Реферат на тему:

Бутадиен-нитрильный каучук

Введение

Бутадиен-нитрильный каучук  — синтетический полимер, продукт радикальной сополимеризации бутадиена с акрилонитрилом (НАК) в водной эмульсии при 30 °С (высокотемпературные) и при 5 °С (низкотемпературные).Низкотемпературные СКН обладают лучшими технологическими свойствами, чем высокотемпературные, а их вулканизаты — хорошими физико-механическими свойствами. Молекулы СКН состоят из статистически чередующихся звеньев бутадиена и НАК:

—[-CH₂-CH=CH-CH₂-]_n — [-CH₂-CH(CN)-]_m—

В макромолекулебутадиен-нитрильныхкаучуковбольшинство бутадиеновых звеньев присоединено в положениях 1,4 (ок. 80% этих звеньев имеют транс-конфигурацию), ~ 10% - в положениях 1,2. Акрилонитрильные звенья распределены вмакромолекуленерегулярно; среднее их содержание для бутадиен-нитрильныхкаучуковразл. типов составляет 17-52%. Вследствие нерегулярности строения бутадиен-нитрильныекаучукине склонны ккристаллизации. Содержание 1,2-звеньев бутадиена не превышает 10% и уменьшается с увеличением количества присоединенного НАК.

Среднемассовая мол. массаотечественныхкаучуковсоставляет 250-350 тыс. (по даннымседиментационного анализабутадиен-нитрильногокаучука, свободного от микрогеля); индекс полидисперсности= 3-7 (-среднечисловая мол. масса).Макромолекулыкаучукахарактеризуются значит. длинноцепочечной разветвленностью. Бутадиен-нитрильныекаучукирастворяются вкетонах,этилацетате,хлороформе,сополимерыс небольшим содержанием акрилонитрильных звеньев - также втолуолеибензоле. Многие физические свойствакаучуковсущественно зависят от содержания в них акрилонитрильных звеньев

Физические свойства

Физические свойства БНК существенно зависят от содержания НАК. Бутадиен-нитрильные каучуки хорошо растворяются в кетонах, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах и очень плохо в алифатических углеводородах и спиртах. С увеличением содержания в полимере связанного НАК существенно увеличивается межмолекулярное взаимодействие между цепями полимера и плотность, повышается температура стеклования, снижаются диэлектрические свойства, уменьшается растворимость в ароматических растворителях и увеличивается стойкость к набуханию в алифатических углеводородах.

Бутадиен-нитрильные каучукиреагируют с О₂, С1₂, по двойным связям- смеркаптанами, подвергаются избирательному каталитическомугидрированиюподвойным связям. Нестабилизированныекаучукибыстро разрушаются, особенно в присутвии примесей соединенийпереходных металлов. При нагревании и действииионизирующих излученийбутадиен-нитрильныекаучукиструктурируются, при 430 °С они разлагаются с выделением HCN, наиболее радиационностойкикаучукис ~ 40% акрилонитрильных звеньев. Бутадиен-нитрильныекаучукистабилизируют обычными окрашивающими или неокрашивающимиантиоксидантами, например М-фенил-2-нафтиламином или 2,4,6-три-трет-бутилфенолом (1-3% от массыкаучука).

2. Технологические свойства

В зависимости от условий регулирования процесса полимеризации БНК выпускают с различными пластоэластическими свойствами:

Очень жесткие (твердые) –с жесткость по Дефо 21,5 –27,5 Н или вязкостью по Муни выше 120 усл. ед.;

Жесткие –с жесткостью по Дефо 17,5–21,5 Н или вязкостью по Муни 90–120 усл. ед.;

Мягкие –с жесткостью по Дефо 7,5–11,5 Н или вязкостью по Муни 50–70 усл. ед.

В соответствии с этим к обозначению каучука добавляют букву Т –для очень жестких каучуков или М –для мягких. Для каучуков получаемых в присутствии алкилсульфонатов в качестве эмульгаторов, к обозначению каучука добавляется буква С. Например, СКН-18МС обозначает, что каучук содержит около 18% связанного НАК, мягкий (за счет пониженном молекулярной массы), получен в присутствии биологически разлагаемого алкилсульфонатного эмульгатора.

Переработка БНК затруднена из-за высокой жесткости, обусловленной большим межмолекулярным взаимодействием. Обрабатываемость каучуков различных марок зависит от их исходной вязкости, а также от содержания нитрильных групп. Для всех каучуков жестких типов необходима предварительная пластикация, причем наиболее эффективна механическая пластикация на вальцах при температуре 30–40 С.

По скорости пластикации БНК могут быть расположены в следующий ряд: СКН-40>СКН-26>СКН-18. Термоокислительная деструкция БНК малоэффективна и не находит практического применения. Существенные трудности возникают при изготовлении резиновых смесей на основе БНК в резиносмесителях, так как при этом вследствие повышенного теплообразования развиваются высокие температуры, которые приводят к повышению жесткости смесей из-за подвулканизации или термоструктурирования каучука.

Бутадиен-нитрильные каучукитехнологически совместимы с другимикаучуками, напр. бутадиеновыми, бутадиен-стирольными, полисульфидными, а также с феноло-формальдегидными смолами и др. Для ихвулканизацииприменяютсеру, тетраметилтиурамдисулъфид (при получении теплостойкихрезин);ускорителями вулканизациислужат, как правило, N-циклогексилбензотиазол-2-сульфенамид (сульфенамид Ц), ди (2-бензотиазолилдисульфид), 2-меркаптобензотиазол. В качественаполнителейрезиновых смесейиспользуют техническийуглерод(сажу), мел,каолин, SiO₂ и др. В качестве пластификаторов-сложные эфиры(фталаты, себацинаты), а такжеканифоль, инден-кумароновые и феноло-формальдные смолы. Общее содержание ингредиентов может изменяться в пределах 50-150 мас. ч. на 100 мас. ч.каучука.