- •Образования и науки Российской Федерации
- •Введение
- •1. Общие вопросы
- •1.1. Основные свойства резин как конструкционного материала
- •1.2. Структура и направления развития резиновой промышленности
- •1.3. Основные компоненты и рецептура резиновых смесей
- •1.4. Физико-механические испытания каучуков, резиновых смесей и резин
- •1.4.1. Методы испытаний каучуков и резиновых смесей
- •1.4.2. Методы испытаний резин
- •1.4.2.1.Определение свойств резин при статическом нагружении
- •1.4.2.2. Определение свойств резин при динамическом нагружении
- •1.4.2.3. Определение сопротивления резин истиранию
- •1.4.2.4. Определение прочности связи между резиной и резиной, резиной и другими материалами
- •1.4.2.5. Определение сопротивления резин действию внешних сред
- •2. Каучуки, применяемые в производстве резиновых изделий
- •2.1. Натуральный каучук
- •2.2. Синтетические изопреновые каучуки
- •2.3. Бутадиеновые каучуки
- •2.4. Бутилкаучук
- •2.5. Этиленпропиленовые каучуки
- •2.6. Бутадиен-стирольные каучуки
- •2.7. Бутадиен-нитрильные каучуки
- •2.8. Хлоропреновые каучуки
- •3. Вулканизующие системы
- •3.1. Основные закономерности процесса вулканизации каучуков различной природы
- •3.2.1. Взаимодействие серы с каучуком в отсутствие ускорителей
- •3.2.2. Вулканизация серой в присутствии ускорителей
- •3.2.2.1. Ускорители – производные дитиокарбаминовых кислот
- •3.2.2.2. Ускорители группы тиазолов
- •3.2.2.3. Ускорители аминного типа
- •3.2.3. Активаторы ускорителей серной вулканизации
- •3.2.4. Замедлители преждевременной вулканизации
- •3.2.5. Серные вулканизующие системы для высокотемпературной вулканизации
- •3.3 Бессерные вулканизующие системы для ненасыщенных каучуков
- •3.4. Вулканизующие системы для насыщенных каучуков
- •3.5. Вулканизующие системы для каучуков с функциональными группами
- •4. Наполнители
- •4.1. Активные наполнители
- •4.1.1. Технический углерод
- •4.1.1.1.Способы классификации технического углерода
- •4.1.1.2. Усиливающее действие технического углерода
- •4.1.1.3. Выбор марок технического углерода.
- •4.1.2. Другие типы активных наполнителей
- •4.2. Неактивные наполнители
- •5. Пластификаторы и мягчители
- •6. Защитные добавки
- •Ингредиенты специального назначения
- •Технологические добавки
- •9. Армирующие материалы
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Охотина Наталья Антониновна
- •Тексты лекций
- •420015, Казань, к.Маркса, 68
3.2.2.3. Ускорители аминного типа
К ускорителям аминного типа относятся производные мочевины H2N–C(О)–NH2или тиомочевиныH2N–C(S)– NH2, некоторые продукты конденсации аминов с альдегидами – альдегидамины, т.е. эти ускорители могут содержать или не содержать в своем составе серу.
Из производных мочевины используются иминомочевины, или гуанидины H2N–C–NH2, в частности, С6Н4HN–C–NHС6Н4 -
NH NH
дифенилгуанидин (ДФГ), или гуанид Ф.
Ускорители аминного типа по активности относятся к группам средней или малой активности, а по механизму действия - к соединениям, реагирующим через образование промежуточного комплекса.
Неподеленная электронная пара у атома азота сдвигает электронную плотность в кольце серы, и при температуре вулканизации кольцо разрывается с образованием бииона:
≡N + S –– S → ≡N+–S–S6–S– .
S6
Биион присоединяется по двойным связям каучука с образованием полимер-ионов:
~~~~~~~ + ≡N+–S–S6–S– → ~~~~~~~
–S8 -N+≡
Полимер-ионы соседних молекул образуют полисульфидные поперечные связи, в которых число атомов серы может достигать 40, и вулканизаты имеют низкий уровень прочности и теплостойкости. Поэтому аминные ускорители используются в качестве вторичных ускорителей в композициях с ускорителями высокой активности.
3.2.3. Активаторы ускорителей серной вулканизации
Еще при изучении процесса вулканизации НК серой было замечено, что свойства вулканизатов улучшаются, если в систему вводятся оксиды некоторых металлов (Мg, Са,Zn, Сd). Поскольку зачастую наблюдалось и увеличение скорости вулканизации, оксиды металлов получили название активаторов ускорителей серной вулканизации. Наиболее широко применяется оксид цинка при дозировке 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.
Поскольку оксиды металлов не растворяются в каучуках, они используются совместно со стеариновой кислотой (1-4 мас.ч.), с которой образуют соли, частично растворимые в каучуке.
Механизм действия активаторов чрезвычайно сложен и не во всех случаях выяснен до конца. Предполагается, что в сложной системе - каучук, сера, ускоритель или группа ускорителей, активатор - происходят координационные взаимодействия с образованием промежуточных компонентов с самыми различными типами связей. Координационные комплексы лучше растворяются в каучуке, чем все исходные компоненты, что обеспечивает лучшее их распределение в массе каучука и более равномерную вулканизацию. В этом проявляется активация процесса.
Структура комплексов зависит от типа ускорителя, но в общем виде ее можно представить следующей схемой:
R R
C C
O O O O
Уск → Zn ← Уск + S8 → Уск Zn ← S8← Уск
O O O O
C C
R R
Улучшение свойств вулканизатов в присутствии активаторов объясняется созданием более совершенной сетки. Так, доказано, что в ней обязательно содержится некоторое количество моно- и дисульфидных поперечных связей. Оказалось, что в присутствии оксидов металлов на начальных этапах вулканизации в цепях полимера образуются меркаптанные группы, количество которых пропорционально дозировке активатора. В дальнейшем эти группы способствуют образованию, например моносульфидных поперечных связей по реакции:
~~~~~~~
2 ~~~~~~~ → S + Н2 S.
SН ~~~~~~~
Одновременно с формированием полисульфидных поперечных связей может происходить десульфуризация их ионами цинка, что понижает степень сульфидности связей и способствует улучшению свойств вулканизатов:
~~~~~~~ ~~~~~~~
Sx + Zn+2 → Sx-1.
~~~~~~~ ~~~~~~~