- •Міністерство освіти і науки україни
- •Роздавальний матеріал
- •1. Загальні методичні вказівки
- •2. Гума, як композиційний Полімерний матеріал з унікальними властивостями
- •3. Методи дослідження властивостей каучуків, гумових сумішей та вулканізатів.
- •4. Класифікація каучуків
- •План лекції
- •Класифікація каучуків та їх основні фізико-хімічні властивості.
- •Вплив структури каучуку на властивості гум.
- •5 . Натуральний каучук.
- •6. Синтетичні Каучуки загального призначення
- •7. ВулканізуВальні системи
- •8. Наповнювачі.
- •9. Пластифікатори, пом`якшувачі, технологічні добавки
- •10. Стабілізатори.
- •11. Армуючі матеріали.
- •12. Питання до екзамену
5 . Натуральний каучук.
(Таблиці 6,7 та 8)
План лекції
Натуральний каучук, історія відкриття.
Методи одержання, будова, властивості НК.
Перспективи його використання
Таблиця 6 - Склад латексу натурального каучуку
№ п.п. |
Найменування складової |
Вміст у % |
|
Каучук |
34-37 |
|
Вода |
52-60 |
|
Білки |
2,0-2,7 |
|
Смоли |
1,0-3,4 |
|
Цукор |
1,5-4,2 |
|
мінеральні речовини |
0,2-0,7 |
Таблиця 7 - Склад концентрованого латексу, одержаного методом центрифугування та випарювання
Вміст ,% |
Центрифугування |
Випарювання | ||
|
Концентрат |
серум |
Концентрат | |
Каучук |
60,0 |
7,5 |
68,0 | |
Некаучукові складові в перерахунку на сухий залишок |
|
|
| |
Ацетоновий екстракт |
3,5 |
11,0 |
6,0 | |
Водний екстракт |
1,5 |
30,5 |
11,5 | |
З`язаний азот |
0,3 |
2,05 |
0,6 | |
Зола |
0,4 |
3,0 |
5,0 | |
КОН |
- |
- |
1,5 |
Таблиця 8 - Склад різних типів та сортів каучуку
Вміст,% |
Смокед-шит |
Світлий креп |
Каучук |
91-96 |
91-96 |
Сполуки ацетонового екстракту |
1,50-3,50 |
2,00-3,45 |
Азотвмісні сполуки |
2,20-3,50 |
2,40-3,80 |
Водорозчинні сполуки |
0,30-0,85 |
0,20-0,40 |
Зола |
0,15-0,85 |
0,16-0,85 |
Волога |
0,20-0,90 |
0,20-0,90 |
Основні типи натурального каучуку:
рифлений смокед-шит ( 6 сортів);
світлий та білий креп ( 10 сортів);
плантаційний коричневий креп ( 6 сортів);
компо-креп ( 3 сорти);
тонкий коричневий креп ( 4 сорти);
товстий бланкет-креп ( 3 сорти)
флеш-барк креп ( 3 сорти);
чистий копчений бланкет-креп (3 сорти);
6. Синтетичні Каучуки загального призначення
(таблиці 9 – 16)
План лекції
Ізопренові каучуки. Методи синтезу, марки, властивості і галузі використання.
Бутадієнові каучуки. Методи синтезу, марки, властивості і галузі використання.
Бутадієн-стирольні каучуки. Методи синтезу класифікація, марки властивості і галузі використання.
Таблиця 9 - Склад та основні фізичні характеристики каучуків СКІЛ та СКІ-3 в порівнянні з НК
Показники |
НК |
СКІЛ |
СКІ-3 |
Вміст ланок ,% |
|
|
|
Цис-1,4 |
98 – 100 |
65 - 94 |
92 - 99 |
Транс-1,4 |
- |
0 – 25 |
0 - 4 |
1,2 |
- |
0 - 3 |
0 - 2 |
3,4 |
0 – 2 |
5 - 7 |
1 – 3 |
Ненасиченість,% |
95 – 98 |
95 - 98 |
94 – 98 |
Середнє в`язкістна маса, тис. |
1 400-2 600 |
800 – 3 000 |
350 – 1 300 |
Температура склування, С |
-72 |
-67 |
-70 |
Щільність, г/см 3 |
0,91-0,92 |
0,91 – 0,92 |
0,91 – 0,92 |
Таблиця 10 - Фізичні властивості СКІ
Показники |
НК |
СКІ-3 |
СКІЛ |
Температура кристалізації, С |
-25 |
-25 |
-25 |
Півперіод кристалізації нерозтягнутого каучуку при –25 С, год. |
2,3 |
більше 20 |
Більше 300 |
Максимальний вміст кристалічної фази, % |
30-35 |
30 |
25 |
Подовження кристалізації для вулканізатів при температурі 20 С,% |
200 |
300-400 |
600-800 |
