ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механохимическая деструкция при мастикации эластомеров натуральные и синтетические каучуки) из "Механохимия высокомолекулярных соединений" Натуральный каучук при пластикации на вальцах или в смесителе пластицируется, что способствует его дальнейшей переработке и гомогенизации с наполнителями. При этом происходит деструкция макромолекулярных цепей перерабатываемого полимера либо путем термического окисления при высоких температурах и в присутствии кислорода, либо чисто механохими чески при низких температурах и в инертных средах. При этом механохимическая деструкция представляется главной причиной увеличения пластичности. [c.65] Скорость и предел процесса деструкции макромолекулярных цепей натурального каучука определяются его природой, отношением между количеством загружаемого материала и емкостью и типом используемой аппаратуры, температуры и продолжи-гельности мастикации. [c.65] Если в качестве критерия (показателя) процесса деструкции при мастикации принять пластичность по Дефо, то получают кривые, приведенные на рис. 25. Деструкция и соответственно способность к пластикации асимптотически приближаются к значению ВНоо пластичности по Дефо (ОН). Было показано, что предел этой величины зависит от внешних условий мастикации используемой аппаратуры, скорости вращения валков, зазора между валками, навески. Следовательно, получение максимальных результатов обусловлено выбором технологии. [c.65] В условиях, когда известна константа т и ОНоо, можно определить значения пластичности по Дефо в любой момент деструкции. [c.66] Значение ОН х получается при достаточно большой продолжительности мастикации, при которой процесс дальше практически не развивается. Некоторые результаты мастикации в смесителе типа ВВК-11 представлены в табл. 2. [c.66] Процесс пластикации натурального каучука был подробно изучен Уотсоном и сотрудниками, которые установили влияние различных факторов (наличие или отсутствие кислорода, его концентрация, рабочая температура, тип аппаратуры, природа используемых добавок) на эффективность мехаиохимической деструкции и предложили механизм разрыва макромолекул изученных ими полиизонреновых каучуков [31, 32]. [c.67] Мастикация натурального каучука на холоду была осуществлена в смесителе типа Бенбери емкостью 500 г, который позволяет проводить этот процесс в атмосфере инертных газов и регулировать температуру путем охлаждения смесителя водой через рубашку продолжительность мастикации составляла 1— 30 мин. [c.67] Другой процесс протекает при повышенных температурах и приписывается термическому аутоокислению. [c.68] Изучая механическую деструкцию и учитывая выводы Кауц-мана и Эйринга [35], Уотсон установил, что процесс мастикации на холоду приводит к разрыву первичных связей деформируемых цепей и образованию макрорадикалов, которые стабилизируются, акцептируя кислород. Поглощенная механическая энергия расходуется в этих условиях главным образом на разрушение межмолекулярных связей и деформацию каучука и только в небольшой степени на разрыв первичных связей полиизопрено-вых цепей с образованием двух свободных макрорадикалов. Скорость образования последних определяется как интенсивностью механических сил, так и химической природой полимера, а также рядом экспериментальных факторов, таких, как тип и размеры применяемой аппаратуры, вязкость, температура, устойчивость химических главновалентных связей в цепи и т. д. [c.68] В процессе механической деструкции каучуков иЗР (мастикация на воздухе при 70—154°) их вязкость по Муни и характеристическая вязкость изменялись в линейной зависимости (рис. 27). Форма полученной кривой зависит, главным образом, от длины и структуры цепей — линейной или разветвленной. Точки, расположенные под прямой, относятся к более длинным и более разветвленным цепям, а точки над прямой характеризуют короткие разветвленные цепи или реже встречающиеся сетчатые структуры. [c.70] Сравнительные результаты, полученные для процессов, проводимых в инертных газах (азот) и активных средах (воздух) при различных температурах и в присутствии самых разнообразных акцепторов, приведены в табл. 3 и 4. [c.71] Из испытанных акцепторов наиболее эффективным при мастикации натурального каучука оказался бензохинон, для которого определено влияние концентрации, продолжительности мастикации, температуры и также характеристическая вязкость и вязкость по Муни. [c.71] Скорость процесса пластикации в присутствии некоторых акцепторов (например, бензохинона) показана на рис. 29, из которого (как и из табл. 3) вытекает, что на эффективность пластикации главным образом влияет химическая природа среды, в которой протекает мастикация. Следовательно, при механической деструкции (рабочая температура 55°) влиянием беи-зохинона и кислорода воздуха можно почти пренебречь, в то время как в случае термоокислительного процесса (140°) бепзо-хинон выполняет роль ингибитора. [c.72] Задача использования акцепторов и вообще соединений, сокращающих продолжительность переработки натуральных каучуков на вальцах, является особо важной, так как этот процесс требует очень больших затрат энергии. [c.73] Влияние температуры на эффективность мастикации в атмосфере азота в присутствии 0,0925 моля/1000 г радикального акцептора различной активности (продолжительность мастикации 30 мин). [c.73] В табл. 6 приведена эффективность самых активных ускорителей мастикации. [c.74] Для оценки эффективности химических ускорителей пластикации были построены специфические кривые деструкции (рис. 32). Количественную характеристику этого процесса можно выразить графически в полулогарифмической шкале. По наклону кривых (рис. 33) вычисляют константу мастикации т. [c.75] Продолжительность мастикации 30 мин в атмосфере азота. [c.75] Зная значение последней, можно количественно определить эффективность химических ускорителей мастикации (табл. 7). Поскольку каждый из приведенных агентов проявляет оптимальную активность при определенной температуре, было исследовано влияние этого фактора. Некоторые результаты приведены на рис. 34. [c.75] Зависимость процесса мастикации от температуры в присутствии добавок выралоется степенью эффективности, определяющейся отношением (ВНо—ВН)/ОН, где ВНо и ВН — пластичности по Дефо непереработаниого материала и материала, подвергнутого мастикации. Корреляция между эффективностью процесса мастикации (ОНо—ОН)/ОН и температурой в случае натурального каучука представлена графически на рис. 35, на которой ясно видна область температур, соответствующая минимальной эффективности. [c.75] Вернуться к основной статье