Натуральный каучук изменение свойств при вулканизации

Рис. 4. Изменение физико-химических свойств в процессе вулканизации натурального каучука

Имеются указания, что физические свойства как вулканизатов натурального каучука и неопрена , так и вулканизатов бутадиен-стирольного каучука при одинаковой степени вулканизации не зависят от температуры вулканизации. Однако большое количество экспериментальных данных, полученных в последнее время в связи с попытками сократить время вулканизации в результате повышения температуры процесса, позволяет заключить, что этот вывод является, по-видимому, чрезмерным упрощением. Например, указывалось что физические свойства вулканизатов натурального и синтетических каучуков, полученных при повышенных температурах, хуже, чем вулканизатов, полученных при меньших температурах. Смеси из z w -полибутадиена и натурального каучука, вулканизованные при 138 С, имеют более высокий предел прочности при растяжении и модуль и меньшее теплообразование, чем вулканизованные при 155 С или 168 С. В то же время свойства резин, вулканизованных при 155 "С, лучше, чем вулканизованных при 160 "С. Однако в ряде случаев положение удается исправить путем изменения типа ускорителя или введения в смесь смолы. Смеси бутилкаучука и смолы можно вулканизовать, при температурах до 260 "С. По-видимому, при более высоких температурах проявляется реверсия вулканизации. У серных вулканизатов натурального каучука сильная реверсия имеет место при 182—188 С. Таким же образом можно объяснить сделанные ранее выводы о том, что влияние температуры вулканизации заметно в резинах из натурального каучука и незначительно в резинах бутадиен-стирольного каучука, хотя, судя по измерениям остаточного сжатия, опыты проводились с резинами одинаковой степени вулканизации. Для полиизопрена разработан рецепт смеси, который обеспечивает увеличение предела прочности при растяжении резины с ростом температуры вулканизации . [c.121]

Рнс. 10. Изменение физико-механических свойств натурального каучука в процессе вулканизации (при 135 °С) [c.72]

Другой способ модификации свойств натурального каучука заключается в прививке боковых цепей мономеров винилового ряда к макромолекулам каучука перед вулканизацией. Путем изменения природы боковых цепей можно получать каучуки с желательными физическими и химическими свойствами. [c.49]

Изменение физико-меха-нических свойств натурального каучука в процессе вулканизации — сопротивление разрыву г — относительное удлинение 3 — набухание 4 — эластичность б — твердость. [c.337]

На рис. 10 и рис. 11 представлено изменение различных физико-механических свойств натурального каучука, СКС-ЗОА и СКБ при вулканизации. Из рисунков видно, что в процессе вулканизации натурального каучука наблюдаются обратимые изменения основных физико-механических свойств вулканизата (ре- [c.72]

Толчко.м к заметному развитию промышленного производства резиновых изделий послужило открытие вулканизации. В 1839 г. американец Чарльз Гудьир, а вслед за ним в 1843 г. и англичанин Томас Гэнкок показали, что нагревание каучука с серой (вулканизация) устраняет такие недостатки натурального каучука как малая прочность, липкость, способность растворяться в органических растворителях, резкое изменение твердости в зависимости от температуры. Кроме того, оно существенно улучшает механические свойства каучука и придает ему ряд новых ценных качеств. [c.216]

На рис. 118 показано изменение свойств натурального каучука в процессе вулканизации. [c.316]

В табл. 4 приведены значения температурного коэффициента скорости вулканизации натурального каучука, определенные по скорости связывания серы. Температурный коэффициент скорости вулканизации может быть вычислен также по кинетическим кривым изменения физико-механических свойств каучука при вулканизации при разных температурах, например по величине модуля. Значения коэффициентов, вычисленных по кинетике изменения модуля, приведены в той же таблице. [c.76]

Натуральный каучук (НК) впервые стали добывать из млечного сока (латекса) тропического дерева — бразильской гевеи. Е XVI веке в Европу были впервые привезены грубые изделия из каучука, которые в жаркое время плавились, а в холодное становились хрупкими и растрескивались. Промышленное значение каучук приобрел лишь после того как в 50-х годах XIX века был изобретен метод вулканизации, позволяющий длительное время сохранять первоначальные эластичные свойства каучуковых изделий и их устойчивость к изменению температуры. [c.294]

