Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Подвески могут быть стабильными или активными, причем их реакционная способность возрастает с увеличением сульфидности серной цепочки и в присутствии ионов (или поверхности) активатора. В результате реакций активных подвесок друг с другом и с немодифи-цированными участками каучуковых цепей образуются серные сшивки, полярность которых обычно меньще, чем полярность ДАВ или подвесок. Микрочастица ДАВ сохраняется, если суммарное межмолекулярное взаимодействие сшивок и стабилизирующий эффект ПАВ оказывается выше, чем разрушающее действие теплового движения сшитых цепей. Таким путем протекает реакция при образовании полисульфидных связей. Если образуются моно- и дисульфидные поперечные связи, то микрочастица разрушается и поперечные связи распределяются в эластической среде. Однако в обоих случаях вулканизация протекает как гетерогенная реакция, формируется сетка с относительно узким распределением по размеру отрезков цепи эластомера между сшивками. Такая сетка нагружается более равномерно, выдерживает более высокие напряжения и, следовательно, обеспечивает более высокие прочностные свойства материала.

ПОИСК





Схема серной вулканизации полидиенов с учетом коллоидно-химических явлений и ее экспериментальное подтверждение

из "Процессы структурирования эластомеров"

Подвески могут быть стабильными или активными, причем их реакционная способность возрастает с увеличением сульфидности серной цепочки и в присутствии ионов (или поверхности) активатора. В результате реакций активных подвесок друг с другом и с немодифи-цированными участками каучуковых цепей образуются серные сшивки, полярность которых обычно меньще, чем полярность ДАВ или подвесок. Микрочастица ДАВ сохраняется, если суммарное межмолекулярное взаимодействие сшивок и стабилизирующий эффект ПАВ оказывается выше, чем разрушающее действие теплового движения сшитых цепей. Таким путем протекает реакция при образовании полисульфидных связей. Если образуются моно- и дисульфидные поперечные связи, то микрочастица разрушается и поперечные связи распределяются в эластической среде. Однако в обоих случаях вулканизация протекает как гетерогенная реакция, формируется сетка с относительно узким распределением по размеру отрезков цепи эластомера между сшивками. Такая сетка нагружается более равномерно, выдерживает более высокие напряжения и, следовательно, обеспечивает более высокие прочностные свойства материала. [c.235]
Таким образом, любой серный вулканизат отличается от перекисного или радиационного прежде всего более однородным распределением отрезков цепи по размеру, и следовательно, более однородным распределением напряжений в сетке при деформации. [c.235]
Ключевые моменты предлагаемой схемы ускоренной серной вулканизации в последнее время получили экспериментальное подтверждение при ускоренной серной вулканизации НК и синтетических диеновых каучуков. [c.235]
Особенности формирования ДАВ и структура вулканизатов. Показательным примером в этом отношении является изучение особенностей серной вулканизации 1 ис-полиизопрена в присутствии N-нитрозодифенилами-на (НДФА), используемого в качестве замедлителя подвулканизации при серной вулканизации [87]. [c.235]
НДФА с образованием стабильных азотоксидных радикалов, которые являются эффективными ингибиторами радикальных реакций, протекающих в каучуке в индукционный период вулканизации. Эти реакции могут инициироваться при распаде гидроперекисей в каучуке, так как больщинство промышленных сортов НК до некоторой степени окислено. Кроме того, в молекулах каучука имеются слабые связи [88, с. 164], в результате разрыва которых при нагревании происходит деструкция макромолекул НК с образованием полимерных радикалов. Активные группы в каучуке могут возникнуть и в результате его реакции с ускорителем [4]. На основании исследования склонности к подвулканизации резиновых смесей с НДФА и с ускорителями вулканизации основных типов присоединения серы и других химических превращений, а также сшивания этих смесей при 100— 120 °С нашли, что НДФА является эффективным анти-скорчингом только при использовании ускорителей, образующих молекулярные комплексы с серой (например, МБТ, дифенилгуанидин, сульфенамиды), и при температурах, когда эти комплексы устойчивы. [c.236]
Одновременно анализ параметров молекулярной сетки полученных серных сульфенамидных вулканизатов привел к предположению, что в вулканизатах без НДФА существует два типа полисульфидных связей (одни легко перегруппировываются, а другие сравнительно устойчивы в условиях вулканизации), а при введении НДФА доля подвижных связей уменьшается. Недавно предположение о разной стабильности полисульфидных связей было подтверждено экспериментально [89]. [c.236]
При введении растворимого в каучуке N-нитрозоди-фениламина свободные радикалы в НК дезактивируются [87] и нерегулируемого присоединения серы не происходит. Реакция между серой и ускорителем на поверхности ZnO или в составе мицелл стеарата цинка становится более эффективной, процесс вулканизации приобретает более выраженный гетерогенный характер и обеспечивает получение вулканизатов с повышенными прочностными показателями. [c.237]
Позже к этому выводу пришли также авторы работы [91]. [c.237]
