною (M»j= 12,2-104); в другому

випадку вар1ювали М^ пол!хлоропрену в!д Э.Б'Ю4 до 49,0-10'1

при пост1йн1й ММ ХНК (Mij - 9,9-104). Для того, щоб вшслючити

вплив товщини клейових пл1вок на адгеэ!йн! характеристики

сполук, адгезиви, як1 наносили, мали експериментлльно шь?пд-

чвну оптимальну товщину; для ХНК - 35-50 мкм, для пол!хло-

ропрену - 100-150 мкм.

I_4. Схема конструкцП (а) та роз-

2— ..;///,'/¡г,парування (б) модельних адгез!йних ---- сполук: 1 - еластомерний субстрат; 2 -

QinjCTpiüiJ!],1 api.r/йча тканипа; 3 - адгеаив (полiк.га-ропрен РНП); 4 - прайыер (ХНК); 5 -'rSm^-I^TFiä ыеталевий субстрат (Ст. 3).

Одержан! залежност! Р(М) для обох полiмер!в носять, по-ц!бно до полИзобутилену, л1н1йний характер, цо допуасас ix к!льк1сну 1нтерпретац1ю. Досл1дхоння пол!ноы1в pisHiix порлд-в1в, як! в!дпов1дають мШыальному розходленнд м1ж розрахун-ковими та експерименталыивш даними, показали, що гзлекноет! Р(М) 1 Р(б) апроксимуються р!внянняш1 першего порядку; P=Aj6 f Bi(5) 1 F-AaM + Ba(6);

Приведен! на мал. 5 результата св1дчзть про те, щр без-иосередньою причинса зб!льшення м!цност! адгез1йних сполук. s гс1двищення поверхнево! енергИ б пол!хлоропрену, яке супро-воджуе энкження його ММ. Для ХНК, який в ц!й клейов1й сполу-ii е субстратом, залежн!сть Р(б) антибатна, однак сл1д-вра-<овувати, щр з п!двщэнням ММ ХНК р!эницп значень поверхнэ-зих енерг!й пол!хлоропрену та ХНК, яка визпдчаз ферму^алия здгез1йш1Х сполук, гмзниуетьел, i м!цтсть сполук гростае.

(\11/Ч

XI

5

Ч

5

31,¿узо 6,пИ/м

Мал. Б. Залежность мЩноот! (Р) адгез!йних сполук

ФункцП Р(б) точно л1н1йн! при тривалоот! екопоэицП не бШше 72 год., щр, як видно, обумовлено перевашочим вкладом ва ц1й стадИ в механ!гм м1жфазно! взаемодП фактор 1 в термодинам1чно! природи; на заключних стад!ях виэначеними 6 дифуз1йн! фактори.

Порушення лШйних залежноотей Р(ММ) 1 Р(б), як1 пом1т-но спостер!гаються при експозицН 240 год. 1 б1лыпе, обумов-лен! зм!ною характеру зруйнування в1д адгез1йного до коге-з1йного, тобто зниження м1цност1 адгез!йних ополук зв'язано-з зменшенням м1цност1 пл1вок адгезив1в.

Для тривалого збереження адгезхйно! м1цност! склеених сполук запропоновано в якоот! полимерно! основи кле!в вико-ристовувати ком01нац11 пол1хлоропрен1в з р!зними молекуляр-ними масами.

1з даних табл. 2 видно, щр при зб1льшенн! частки пол1х-лоропрену з невисокою ММ (до 75%) сп0стер1габться раст м!ц-ност! адгез!йних сполук при збереженн! достатньо впсоко! ы1цност1 клейових шйвок.

поверхнево! енергИ (б) ХНК (а) 1 пол1хлороп-рену (б). Тривал1сть екопоэицП п!сля склев-вання, години: 1-2; 2 - 6; 3 - 24; 4 - 72; Б - 240.