По-видимому, отличие а-полихлоропрена от р,- и м-полимеров заключается в том, что а-полимер имеет линейное строение, а х- и со-полимеры — трехмерное. Естественно, что это не обнаруживается при озонировании, так как участки цепи, связывающие макромолекулы, при расщеплении озонидов также дают янтарную кислоту. Те же результаты должны получаться, если связь между молекулами осуществляется с участием кислорода. Трехмерное строение х-поли-мера подтверждается способностью а-полимера при хранении и нагревании переходить в ц-форму. Этот процесс можно замедлить добавлением фенил-р-нафтиламина (неозона). Изменение физико-механических свойств при переходе а-полимера в -полимер аналогично изменениям, происходящим в процессе вулканизации натурального каучука. Обычно а-полихлоропрен вулканизуют без серы. При хранении даже при комнатной температуре он отщепляет хлористый водород. [c.414]

Изменение механических свойств. Основной технологической задачей вулканизации является придание резиновой смеси эластических свойств. В производственном процессе натуральный каучук обычно подвергают пластикации, для того чтобы сделать возможным осуществление технологических операций смещения, шприцевания, каландрования и растворения. Резиновая смесь, составленная из пластицированного каучука, в той или иной степени пластична. После того как этой резиновой смеси придана необходимая форма, она подвергается вулканизации. В результате вулканизации каучук вновь приобретает эластичность — свойство, столь ценное в готовом резиновом изделии. [c.294]

При интенсификации процессов вулканизации следует иметь в виду, что в ряде случаев изменение температуры приводит не только к сокращению продолжительности вулканизации, но и к изменению качества резин. При повыщении температуры вулканизации механические свойства получаемых резин в большой степени зависят от типа каучука и применяемых ускорителей. В случае вулканизации натурального каучука и СКИ-3 применение высоких температур вызывает резко выраженную деструкцию полимера вследствие окисления его кислородом, растворенным в резиновой смеси это влечет за собой ухудшение механических свойств вулканизатов. Вулканизация бутадиенового каучука при высоких температурах не влечет за собой снижения прочности вулканизатов, но вызывает уменьшение относительного удлинения при разрыве, особенно при перевулканизации. Для бутилкаучука необходима температура вулканизации 150—170 °С. [c.92]

Рис, 10.18. Изменение свойств натурального каучука при вулканизации [c.243]

Как известно, при вулканизации натурального каучука наблюдается оптимум в изменении прочности и других технических свойств материала. Падение прочности резин после достижения оптимума (при перевулканизации) обычно связывают с окислительной деструкцией молекулярных цепей каучука - . Однако техниче- [c.227]

Непредельные полимеры способны соединяться по месту двойных связей с серой и другими полифункцио-иальными соединениями с образованием пространственной структуры и резким изменением свойств системы. Образовавшиеся пространственные полимеры с редкими связями вследствие большой длины и гибкости макромолекул эластичны в широком интервале температур, способны многократно деформироваться, а после снятия деформирующих усилий — восстанавливать почти полностью свои размеры. Материалы с такими свойствами называют резинами, а исходные полимеры, при переработке которых могут быть получены резины,— каучуками. Реакцию образования поперечных связей между длинными макромолекулами называют вулканизацией. Полимеризацией бутадиена и изопрена и сополимеризацией их с другими соединениями получено большое число синтетических каучуков. Синтетические каучуки по свойствам близки к натуральному каучуку, издавна используемому в качестве основного сырья для производства резин. Поэтому синтетические каучуки принято оценивать путем сопоставления с натуральным каучуком. [c.145]

На рис. 93 показано изменение свойств натурального каучука в процессе вулканизации. Аналогичные кривые для натрий-бута-дионового и бутадиен-стирольного каучуков приведены на рис. 94 1139]. [c.323]

Дивиниловые каучуки. Вулканизация СКБ с помощью серы осуществляется аналогично вулканизации натурального каучука. Потребное количество серы, температурные пределы, дозировка ускорителей примерно такие же, как и для натурального каучука. Отличие СКБ при вулканизации заключается в том, что кинетические кривые изменения его свойств (рис. 207) не имеют пере- [c.434]

