Пластикация каучука влияние температуры

Рис. 28. Влияние концентрации мономера (процентное содержание стирола в каучуке) и температуры на полимеризацию стирола при пластикации натурального каучука.

Рис. 41. Влияние температуры и различных сред па пластикацию натурального каучука в течение 50 мин

Нагревание повышает пластичность каучука и резиновых смесей, и этим пользуются при осуществлении технологических процессов, но повышение температуры оказывает не всегда благоприятное влияние на пластикацию натурального каучука. При нагревании каучука повышается подвижность молекулярных звеньев, уменьшаются силы межмолекулярного взаимодействия, каучук становится менее вязким и более пластичным. При охлаждении каучук снова теряет свою пластичность, но прн условии отсутствия сопутствующих нагреванию окислительных процессов, приводящих к необратимой деструкции. Таким образом, нагревание каучука вызывает появление временной пластичности, в значительной мере исчезающей при охлаждении каучука. Понижение вязкости и повышение пластичности каучука в этих условиях уменьшают вероятность механического разрыва молекул, так как при приложении к каучуку внешней растягивающей силы [c.235]

Рис. 3.5. Влияние температуры на эффективность пластикации каучука п — в смесителе Бенбери (тип В) в среде азота при введении в композицию 0,0925 моль/кг акцепторов радикалов с различной реакционной способностью (продолжительность пластикации 30 мин) [588]

Рис. 47. Влияние продолжительности термоокислительной пластикации иа жесткость по Дефо каучука СКС-30. при различной температуре 115 С 2— 125 С 3— 135°С

ОНИ достаточно легко могут скользить относительно друг друга. По этой причине эффективность процесса пластикации на вальцах при повышении температуры (до 120 °С) снижается. При пластикации при температурах свыше 120 °С наблюдается ускорение окислительной деструкции каучука и эффективность процесса пластикации значительно возрастает подобные температурные условия создаются при пластикации в быстроходных резиносмесителях, в которых температура пластиката достигает 160—180 С. Влияние температуры и различных сред нп процесс пластикации натурального каучука в течение 50 мин приведено на рис. 41. [c.236]

Степень деструкции поливинилхлорида в основном определяется температурой вальцевания. При низких температурах создаются значительные напряжения, приводящие -к разрыву макромолекул и образованию макрорадикалов, способных к различным химическим превращениям. Аналогичный процесс также наблюдается при вальцевании каучуков. Повышение температуры приводит к уменьшению механической деструкции полимерных молекул. На рис. 64 показано влияние температуры на скорость и предел механической деструкции поливинилхлорида марки ПБ-4 при пластикации на вальцах (D = 150 мм, I = 413 мм, фрикция 1,4 1) [94]. [c.230]

На процесс пластикации в резиносмесителе большое влияние оказывают следующие факторы величина навески каучука температура пластикации продолжительность пластикации давление верхнего пресса (затвора). [c.243]

Конфигурация и морфология макромолекул полимера, как будет более подробно рассмотрено в разделе 7.1, могут оказывать заметное влияние на механохимические процессы в твердом состоянии. От этих особенностей структуры зависят образование плоскостей раскалывания, форма образующихся частиц и скорость деструкции. Изучали это явление путем измельчения в вибромельнице полипептидов различного строения (глобулярных и линейных) [919] и целлюлозы 1713]. Установлена зависимость скорости разложения гелей" полихлоропрена при пластикации от исходной кристалличности каучука. Влияние кристалличности было обнаружено также в процессе переработки этого полимера. Более кристаллические (жесткие) полимеры деструктируют быстрее [1250], видимо, вследствие увеличения эффективной деформации аморфных сегментов "макромолекул. В твердом состоянии химическая природа полимера влияет также на удельную поверхность частиц при механическом диспергировании и температуру спекания, т. е. температуру, при которой резко изменяется площадь поверхности диспергированных частиц [9771. По данным [c.105]