Таблица 2

Вплив пол!хлоропрен!в а р1зною ММ на м1цн!сть пл!вск адгезив!в (Гр), м1цн!сть гумовометалевих сполук при в1дЕаруванн! (Р) 1 характеру 1х эруннування (X)

Сп1вв!днояення пол1мер!в( мае. Г.) з М *10~3 | М 1 •10"3 > » 1 | Гс, МПа] Р,Й;/1.| 1 ' 1 X*

1 | Розра- 1 [Експе-|ркмент 1 | ' Час експоэицП, г

1 226 | 95 1 ■ 1 1 1 1 1 1 I 24 |240 |24 |240 |24 11111 1 1240 •

100 0 - 226 18,0 24,0 2,1 3,9 А А

75 25 193 185 17,0 23,0 2,2 4,2 А А

50 50 160 150 18,0 23,0 2,8 4,5 А С

25 75 127 130 17,0 22,0 2,8 4,6 К С

- 100 - 95 15,0 19,0 2,3 3,8 К К

."*) Зруйнування: А - на мел! контакту клей-прзймер; К -на пл!вц1 адгезиву; С - зм!панеГ.

0дёржая1 результат« дозволили при вибор! пол1мер!в ад-

гез1йного призначення врахувати взабмозв'язок !х х1м1чно! пироди з ММ та молекулярно-масовим розпод1лом, котр1 можна рвгуливати як на стад!! синтезу пол!мер!в, так ! в продес! пвреробки.

ВПЛИВ РЕЦЕЖУРНО-ТЕХНОЛОГ 1ЧНИХ ©АКТОРIВ НА АДГЕ31ЙНУ МЩНЮТЬ КЛЕЙОВИХ К0МП03ИЦ1Й

Зменшення молекулярно! маси пол1хлоропрен1в (ПХ) дося-гаетьоя при 1х переробц1 в процес! пластикацП. Для регулю-вання процесу пластикацП ПХ викорисгозувть каптакс, вплив якого на адгез!йн! характеристнтки клеиовга композиц!й на основ! пластикованого ПХ практика нэ вивчеко. Пор!внлльнов

очднкоп адгеа!йних влаотивостей клейових компаапцш на оско-в1 ПХ 1 ПК з кзлтаксом встановлено, що адгез!йна м!цн1сть клейоЕих сполук з останн!м значке вица 1 збер!габться при визгсристанн! ПХ з п!двщеним часом пластикац!! (до 30 хв.) • ЗПдно даних гель-хроматограф!I такий характер зм1ни адге-э1ино! м1цност! полснювться утворенням в присутност! каптак-су поглм^ра а вугьким молекулярно-масовим розпод!лом та ви-соксю поверхневою енерг1бю. Можлив1сть регулювання адгез!й-но! м1цяост! клейових сполук за допо!/огсю гы1ни ММ вих1дного Е< доказана при Еккорпотанн! техн!чпого вуглецю з р!зною пи-тсыоа поверхнега.

Введения в склад клейових сум!шей р!зних фенолформаль-дег!дних смол, як! в!др!энявтьсп значениями поверхнево1 енергП, розраховано1 по формул! (1), е додатковим резервом п1двицення ы!цност! адгез1йшж сполук, 1 це особливо важливо в початковий пер1сд адгез1йного контакту - для скорочення вихрим»»! впроб!в перед пуском в експлуатац1га (наприклад, при стиковц! конвейерпих стр!чок). При цьому вперше показано, що р1ст адгез!йно! здатност1 клейових компогищй визначаеться поверхневою енерПет ССС (табл. 3).

Показана молливхсть регулюгання адгеаимо! м!цност! при 20°-Вй°С гумоземеталевих сполук.та склейок гуыа-гума шляхом загтасування в •клейових гумоаих сум!шах кшб1нац!й пол1хло-ропрекХв з р1знои )ЛА 1 актнвних додатглв. Отриман! эалежноо-Т1 дсбра кзрелетть 5 результатами досл!джень при викорис-танШ модёльних кле1в ка основ! • 1ндяБ1дуальних пал1мс-р1в. ■

Таблиця 3

Вплив поверхнево! енергП СИС (б) на адгез1йну мЩнЮть гумовометалевих сполук при в1дшаруванн! (Р)

1 Марка смоли | 1 1 1 1 б, МИ/м Р (кН/м, 20°С) при трнвадоот! контакту, г

8 1 I 24 1 1 | 72 1 240

Амберол Б1-137 81,9 1,4 2,7 3,3 4,5

101К 64,1 1,6 3,0 3,6 4,5

Октофор N 71,9 2,1 3.4 3,9 4,5

31 зменшенням молекулярно! маеи (М ) пол!хлоропрену в клейових гуыових сум!шах забезпечуеться п!двищення адгез1но! м1цност1 гумометадевих сполук 1 склейок гума-гума. Необх1дна молекулярна маса пол1хлоропрену у кле! визначаеться природою субстрату.