Радиационное сшивание, которое часто также называют радиационной вулканизацией [438—440], приводит к созданию пространственной сетки, которая приводит к повышению механической прочности, термостойкости и появлению ряда других полезных свойств. Например, полиэтилен распыливается при нагревании до 100 °С, а радиационно-сшитый выдерживает эту температуру без изменения формы. Если в полиэтилен до облучения ввести некоторые добавки, то такой.полиэтилен способен выдерживать длительное время температуру выше 200 °С и служить хорошим электроизоляционным материалом. Важное свойство облученного полиэтилена — эффект памяти формы . На этой основе разработаны термоусаживающиеся полиэтиленовые пленки, позволяющие получать превосходный изоляционный и упаковочный материал. Радиационная вулканизация натурального каучука, полибутадиена и других эластомеров используется в производстве шин, электроизоляционных материалов и других резинотехнических изделий. Разработана радиационная технология получения поропластов, широко применяющихся в автомобильной и легкой промышленности. Объем производства радиационно-сшитого поропласта только в США превышает 25 тыс. тонн в год. [c.338]

Каучук (натуральный и синтетический) по химическому составу представляет собой высокомолекулярные углеводороды, имеющие в своих молекулах большое количество ослабленных химических связей между атомами углерода. Это определяет собой сравнительно малую химическую стойкость каучука и, как следствие, изменчивость его физических свойств с течением времени. Однако химическая стойкость, а вместе с ней физические, свойства каучука могут быть резко повыш,ены путем превраш,е ния его в резину так называемым процессом вулканизации. Химическая структура резины не может еще считаться достаточно изученной и можно лишь предполагать, что при вулканизации каучука, по-видимому, происходит присоединение серы по месту - ослабленных химических связей. В результате этого и наблюда- ется значительное изменение химических и физических свойств продукта такой обработки. [c.301]

Быстрое развитие резиновой промышленности в значительной степени было обусловлено сделанным Гудьиром в 1839 г. открытием, что нежелательные термопластические свойства натурального каучука (липкость при высоких температурах, твердость и хрупкость при охлаждении) можно устранить нагреванием его с серой. Выяснение химизма этих изменений, как и многих других процессов, происходящих с участием макромолекул, стало возможным лишь после того, как было выяснено строение полимеров. Ранние представления сводились к предположению о возможности индуцирования серой физических перегруппировок или изменения характера их взаимодействия. В настояихее время считают (хотя этот взгляд, вероятно, принят не всеми [ 1 ]), что эти изменения обусловлены образованием межмолекулярных поперечных связей ( сшивание ), а термин вулканизация , который вначале был предложен для описания реакции с серой, теперь все чаще используется для описания любого процесса сшивания макромолекул или переведения полимера в нерастворимое состояние (например, фотовулканизация или свободнорадикальная вулканизация) [2]. [c.193]

Любопытна история открытия органических ускорителей вулканизации, о которой один из химиков, участвовавших в открытии, рассказывает следуюш,ее [6] Существуют определенные сорта синтетического каучука, которые очень быстро разлагаются на воздухе, присоединяя кислород. Однако, как открыла фирма Фарбенфабрикен Байер и К° , эти сорта можно весьма эффективно предохранять от окисления, если примешивать к ним незначительное количество органических оснований. В качестве таких предохраняющих оснований применялись анилин, пиридин, хинолин, диметиламин и в одном случае пиперидин. В то время как названные вначале основания не вызывали никаких значительных изменений при вулканизации указанных сортов каучука, каучук, в который был добавлен примерно 1 % пиперидина, обнаруживал после вулканизации совершенно другие свойства, позволяющие сделать вывод, что прошла глубокая вулканизация. Определение количества присоединенной серы дало поразительный результат. Оказалось, что серы было присоединено примерно в восемь раз больше, чем могло быть при обычных условиях. Этот факт (установленный начальником каучукового цеха завода фирмы Фарбенфабрикен Байер и К° Гофманом совместно с Готтлобом) побудил нас исследовать действие пиперидина при вулканизации натурального каучука. При этом мы получили аналогичный ре-, зультат . [c.143]

Вулканизация каучука представляет собой процесс его превращения из пластического в эластическое состояние,. причем происходящее при этом изменение химических и физических свойств каучука значительно расширяет область его применения. Явление вулканизации было открыто в 1840 г. Чарльзом Гудьиром, который заметил, что при нагревании пластициро-ванного каучука с серой получается продукт, обладающий гибкостью и эластичностью. Вулканизацию осуществляют путем добавления к пластицированному каучуку вулканизующего агента, например серы, с последующей гомогенизацией смеси и нагреванием ее в пресс-форме (в случае серы до температуры выше 110°С). Нагревание сопровождается сшиванием молекул каучука, причем чем больше число поперечных связей, тем тверже полученный продукт. Вулканизованный натуральный каучук находит большое применение из него изготовляют шины, пористую резину, подметки для обуви, изоляцию для электрических проводов и кабелей и др. [c.278]

