Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
Одним из вариантов практической реализации управления свойствами резин, содержащих олигомеры, - создание необходимой морфологии вулканизатов, зависящей, в свою очередь, от фазовой организации исходной каучук-олигомерной композиции. Сейчас уже твердо установлено, что в вулканизатах на основе равновесных совместимых каучук-олигоэфиракрилат-ных систем формируется гетерогенная структура, в которой дисперсной фазой являются твердые частицы молекулярного и топологического строения размером 5-100 нм. В вулканизатах же на основе термодинамически несовместимых каучук-олиго-эфиракрилатных систем наряду с твердыми частицами размеров 5-100 нм дополнительно формируются твердые частицы размером 0,1-20 мкм в результате фиксации размеров сегрегированных объемов дисперсной фазы. Частицы "микронных" раз-
133
меров неоднородны и являются плотно упакованными агломератами частиц "ангстремного" размера.
Подход к контролируемому формированию структуры вулканизатов на основе каучук-олигомерных композиций можно условно разделить на две группы: 1 - регулирование состава и температуры исходной резиновой смеси на стадиях, предшествующих вулканизации; 2 - варьирование режимов вулканизации при заданном составе. В обзоре подробно рассмотрено влияние на морфологию вулканизатов тех рецептурно-технологических факторов, которые легко варьировать при проведении технологических процессов: 1 - дозировка олигомера в исходной смеси (С); 2 - температура смеси в период между окончанием приготовления и началом вулканизации (Тэ); 3 - концентрация инициатора (И); 4 - концентрация ингибитора (А); 5 -температура вулканизации (Тв).
В таблице 2.67 приведены обобщающие результаты влияния этих технологических факторов на параметры морфологии "ангстремных" и "микронных" частиц.
Таблица 2.67
Изменение параметров морфологии "ангстремных" и "микронных" частиц при увеличении рецептурно-технологических факторов
Исходная система Параметр морфологии С Тэ И A Тв
Однофазная Na + X + - +
Ra + X - + -
Двухфазная Na - + + - +
Ra X + - + -
Nm + - X X X
Rm + - X X X
134
В данной таблице N и R означают количество дисперсных частиц в единице объема и их средний радиус соответственно. Индексы "а" и "м" относятся к частицам "ангстремного" и "микронного" размеров. Знаки +, -, х показывают, что параметр морфологии увеличивается, уменьшается и не изменяется соответственно. Экспериментальные исследования зависимости морфологии каучук-олигомерных вулканизатов от условий их формирования подтвердили достоверность прогноза, обобщенного в таблице [108, 109].
2.3.2. Олигодиены с функциональными группами и без них
В случае использования олигодиенов с концевыми функциональными группами, как правило, в каучук дополнительно вводится ингредиент, вызывающий структурирование олигодиена.В результате олигодиен при нагревании уже в составе резиновой смеси может дополнительно удлиняться и сшиваться, что приводит к образованию структуры типа "сетка в сетке". Очевидно, что такая структура образуется не всегда и только лишь при достаточном содержании олигодиена. Одним из наиболее важных моментов для образования структуры "сетка в сетке" является соизмеримость скорости структурирования олигодиена со скоростью сшивания макромолекул каучука. В некоторых случаях можно предположить прививку молекул олигодиена к макромолекулам каучука в результате механо-хи-мических реакций, протекающих при нагревании и совмещении каучука с олигодиеном. Ясно, что для некоторых каучуколигодиеновых систем, особенно когда олигодиены не имеют в своем составе функциональных групп, реакциями структурирования олигомера и его прививкой можно пренебречь, то есть в таких случаях олигомер практически не вступает ни в какие химические взаимодействия с другими компонентами резино-
135
вой смеси, а его роль может свестись к изменению уровня меж-молекулярных физических взаимодействий.
Конечно, в зависимости от типа каучука и олигодиена, функциональности и химической природы концевых групп будут иметь те или иные из рассмотренных выше процессов или их комбинации. В зависимости от этого будет меняться и модифицирующий эффект. В этом свете представляются преждевременными выводы авторов статьи [110], в которой они утверждают, что олигодиены с функциональными группами независимо от природы основной цепи и функциональных групп способствуют улучшению технологических свойств резиновых смесей и физико-механических характеристик на их основе, особенно сопротивления резины раздиру и их динамической выносливости. Сделав этот вывод, авторы рекомендуют при выборе олигомера руководствоваться доступностью олигомера, удобством его введения в смесительное оборудование, а также экономическими соображениями.
О том, что жидкие олигодиены с функциональными группами и без них способствуют более равномерному распределению наполнителя в резиновой смеси сделали заключение авторы сообщения [ 111 ]. В результате этого опытные образцы превзошли серийные по условной прочности, остаточному удлинению, сопротивлению раздиру, коэффициенту теплового старения. Токсилогическая оценка опытных смесей показала, что они имеют более слабую токсичность в сравнении с серийными смесями, содержащими обычные пластификаторы и высокополимерную основу.