Зм1на режиму виготовлення клейових гумових сум1шей за-безпечуб тдвищення (до 30%) адгез1йно! м1цност1 зразк1в конвейврних стр1чок в 1нтервал1 температур 20°-100°С для широкого застосовуваних в св1тов1й практиц! пол!хлоропрен!в (табл. 4).

При цьому для виготовлення клейових гумсвих сум1шей рекомендовано застосовувати комб1нацгд пол1хлорапрен1в, одер-жаних при пластикацП 1х з каптаксом на протяз1 5-15 хв. з метою одержання пол1мер!в з р1экога ММ та вузьким ШР. Одно-часно запропоновано пословно еводити сктоцюр N. ТВ П-324 в експёримектальксму сп1вв1дкошенн1.

Встановлена зазежн1сть адгегцшш! м1цност1 клейових сполук з!д температурних умоз збер1гзння внготовлених кле!в дозволяла також рексмендувати ре^пл: в1дновлення 1х клеючо! эдатносп, врачовуачи перед!стор1а.

- IS -

Таблица 4

Задешисть властивостей клейових кампозиц1й в!д марки noiix-лоропрену та режиму виготовлення клейових гумових сум!шей

Марка 1 |В'ЯЗК10ТЬ 1 |Конфек- ■ I Onip розшаруванню

пол1хлоропре- |при 25°С |ц1йна | (кН/м, 20°С) при трива-

ну, режим ви- |ПО ВЗ-4, |клей- | лост! контакту, г

готовлення 1 0 |к1сть. 1-г 1 г 1

1 1 | кН/м 1 1 8 | 1 1 24 | | I 72 1 | 72**

НаАрнт РНП 1а 40 0.8 2,6 3,9 4.2 2,3

2* 32 0,9 3,5 4.8 5.3 3,0

Неопрен W 1 34 0,8 1,3 3.1 6.1 2,0

2 27 1.0 1.5 3,8 6.1 3,2

Байпрен 320 1 48 0,4 2,8 3.7 4.6 2,6

2 34 1,2 3,9 5,4 Б.8 3,3

На1рйт КрНТ 1 32 0,5 1.3 2,7 3,2 0,8

2 21 0,7 1,4 3,0 3.8 1.4

* Технолог1я виготовлення клейових гумових оум1шей: 1 - заотасована; 2 - розроблена.

** Випробування при 100°С.

ПР0МИСЛ0В1 ВИПРОБУВАННЯ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ Р03Р0БЛЕНИХ КЛЕЙОВИХ АДГЕЗИВ1В

Роароблен1 клейов! адгезиви на основ! хлорвм!сних пол1-мер1в (Т1тан-13 i 51К-38) пройшли ширрк1 випробування на коксох!м1чних та ыеталург1чних п!дприемствах СВД на протяз! 1988-1994 p.p. при стиковц1 конвейврних стр!чок п1двищено! ванталоп!дйомност1, як! працюють на конвейерах з р1зниы ку-том н ах илу 1 транспортують вантаж! в температуре») до 200°С. Ц1 адгезиви в пор!внянн1 з широко застосовуваним в св1тов!й практщ! клеем SC-2000 ("Т1п-топ") забезпечуить розширення

ассортименту оклеввзнпх конвейорних стр1чок (ефективн! при скдеюванн! отр1чок на основ1 лавсаново! тканини ТЛК-200) та температурного д1апазону (до 100°С) 1х експлуатацП (табл. 5,6)) в пор1внянп1 з в!тчизняними клейим вони додатково доз-волгаоть скоротити ' пер1од ' пуску эЮтикованих . конвейврних стр1чок у виробництво з 24 г до 8 г- Еконоы!чний ефект в1д впроваджання нових кле1в склав 0!льпэ 1,0 млн. крб. (у ц1нах 1391 р.).

