33

Введение

Вулканизацией называется процесс, при котором пластичный каучук переходит в эластическое каучукоподобное состояние в результате связывания макромолекул химическими поперечными связями по их реакционно-способным участкам. Сырой каучук, подвергаемый смешению с низкомолекулярными ингредиентами и формованию, можно рассматривать как совокупность более или менее перепутанных молекулярных цепей. В процессе вулканизации цепные полимерные молекулы связываются между собой достаточно удаленными поперечными связями (около 1 поперечной связи на 100 составных звеньев). Поперечные связи представляют собой либо мостики, состоящие из различных атомов (например серы), либо связи ОС между звеньями двух углеродных цепей. Образование сетчатых структур в полимерах, т.е. сетки химических связей между макромолекулами, сопровождается исчезновением способности макромолекул к необратимым пластическим деформациям под действием тепла, механических напряжений, растворителей, увеличивается температурный диапазон эксплуатационной устойчивости сшитых материалов: предел эксплуатационной устойчивости полимера возрастает до температур его химического разложения. Превращение полимера линейной структуры в сетчатый сопровождается резким изменением его механических свойств. Так, полимер не растворяется в обычных для него растворителях, а набухает в них часто со значительным увеличением объема, причем последний не превосходит некоторый равновесный объем; повышается сопротивление внешним механическим нагрузкам вследствие образования узлов сетки (сшивок), что исключает вязкое течение молекулярных цепей.

Определяющей характеристикой сетчатой структуры полимера является размер участка цепи между двумя сшитыми звеньями (узлами). От размера этих участков зависит проявление свойств индивидуальных макромолекул в сетчатой структуре полимера. Если эти участки значительно больше размеров сегментов макромолекулы, то сетчатый полимер сохранит основные свойства, присущие исходному полимеру (такие как высокоэластичность, химическая реакционноспособность). Такой сетчатый полимер будет ограниченно набухать в хороших растворителях, причем тем больше, чем меньше узлов сетки в материале. Если размер участков цепи между узлами сетки близок к размеру сегмента или меньше его, то свойства исходного полимера существенно изменяются: резко падает гибкость цепей, а следовательно, уменьшаются высокоэластические свойства, практически теряется способность к набуханию в растворителях.

Наиболее важным для технологии резины является придание каучуку способности к обратимой высокоэластической деформации. Это свойство, характерно для длинных, гибких молекулярных цепей, сшитых редкой сеткой поперечных связей, что предотвращает их скольжение друг относительно друга под нагрузкой.

Цель данной работы заключается в установлении влияния времени вулканизации на структурные и физико-механические характеристики вулканизатов на основе СКМС-30 АРК.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

КАУЧУК СКМС-30 АРК

ГОСТ 15627-79

ОПИСАНИЕ

Бутадиен-стирольные каучуки с имеют общую формулу:

[–CH₂–CH=CH–CH₂–]_n–[–CH₂–CH–]_m

В макромолекуле бутадиен-стирольного каучука около 80% звеньев бутадиена присоединены в положении 1,4 (эти звенья могут иметь цис- и транс-конфигурацию), около 20 % - в положении 1,2. Звенья стирола распределены в макромолекуле бутадиен-стироль-ного каучука нерегулярно.

Смеси на основе бутадиен-стирольного каучука характеризуются сравнительно невыской конфекционной клейкостью и несколько повышенной ( по сравнению со смесями на основе натурально каучука) адгезией к металлу. В следствии повышенного эластического восстановления смеси имеют относительно большую усадку. Для смесей, содержащих небольшие количества наполнителей, характерна неровная поверхность. Правильный выбор рецептуры позволяет в значительной степени устранить недостатки технологических свойств смесей из этих каучуков.

Мы имеем следующий состав смеси:

Ингредиенты	Массовые части
СКМС-30 АРК	100
Н-339	55
ПН-6ш	16
ZnO	3
Стеариновая к-та	2
S	1
Сульфенамид Ц	2
Ацетонанил Н	1,5

Н-339 - высокодисперсный усиливающий технический углерод с повышенной структурностью. Обеспечивает высокий модуль, улучшенное экструдирование, сопротивление истиранию.

Масло ПН-6ш - нефтяной пластификатор. Представляет собой концентрат ароматических углеводородов, получаемый компаундированием экстрактов селективной (фенольной) очистки масляных фракций нефти. Используемый в качестве мягчителя резиновых смесей, применяемых для изготовления шин и других изделий.

Оксид цинка (ZnO) - улучшает процесс вулканизации (активатор вулканизации).

Стеариновая кислота (С₁₇H₃₅COOН)- оказывает активирующее действие на ускорители. Вводится непосредственно в каучук. Способствует лучшему диспергированию порошкообразных ингредиентов.

S (сера) - является агентом вулканизации.

Сульфенамид Ц (N-циклогексил-2-бензтиазолилсульфенамид)

Эмпирическая формула: C₁₃H₁₆N₂S₂ Химическая структура:

Ускоритель серной вулканизации, придает резинам высокую прочность, эластичность, износостойкость, снижает теплообразование в массивных изделиях, обуславливает стойкость резиновых смесей к подвулканизации.

Ацетонанил Н (1,2-Дигидро-2,2,4-триметилхинолин)

Эмпирическая формула: C₁₂H₁₅N

применяется в качестве стабилизатора в производстве резинотехнических изделий и шин, в том числе крупногабаритных шин. Является высокоэффективным антиоксидантом и термостабилизатором резин на основе каучуков общего назначения (натурального и синтетических). В сочетании с другими стабилизаторами является превосходным противоутомителем и антиозонантом для покровных шин и резинотехнических изделий. Может применяться в качестве наиболее дешевого и эффективного термостабилизатора внутренних деталей шин.

Бутадиен-альфаметилстирольный (стирольный) каучук получают совместной полимеризацией бутадиена с альфаметилстиролом (стиролом) в эмульсии при низкой температуре и применением в качестве эмульгатора смеси канифоли и синтетических жирных кислот. В качестве антиоксиданта применяется ВТС-150.

Каучук СКМС-30 АРК (СКС-30 АРК) является каучуком общего назначения и может быть широко использован в шинной, резинотехнической, обувной, кабельной и других отраслях промышленности. По техническим свойствам, методам переработки, ассортименту и качеству применяемых ингредиентов каучук СКМС-30 АРК (СКС-30 АРК) аналогичен каучуку типа SBR-1500.