Хлоропреновые каучуки. В отношении вулканизации неопрен занимает совершенно особое место среди синтетических каучуков. Для вулканизации он не требует серы. При 30° а-полихлоропрен теряет свою пластичность и полностью превращается в м-полихлоропрен в течение приблизительно 48 часов. При 130° подобное же превращение завершается за 5 минут. Это превращение соответствует вулканизации натурального каучука. а-По-лихлоропрен имеет строение линейного полимера, а н-полихлоро-прен — пространственного. Сера для этого превращения не нужна, а если она в системе и имеется, то не принимает участия в процессе. Кинетика изменения свойств полихлоропрена при вулканизации изображена на рис. 209 [10]. [c.435]

Свойства сеток с ярковыраженным концентрированием поперечных связей в виде полифункциональных узлов ( у=400— 500) изучены на примере вулканизации этиленпропиленового, бутадиен-стирольного и бутадиен-нитрильного каучуков метакрилатом магния с пероксидным инициатором [25, с. 79]. При переходе от пероксидного к солевому вулканизату прочность вулканизата возрастает от 1,5—2 до 16—20 МПа и достигает максимума при более высокой концентрации активных цепей [(4—8)-10- моль/см в сравнении с (1,5—1,8) 10- моль/см для пероксидного вулканизата]. Одновременно относительное удлинение при разрыве увеличивается с 300—400 до 600—вОО%-Иными словами, происходят изменения, аналогичные изменениям при переходе от пероксидных вулканизатов натурального каучука к серным (см. рис. 10.8). Вместе с тем как у солевых, так и у пероксидных вулканизатов сетка состоит из термостойких прочных связей (константа термической релаксации напряжения при 130°С равна (1,53— 1,41)-10— мин- соответственно) и различие в механических свойствах нельзя приписать образованию слабых связей. [c.228]

Наблюдая за различными характеристиками одной и той же смеси в процессе вулканизации, легко обнаружить, что они изменяются с разной скоростью. На рис. 10.18 в качестве примера приведены данные для серной вулканизации натурального каучука. Следовательно, кинетические расчеты, проведенные по данным изменения одного какого-либо свойства, не могут характеризовать совокупность всех явлений, протекающих в процессе вулканизации, а нужны независимые измерения различных характеристик системы, изменяющихся в ходе вулканизации. Например, измеряя при серной вулканизации расход введенной (свободной) или содержание связанной серы в течение процесса трудно предсказать свойства вулканизатов, так как в зависимости от типа ускорителя возможно образование и полисульфидных, и моносульфпдных поперечных связей, той или иной степени внутримолекулярного присоединения серы и т. д. Точно также определение степени сшивания по модулю упругости ничего не говорит о теплостойкости или распределении поперечных связей. Разная скорость изменения отдельных параметров системы при вулканнзации свидетельству- [c.243]

Изменение характера набухания и растворимости. Как было выяснено в главе X, невальцованный натуральный каучук набухает ограниченно. После пластикации каучук теряет свойство ограниченного набухания, приобретая способность самопроизвольной и практически полной растворимости в обычных для него растворителях.. Вулканизация делает каучук практически нерастворимым и способным лишь к ограниченному набухавик> в растворителях. Как величина максимума набухания, так и скорость этого процесса зависят от степени и условий вулканизации и, разумеется, от состава вулканизуемой смеси. [c.296]

Полисульфидные каучуки. Ввиду того, что эти каучуки не содержат двойных связей в главных цепях макромолекул, они не могут быть обычным путем подвергнуты вулканизации. Тем не менее, такие вещества, как окись цинка, окись свинца, а также некоторые соединения, обладающие окиапяюттшми свойствами (ди- и тринитробензол, перекись бензоила), способны вызывать при нагревании изменения физических свойств полисульфидных каучуков, сходные в некоторых отношениях с изменениями натурального каучука при нагревании его с серой. Механизм этого явления пока еще не совсем ясен. Предполагается [3], что при нагревании с окисью цинка, например наряду с удлинением цепи вследствие окисления конечных групп [c.437]

По данным исследований Б. А. Догадкина и его сотрудни-кoв основная роль в повышении прочности СКБ (кроме присоединения серы) принадлежит межмолекулярному взаимодействию. При вулканизации других синтетических каучуков свойства их изменяются по типу, характерному для натурального или натрий-дивинилового каучуков. Составные части резиновых смесей также оказывают значительное влияние на кинетику изменения физико-механических свойств резин при вулканизации. [c.73]