Таблиця о

. Пор1вняльна оц!нка адгез1йно! эдатност1 (м1цн1сть при розшаруваян!, кН/м) кле!в для стиковки конвсйсрютс стр1чск на основ! тканинТ Ж-400 ! ТЛК-200

Тривал!сгь контакту при 20°С, Г 1 ■' I Марка клеи (кра!на-виробник)

1 1 ) | . Т1тан-13 | 51К-33 |ЗС-2000 "Т!п-топ" | (Укра!на) | (Укра1на, | (Н1меччина) | | Рос!я) | 1 1 1

1 1 1 1 1 1 | МК-4001 ТЛК-2001МК-4001 ТЛК-2001МК-4001 ТЛК-200 II II II

4 3,Б 1,1 3,1 0,3 3,1 0,6

24 4,2 ' 1,6 3,7 0,8 4,2 1,0

72 4,3 2,3 4,3 1,2 4,3 1,5

72* 3,1 1,9 2,6 0,3 1,9 0

72-** 2,7 1,6 2,0 0 0,8 0

Випробування при: а) -80°С; -100°С.

Створанлй клейовий адгеашз Б1К-38 (ТУ 38-105 ' ), кр!м

вкще пэрэчггалэних характеристик, вагод1е унХверсадыпал* властизсстями ! з усп!хоы вппробувашй в умовах Лпсэталського заводу ГТВ при гумуванн! вал1в за допсмогою гарячсго способу кр!плекня обкдздатгъних гум на основ! кзучук1в р!зпо1

полярноег1 (СКН-40, СКЕПТ) до металу.

Запропоновала технолсг1я виготовленнн нових кле!в на основ1 пол!хлоропрену впроваджена у вироСництво на Лиои-чадському та Карагандинськоыу заводах ГТВ; випущено 20 т кде!в.

, ТаОлиця б

Ексшгуатац1йн! випробування склеюваних теплост!йких конвейерных стр!чок на основ! тканиии Ж-400 на коксо-Х1м!чнш{ заводах

Псказники '1 ..... " "■ 11 "-'г' 1 ...... т | Авдбввський |Дн!пропетров-|Дн!продзер-| КХЗ |оький КХЗ |кинський КХЗ 1 1 1

| марка клею

1 iii 1 1 1 |Б1К-За|Т1-|БС- |Б1К-38| Т1ТАН|Б1К-38|Т1ТАН Г |ТАН|2000| || | 1 iii 1 1 1

К1лы:1оть стик1в (шт.), експлуато ваних при температурах: 20°С 100°С Середн!й строк екоплуатац!! (м!с.) при температурах: 20°С 100°С

41

22

12

6

за 21

74 7

1а 12 12 1

17 6

12 3

11 23

18 9

28 8

10 4

9 32

12 9

ВИСНОВКИ

1. РоэроОлено новий п!дх!д до ц1леспрямованого створен-

ня клейових композид!й на основ! хлорвм!сних пол1мер!в (хло-рованкй НК, пол1хлоропрени р!зно! Оудови) шляхом регулювання фундаментально! ф!зико-х1м!чно! характеристики - поверхнево!

енерг11 полШер1в та введения« активных додатк!в.

2. Вивчення вэавиоэв'яэку молекулярно! ыаси з поверхко-eod енерг1БП noaiuepiB та и1цнсхзти адгезШшх сполук дозволило вперше пояснити причини п1двтп,бнкя адгеа1йно! адатност1 naaluepla al эннденняи 1х молекулярно! ыаси, виэначити опти-малън! значения нолекулярних мае xjJopBuicHirx пол!ыер1в при склеивали! субстрат!в р!зно! пр1фоди, розробити практичн! склади кле1в для р!зноиан!тних умов експлуатац!!.

3. Отрицая! формули для к!льк!сно! оц1нки поверхнево! GHspril пол!ыер!в з внзаэристанням ы!н!мальних екопериыен-тально виэначених параштр!в - покаэника перэломлення та еЦльпост! пол1мер!в. Заотосован1сть формул п1дтверджена для пол1мер1в plairai х1м!чво1 природи.