При повышении коицентрации НДФА в смеси от 1 до 2 масс. ч. обнаруживается отрицательное влияние его на процесс вулканизации, причем ухудшение свойств сравнительно мало заметно в вулканизатах с МБТ и проявляется в значительной степени в вулканизатах с сульфенамидными ускорителями. В последнем случае наряду с уменьшением сопротивления разрыву наблюдается замедление присоединения серы и сшивания, уменьшение общего числа и содержания полисульфидных поперечных связей. Основываясь на развиваемых представлениях, предположили, что причиной ухудшения свойств является участие НДФА в реакциях компонентов вулканизующей системы, ведущих к образованию ДАВ. Оказалось, что НДФА не реагирует с серой, ZnO, МБТ и молекулярным комплексом МБТ, ZnO и стеариновой кислоты (7 пл = 108—109°С, максимум поглощения в УФ-спектрах 312 нм), но вступает во взаимодействие с циклогексилбензтиазолсульфенамидом (ЦГБТСА). [c.238]
Образование более устойчивых полисульфидных поперечных связей и уменьшение степени модификации цепи, как уже отмечалось, является отражением явно выраженного гетерогенного характера серной вулканизации. [c.239]
Влияние строения ДАВ на структуру вулканизата. [c.239]
Остальные дитиокарбаматы хелатированы лишь частично и содержат связи металл —сера ионного характера. По этим связям происходит реакция серы и ускорителя, образуется ДАВ и развиваются процессы сшивания каучука. Чем больше ионных связей, тем легче протекает реакция ускорителя и серы, а затем реакция ДАВ с каучуком. Показателем образования ДАВ является расход ускорителя при вулканизации. Если диэтил-дитиокарбамат никеля в основном сохраняется после вулканизации, то диэтилдитиокарбамат цинка и особенно диэтилдитиока.рбамат висмута расходуются в значительной степени. Повышенная эффективность дитиокарбаматов первой группы проявляется в ускорении вулканизации, увеличении степени сшивания и уменьшении относительного содержания полисульфидных поперечных связей в вулканизатах. [c.240]
В смесях, содержащих сульфенамидные ускорители, дитиокарбаматы являются вторичными ускорителями, эффективность которых понижается при переходе от дитиокарбаматов первой и второй групп (соли висмута и цинка) к полностью хелатированным дитиокарбама-там (соли никеля). Значительное увеличение скорости вулканизации и степени сшивания связано с взаимной активацией ускорителей в результате взаимодействия друг с другом в составе ДАВ. Ускоренный расход дитиокарбаматов в смесях с сантокюром при вулканизации подтверждает этот вывод. Аналогичный комплекс был обнаружен в продуктах реакции модельных олефинов с сантокюром, диметилдитиокарбаматом цинка и серой. [c.240]
Эффективность взаимодействия ускорителей и в этом случае определяется присутствием в молекулах ди-тиокарбаматного ускорителя ионных связей, по которым предполагается присоединение аминной составляющей сульфенамидного ускорителя. [c.240]
Как эффект концентрирования компонентов серной системы в составе ДАВ следует, очевидно, рассматривать результаты Банерджи и др. [84] по вулканизации натурального и бутадиен-стирольного каучуков комби-нйцией серной системы и ПДК. При добавлении к смеси каучука с ПДК серы, меркаптобензтиазола или их смеси в вулканизатах наблюдается уменьшение степени сшивания, несмотря на значительное присоединение серы к каучуку. Однако, если наряду с серой и меркапто-бензтиазолом вводятся ZnO и стеариновая кислота, то степень сшивания оказывается заметно большей, чем в перекисном вулканизате. Авторы считают, что эта метаморфоза связана с изменением механизма серной вулканизации с радикального на ионный. Однако ионный механизм серной вулканизации не доказан и в последнее время все больше подвергается критике [1, с. 227— 244 70, с. 145]. В любом случае трудно себе представить отсутствие параллельной реакции по радикальному механизму, если действие обоих активаторов (перекись и стеарат цинка) направлено на один объект (элементарную серу). [c.241]
Точно так же меньшая эффективность вулканизации г ггс-полиизопрена по сравнению с вулканизацией НК связана с тем, что в натуральном каучуке содержится сложная по составу фракция денатурированных протеинов, которая существенно активирует вулканизацию благодаря поверхностно-активным свойствам. Эта фракция отличается легкой диспергируемостью в органических растворителях, таких, как диэтиловый эфир, что, по мнению авторов, связано с образованием высокомолекулярного соединения углеводорода с молекулой денатурированного протеина. Соединение представляет собой обратную мицеллу в воде каучуковая часть его стремится раствориться в растворителе для каучука, тогда как высокополярный нерастворимый протеиновый фрагмент препятствует растворению, [94]. [c.242]
Представление о важности диспергирующей способности активаторов при формировании вулканизационной структуры можно составить, рассматривая также особенности процесса и свойства серных вулканизатов СКМС—ЗОАРК, выделенного из латекса электролитами с различными катионами. После коагуляции в каучуке остается 0,1—0,4% соответствующего канифолята [98]. Как видно из табл. 4.2, полученные вулканизаты имеют примерно одинаковые доли полисульфидных связей и константы скорости химической релаксации напряжения при 130 °С, что указывает на одинаковый химизм процессов вулканизации. [c.244]


Вернуться к основной статье


© 2024 chem21.info Реклама на сайте