4.3. Силиконсодержащие скользящие добавки

Данные добавки имеют следующую общую структурную формулу:

Полидиметилсилоксан (PDMS, polydimethylsiloxane) и другие силиконсодержащие полимеры первоначально разрабатывались в качестве релиз-агентов, облегчающих извлечение изделия из литьевой формы. Это жидкие масла, не совместимые с полимером. При охлаждении полимера в форме они очень быстро мигрируют и набирают максимальную концентрацию на поверхности изделия. Это свойство является большим преимуществом при использовании полиорганосилоксанов в качестве внешних лубрикантов при экструзии. Помимо ускорения процесса экструзии соединения этого типа позволяют улучшить блеск и глянец поверхности листов за счёт устранения микрошероховатостей на поверхности [-].

4.4. Жирные кислоты (fatty acids).

В промышленном масштабе производство жирных кислот базируется на использовании растительных и животных жиров. Одним из перспективных источников возобновляемого непищевого сырья для получения жирных кислот может служить талловое масло – побочный продукт переработки древесины на целлюлозо-бумажных комбинатах [].

Жирные кислоты талового масла (ЖКТМ) преимущественно включают:

• насыщенные кислоты: пальмитиновая, стеариновая, миристиновая, лигноцириновая;

• ненасыщенные кислоты: олеиновая, линолевая, линоленов, рицинолевая и эруковая.

В процессе переработки таллового масла образуется ряд новых жирных кислот (ацетованилоновая, сетариновая, адипиновая и себациновая) [].

Физические и химические свойства жирных кислот зависят от строения их молекул. Среди кислот встречаются изомеры цепочечные, позиционные, функциональные, геометрические и оптические. Другим свойством карбоновых кислот, подтверждающим их многообразие, является полиморфизм. Полиморфные формы твердой фазы имеют одинаковый химический состав, но различные формы кристаллов, свободные энергии кристаллического состояния и другие, физические и химические свойства. Насыщенные высшие жирные кислоты существуют в твердом виде, по меньшей мере, в двух кристаллических модификациях, отличающихся физическими и физико-химическими свойствами [].

Аналогичные разновидности кристаллических форм имеют и ненасыщенные жирные кислоты. Так, для олеиновой кислоты обнаружено несколько модификаций кристаллов с температурой плавления 13,3°С и несколько модификаций с температурой плавления 16,2°С, отличающихся рентгеноструктурными характеристиками.

На температуры плавления жирных кислот оказывают определяющее влияние два взаимосвязанных фактора – длина углеводородного радикала в молекуле и ассоциация. Поскольку наиболее прочные ассоциаты образуют низкомолекулярные кислоты, они характеризуются сравнительно высокими температурами плавления. С увеличением длины углеводородного радикала в молекуле кислоты степень ассоциации уменьшается, что вызывает понижение температуры плавления при числах углеводородных атомов в молекуле до пяти. При дальнейшем увеличении числа атомов углерода в молекуле кислоты температура плавления растет [-].

Наиболее широко распространенные в качестве скользящих добавок жирные кислоты приведены ниже (

Таблица 13) [].

Таблица 13. Свойства наиболее широко распространенных жирных кислот

Кислота	Формула	tпл, °С	tкип, °С/кПа	d1 (°С)
Лауриловая	С11H23COOH	44	225/13,3	0,868 (50)
Миристиновая	С11H23COOH	54	250/13,3	0,858 (60)
Пальмитиновая	С11H23COOH	63	271/13,3	0,853 (62)
Маргариновая (гептадекановая)	С11H23COOH	60,6	227/13,3	0,858 (60)
Стеариновая	С11H23COOH	69,4	287/13,3	0,849 (60)
Рицинолевая (гидроксиолеиновая)	С11H23COOH	5-7	227/1,3	0,949 (15)
Олеиновая	С11H23COOH	16	286/13,3	0,895 (18)
Линолевая	С11H23COOH	-5	230/2,1	0,902 (20)
Линоленовая	С11H23COOH	-11	232/1,2	0,905 (20)
Элеостеариновая: цис-форма транс-форма	С11H23COOH	47 72	235/1,6 -	- -
Арахидоновая	С11H23COOH	49,5	-	-

Стеариновая кислота (stearic acid).

В промышленных условиях кислоту получают путем гидролитического расщепления гидрогенизированного жира и растительных масел. Стеариновая кислота полифункциональна и в небольших дозировках (до 4-5 масс.ч.) является:

• активатором ускорителей вулканизации;

• диспергатором наполнителей и других ингредиентов;

• мягчителем (пластификатором) [, ].

Как скользящая добавка стеариновая кислота также улучшает технологические свойства резиновых смесей, особенно текучесть в процессе переработки, обеспечивает хорошую перерабатываемость на вальцах и выемку из вулканизационных форм []. Также принципиальная ценность стеариновой кислоты состоит в том, что она позволяет получать гладкие поверхности в процессе шприцевания и каландрования резиновых смесей.

Стеариновая кислота, как уже отмечено, является также традиционным ингредиентом, облегчающим диспергирование труднорастворимых оксидов металлов, ускорителей и наполнителей и улучшающим их технологические свойства. Однако добавки на ее основе не просто облегчают диспергирование, но в значительной мере изменяют структуру полимера. Эти соединения проявляют свойства поверхностно-активных веществ (ПАВ). Взаимодействие «ПАВ-полимер» протекает по молекулярному механизму. Это сопровождается не только адсорбцией ПАВ на межфазной границе, но и проникновением молекул ПАВ в приповерхностные слои упорядоченных структур. Все это позволяет рассматривать скользящие добавки на основе стеариновой кислоты как структурные пластификаторы, меняющие межмолекулярное взаимодействие [].

Олеиновая кислота (oleic acid).

Промышленный способ производства олеиновой кислоты основан на гидролитическом расщеплении растительных масел (таллового, кориандрового, рапсового и т.д.). По свойствам олеиновая кислота близка к стеариновой, но в большей степени выцветает на поверхность резины и способствует ускорению старения резин [].

Наибольший эффект проявляют скользящие добавки на основе комбинации нескольких кислот, а также с применением их производных.