4. Запропонован! рэкшевдац1 î по отворенню клейових коыпоз1щ!й на оонов! пол!хлоропрен1в р!зно1 отруктури а ви-сокими адгез!йнши характеристиками ! розроблен! реальн! складн кле!в, як! забезпечують ефективне склеивания суботра-т!в р!зно1 х!ы!чно! природи.

5. Вотановлено, що розроблен! клейов1 котгозицИ на оонов! пад1хлоропрену волод!ють високою конфекц!йно13 клейк!стю «1 адгез!йнгао м1цн1стю в !нтервал! температур 20°-100°С; вони доэволяють скоротити пер!од пуску з1стикованих конвейБрних стр!чок з 24 г до 8 г, виключити використана 01льш енерго-бымого продеоу "гарячо!" вулкан!зацП при склеюванн1 теплос-т!йких конвейБрних стр1чок.

6. Розроблен! HOBi техн!чн! р!шення з регулпвання регш-м1в виготовлення клейових гумових сумiшей i зберелення влсо-ко1 адгеэЬ'пго! здатлост! кле!в стосовно до умов îx збер!-

гання.

7. Проведен! широк1 сксплуатац1йн! випробування склее-них конвейбрних стр!чок р!зних конструкц!й на тдприемствах черно! металургИ, вугольних шахтах. Показана перевага ство-реклх клейових композиц!й на основ! пол!хлоропрену при п1д-вицених температурах (100°С) в пор1вкяшп з широко застосо-вуваяим в свс1тов!й практиц! клеем БС-2000 (Н1меччина).

8. По техн1чним умовам випуцено 20 т нових клегв, як1 були використан! на коксох1м1чних та металургйших п!дприем-ствах кра!н СНД з сумарним рхчким екоком1чним ефектом б1льше 1,0 млн. крб. (у щнах 1991 р.).

Основн! положения дисертацН опубл1кован1 в сл1дучкх роботах:

1. Расчет зависимости поверхностной энергии полимеров от их молекулярной массы /Л.М.Притыкин, Ю.В.Емельянов, Н.И.Стешенко и др. // Высокомол. соед. Б.- 1984.-Т.26.-Н 6.- С.433-442.

2. Прнтыкин Л.М., Емельянов Ю.В., Стешенко Н.И. Влияние молекулярной массы полиизобутилена на прочность адгезионных соединений //Пластические массы. - 1984. -М 9. - С.13-14.

3. РоНгпегек Ге1ШеЫ епег^а^а по1еки1&Ьошее И!££е-зепек шедЬаЬагогаза згал^ааза! /Бесгу I., РгИ11к1п Ь.М., 1ете1*Лапоу Ли.у., 5г1езепко N. I. //Ко1ог. ег1.- 1983.- N 2-3-0.66-72.

4. Влияние молекулярной массы некоторых хлорсодержащих эластомеров на прочность адгезионных соединений /Л.М.Приты-киь, Ю.В.Емельянов, В.Б.Кармазин и др. //.Каучук и резина. -1391. - N 8. - С.7-9.

5. Влияние молекулярной массы полихлоропрена на прочность его резшю-металлических адгезионных соединений /Ю.В.Емельянов, В.Б.Карамзин, Л.М.Притыкин и др. //В га.Адгезионные1 соединения в машиностроении. -Рига: РПИ, 1939. - С.СЛ.

6. Притикин Л.М., Емельянов Ю.В., Еакула, В.Л. Влияние молекулярной массы пергутовых праймеров на прочность крепления стиральных резин к металлу полихлеропреновым клеем //Но-

вые клеи, технология оклеивания и области применения. -М.: ДНТП, 1989. - С.25.

7. Nehany klortalmu polimer molekulatomegenek hatasa az adhezio erossegere /L.M.Fritiikin, Ju.V.Jemel'janov, V.B.Karmasion, V.L.Vakula //Stabinform - 191 -P.22-26.

8. A.c. 1628509 CCCp. MKÏl3 C09 К 13/02. Полихлоропрено-вьш клей холодного отверждения для ремонта шин /Ю.В.Емельянов и др. - N 4464201. - Заявл. 20.07.88. - Не подл, опубл. в открытой печати.