Таблиця 11 - Марки СКІ
Марки СКІ |
Основні відміни та характеристики |
СКІ- 3, 1 групи* |
Протистарювач забарвлюючий, в`язкість за Муні –75-85 |
СКІ- 3, 2 групи* |
Протистарювач забарвлюючий, в`язкість за Муні –65-74 |
СКІ- 3, 3 групи* |
Протистарювач забарвлюючий, в`язкість за Муні –55-64 |
СКІ-3 С * |
Протистарювач незабарвлюючий |
СКІ-3 НП* |
Протистарювач незабарвлюючий та нетоксичний, каучук для виробів харчової та медицинської промисловості |
СКІ-3 Д* |
Діелектричний для кабельної промисловості |
СКІ-3-01** |
Модифікований п-нітрозодифеніламіном, |
СКІ-3-011**
|
Модифікований п- нітрозодифеніламіном з спеціальними додатками. Гуми з підвищеною міцністю, опором роздиранню, тріщеноутворенню, термостійкістю . |
СКІ-3-012*** (СКІ-3-01-КГШ - МА) |
Модифікований п- нітрозодифеніламіном з спеціальними додатками та малеіновим ангідридом. Для обкладальних гум з підвищеною адгезією до тканин. |
СКІ-3-02*** (СКІ-3-МА) |
Модифікований малеіновим ангідридом. Для обкладальних гум з підвищеною адгезією до тканин. |
СКІ-3-03*** (СКІ-ВМ) |
Модифікований хлорсульфонілізоціанатом |
СКІ-3-ПБ**** |
Сумішний з 15-20 % 1,2 полібутадієном |
* - випускаються на заводах СК в м. Волжськ,Тальятті, Ніжнекамськ, Тобольск, Стерлітамак
** - випускаються на ВАТ “Синтезкаучук” м. Тальятті.
*** - планується випуск на ВАТ “Синтезкаучук” м. Тальятті.
**** - планується випуск на ВАТ “Нижнекамскнефтехим”, м Ніжнекамськ.
В США циглеровський поліізопрен випускаю під маркою Натсін і Амеріпол, літієві каучуки- під маркою Коралл. В Нідерландах виробляють літієві каучуки – Каріфлекс JR. Поліізопрени виробляються також в Японіі, Італіі, Франції, Мексиці.
Таблиця 12 – Структура та властивості полібутадієнових каучуків, синтезованих різними способами
Марка каучуку |
Каталітична система |
Вміст ланок ,% |
Темпе-ратура склуван-ня, С |
Коефіцієнт полідис-персності |
Середне-чисельна мол. маса, тис. |
Технологічні властивості | |||||
1,4- цис |
1.4-транс |
1.2 | |||||||||
Полімеризація в масі | |||||||||||
СКБ |
Na |
10-15 |
15025 |
65-70 |
-50 |
15-20 |
85-200 |
добрі | |||
СКВ |
K |
15-20 |
25-35 |
50-55 |
-60 |
|
|
| |||
СКБМ |
Li |
30-35 |
45-55 |
15-20 |
-75 |
|
|
| |||
Полімеризація в розчині | |||||||||||
СКД-1 |
TiI3 + Al(C3H9)3 |
87-93 |
1-7 |
1-7 |
-105 |
1,3-4,2 |
70-280 |
незадовільні | |||
СКД-2 |
CoCl2 + Al(C3H9)2Cl |
93-98 |
1-5 |
1-4 |
-107 |
3-5 розгалужений |
70-230 |
Задовільні, нема хладотекучості | |||
СКД-3 |
π-алільна система |
95-98 |
3-1 |
2-1 |
-103 |
5-8 |
50-70 |
задовільні | |||
СКД-4 |
нікелева система |
94-98 |
1-5 |
1-2 |
105 |
2,4-7,3 |
80-135 |
задовільні | |||
СКДЛ |
Літій органічна система |
32-52 |
42-58 |
8-15 |
-105 |
1,1-2,7, лінійний |
80-270 |
Дуже погані | |||
СКД-6 |
Неодимова |
|
|
|
|
|
|
| |||
СКД-7 |
|
|
|
|
|
|
|
| |||
Полімеризація в емульсії | |||||||||||
Synpol |
|
10-20 |
58-75 |
0-2,5 |
|
|
|
|
Таблиця 13 Властивості гумових сумішей та гум на основі СКД різних груп
Показники |
Група СКД | ||
1 |
П |
Ш | |
В`язкість за Муні, ум.од. |
30-50 |
40-50 |
51-60 |
Вальцюємість, мм |
0,51-2,5 |
Менш 0,5 |
Не визначає-ться |
Умовне напруження при 300 % подовжені , МПа |
6,0 |
7,0 |
7,0 |
Умовна міцність при розриві, МПа |
16,0 |
19,0 |
20,0 |
Еластичність,% |
44 |
49 |
50 |
Таблиця 14 – Марки бутадієн-стирольних сополімерів закордонних виробників
Крайна-виробник |