9. A.c. 1328360 СССР. МКИ3 С09 3/12. Клеевая композиция /Е.С.Деркачева, Jl'.B.Гинзбург, Е.А.Андропова, Г.С.Польсман, С.В.Резниченко, Н.И.Стешенко, Ю.В.Емельянов. N 4020327. -

- заявл. 17.12.85. - опубл. 07.08.87. - Еюл.изоб. - N 29

10. А.О. 1328359 СССР. МКИ3 С09 3/12. Клей холодного отвержения / Е.С.Деркачева, Л.В.Гинзбург, Е.А.Андропова, С.В.Резниченко, Ю.В.Емельянов и др. - N 4020326. - Заявл. 17.02.85. - Опубл. 07.08.87. - Бил. изоб. - H 29

11. A.c. 906171 СССР. МКИ3 С09 3/12. Клеевая композиция /Е.Н.Теверовская, Г.А.Блох, Ю.В.Емельянов и др. - H 2869753.

- Заявл. 15.01.80. - не подл, опубл. в открытой печати.

12. A.c. 1367465 СССР. МКИ3 С09 3/12. Герметизирующая композиция /Л.Д.Суходольская, Л.А.Огневский, Ю.В.Емельянов и др. - N 3939044. - Заявл. 06.08.85. - Не подл, опубл. в открытой печати.

13. A.c. 1407032 СССР. MKJ13 СОЗ . Антикорозионная полимерная композиция для ремонта гуммировочных покрытии . / Д.Н.Огневский, А.И.Онушко, Ю.В.Емельянов и др. - N 4062335. .»-Заявл. 29.04.86. - Не подл, опубл. в открытой печати.

14. A.c. 994505 СССР. МКИ3 С09 15/02. Резиновая смесь / С.Ё.Рапчинская, С.А.Васюнина, Ю.В. Емельянов и др. -N 3306233. -Заявл.. 19.06.81. - Опубл. 07.02.83. - Бпл.. изоб. - NS .

15. Pritykln L.M., Emelyanov I.V. , Vakula V.L. The lffekt molecular weight of some elastomirs on the rubber-metal adhesive Joints strength //European Adhesion Congress and Exhibition. - Karlsruhe, Gemany. - 1992. - p 603-605.

та в 15 тезах допов1дей на наукозих конференц1ях.

АННОТАЦИЯ

Емельянов Ю.В. "Создание клеевых композиций на основе хлорсодержащих полимеров с различной молекулярной массой". Диссертация в виде рукописи на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 02.00.06. - химия высокомолекулярных соединений, Украинский государственный химика-технологический университет, Днепропетровск, 1996.

Защищается 22 научные работы и 7 авторских свидетельств, которые содержат сведения по разработке принципов рэ-цептуростроения клеевых композиций на основе хлорсодержащих полимеров. Предложены составы клеевых композиций, технология изготовления и применения клеев конструкционного назначения для склеивания на холоду резин с металлом, Таэнвёйернных лент различных конструкций. Осуществлен выпуск промышленных партий клеев, использующихся на коксо-химических и металлургических предприятиях стран СНГ.

SYNOPSIS

EMEL'YANOV Yu.V. Development of Adhesive Formulations Based on Chlorine-Substituted Polymers of Various Molecular Weight.

Thesis for obtaining: academic degree of the Candidate of Technical Sciences on speciality 02.00.OB. - High - Molecular Compounds Chemistry, Ukrainian State Chemigal Engineering1 University, Dnepropetrovsk, 1996.

22 scientific papers and 7 patented investigations • oo-vering the development of the fundamentals for composing the chlorine-substituted polimers based adhesive formulations are being maintained.

The adhesive formulation compositions, production and application technologies of the adhesives designed to bond rubbers to metal under low temperature conditions and to glue conveyer belts have been suggested. Commercial batches of the adhesives designed for and used at the plants of carbonization and metallurgical industries in all countries of the former USSR have been manufactured.

КЛШ0Е1 СЛОВА: адгез!я, субстрат, молекулярна маса, по-верхнева енерг1я, кле!, м!цн1сть.