Торгова марка |
Тип та вміст другого мономеру |
Метод полімеризації |
ЕМУЛЬСІЙНІ СТАТИСТИЧНІ СОПОЛІМЕРИ | |||
Німеччина |
Buna S |
Стирол, 27-50% |
Високотемпературна |
Польша |
КЕР С |
Стирол, 25% |
Низькотемпературна |
|
КЕР |
Стирол, 45% |
Високотемпературна |
Румунія |
Каром |
м-стирол, 23,5% |
Низькотемпературна |
Словакія |
Кралекс |
Стирол, 23,5% |
Низькотемпературна |
США |
Америпол,синпол,филпрен, ASRC и др. | ||
Канада |
Полисар, крилен, крифлекс и др. | ||
Англія |
Интол,интекс | ||
Італія |
Еуропрен | ||
Японія |
Ніпол, ISR | ||
Франція, Голландія |
Карифлекс S | ||
Бразилія |
Петролекс | ||
Австралія |
Аустропол | ||
Індія |
Сінапрен | ||
Болгарія |
Булекс | ||
РОЗЧИННІ СТАТИСТИЧНІ СОПОЛІМЕРИ | |||
США |
Солплен,стереон,дюраден, юніден | ||
Японія |
Тафдей | ||
ТЕРМОЕЛАСТОПЛАСТИ РОЗЧИННОЇ ПОЛІМЕРИЗАЦІЇ | |||
Росія |
ДСТ-30 |
Стирол, 30 % |
Розчинная |
США |
Солплен,карифлекс, кратон |
Таблиця 15 – Класифікація та марки БСК
|
Ознаки, за якими відбувається класифікація БСК | |||||||||
Марка каучука |
Метод полімери- |
Тип та вміст другого мономеру |
Темпе-ратура |
Викорис-тання |
Тип емуль-гатору |
Тип та вміст наповню- | ||||
|
Зації |
Назва |
Вміст, % |
полімери-зації , С |
регулятору молек.маси |
|
вача,% | |||
Каучуки з низьким вмістом стиролу або метилстиролу | ||||||||||
СКС-10 |
Емульсійна |
Стирол |
10 |
50 |
- |
некаль |
- | |||
СКМС-10 |
Емульсійна |
м-стирол |
10 |
50 |
- |
некаль |
- | |||
СКС-10 Р |
Емульсійна |
Стирол |
10 |
50 |
так |
некаль |
- | |||
СКМС-10Р |
Емульсійна |
м-стирол |
10 |
50 |
так |
некаль |
- | |||
СКМС-10РК |
Емульсійна |
м-стирол |
10 |
50 |
так |
змішаний |
- | |||
Каучуки з середнім вмістом стиролу або метилстиролу | ||||||||||
СКС-30 |
Емульсійна |
Стирол |
30 |
50 |
- |
некаль |
- | |||
СКС-30 А |
Емульсійна |
Стирол |
30 |
5 |
- |
некаль |
- | |||
СКС-30 РП |
Емульсійна |
Стирол |
30 |
50 |
так |
парафінатний |
- | |||
СКС-30 АРК |
Емульсійна |
Стирол |
30 |
5 |
так |
каніфолевий |
- | |||
СКМС-30 АРК |
Емульсійна |
м-стирол |
30 |
5 |
так |
каніфолевий |
- | |||
СКМС-30 АРПД |
Емульсійна |
м-стирол |
30 |
5 |
так |
парафінатний |
- | |||
СКС-30АРМ-15 |
Емульсійна |
Стирол |
30 |
5 |
так |
некаль |
масло, 15% | |||
СКС-30АРМ-15 |
Емульсійна |
Стирол |
30 |
5 |
так |
каніфолевий |
масло, 15% | |||
СКМС-30-АРКМ-27 |
Емульсійна |
м-стирол |
30 |
5 |
так |
каніфолевий |
масло, 27% | |||
ДССК-25 |
Розчинна |
Стирол |
25 |
|
|
|
| |||
Каучуки з високим вмістом стиролу або метилстиролу | ||||||||||
БС-45 (СКС-30 на-повнений СКС-85) |
Емульсійна |
Стирол |
45 |
50 |
- |
некаль |
| |||
СКС-50 |
Емульсійна |
Стирол |
50 |
50 |
- |
некаль |
| |||
СКМС-50 РП |
Емульсійна |
Стирол |
50 |
50 |
так |
парафінатний |
|
Таблиці 16 – Позначення основних типів БСК за специфікацією Міжнародного інституту виробників синтетичного каучуку
Тип каучуку |
Серія |
Високотемпературні, ненаповнені |
1000 |
Високотемпературні, вуглецьнаповнені |
1100 |
Розчинні сополімери |
1200 |
Низькотемпературні ненаповнені |
1500 |
Низькотемпературні вуглецьнаповнені з 14 або менш мас.ч. масла на 100 мас.ч. каучукого сополімеру |
1600 |
Низькотемпературні,маслонаповнені |
1700 |
Низькотемпературні вуглецьмаслонаповнені, що містять більше14 мас.ч. масла на 100 мас.ч. каучукого сополімеру |
1800 |
Різні маточні суміші на основі сухого полімеру |
1900 |