ПММА составляет 2,8 Ю . Следует подчеркнуть, что на заключительной стадии процесса образуется заметное количество свободного каучука с более высокой молекулярной массой (1,8-10 ), чем Мцт, которая может быть достигнута при холодной пластикации каучука. Это объясняется неполной деструкцией исходного каучука при пластикации смеси и влиянием сдвига на блоксополимеры Сд преимущественным разрывом цепей вблизи мест соединения блоков каучука и ПММА. Первое из этих утверждений согласуется с результатами исследования склонности выделенного свободного каучука к деструкции и инициированию полимеризации мономера. Второе подтверждается результатами опытов по измельчению изолированных блоксополимеров. Количество свободного каучука может быть снижено при последовательном введении мономеров. Относительное содержание в смеси двух блоксополимеров и двух гомополимеров зависит от условий реакции при увеличении исходной концентрации мономера повышается доля блоксополимера II (рис. 5.23), а при росте температуры несколько возрастает содержание свободного каучука. Эти общие тенденции наблюдаются и при добавлении растворителя, хотя содержание гомополимеров метилметакрилата при этом снижается почти до нуля, а количество блоксополимеров уменьшается. Введение растворителя приводит также к изменению состава и содержания блоксополимеров. [c.172]

Механическая пластикация. При этом способе П. могут происходить как деструкция, так и активирование химических связей в макромолекулах под влиянием механических напряжений (см. Механохимия). Соотношение между скоростями обоих процессов зависит от температуры, среды (воздух, кислород, азот), интенсивности механических воздействий, типа полимера. С повышением температуры скорость П. сначала уменьшается, а затем возрастает. Температура, соответствующая минимальной скорости П., зависит от типа полимера например, для натурального каучука она составляет 70—80 °С (рисунок). Интенсивная П. при темп-рах ниже 70 °С обусловлена в основном S механич. разрывом цепей. 20 Атмосферный кислород I [c.305]

Пластичность каучука является функцией не только температуры валков, она зависит также и от продолжительности пластикации влияние продолжительности пластикации на пластичность каучука весьма характерно. [c.30]

Было изучено влияние механической деструкции на развитие окислительных процессов в полимерах. На рис. 1 представлены инфракрасные спектры исходного и пластицированного каучука при различных температурах. Как видно из рисунка, в процессе пластикации интенсивно развиваются окислительные процессы, особенно при температуре выше 100 ""С. В полимере накапливается значительное количество групп СО и ОН. При нагревании полимера без механических воздействий при 150 °С в течение 20 мин окисление развивается с небольшой скоростью и продуктов окисления в этом случае не удается обнаружить. Кинетика окисления каучука при пластикации была впервые изучена с помощью радиоактивационного метода. [c.41]

В предыдущей главе были рассмотрены признаки двух типов деформации 1) упругой и 2) релаксационной, высокоэластической, характе рной для каучука. У технического каучука и его вулканизатов в широких пределах изменения формы наблюдаются признаки обоих видов деформации. Соотношение между этими видами в каждом конкретном случае зависит как от свойств материала, так и от условий приложения деформирующей силы — величины этой силы, частоты, температуры. Наряду с эластическими деформациями в каучуке могут возникнуть необратимые пластические деформации. Натуральный каучук является своеобразным веществам, которое под влиянием известных воздействий, объединяемых термином пластикация (см. гл. XII), способно в той или иной степени терять свою эластичность, делаясь практически пластичным материалом. Синтетические каучуки более ограничены в изменениях своих свойств. [c.208]

Активирующее влияние напряжения проявляется в более жестких условиях его наложения па полимер — при пластикации каучука и циклическом деформировании резин При этом активация полимера может происходить без разрыва химической связи . Наконец, при еще большем ужесточении условий разрушения механические напряжения приводят к разрыву химических связей. Это, например, наблюдается при вальцевании поливинилхлорида, резин из СКБ и НК 2, истирании резин и пластиков размоле в шаровой мельнице полистирола и полиметилметакрилата обработке их, а также политетрафторэтилена, полиизобутилена, полиэтилена, НК на фрезерном станке прп низкой температуре (77° К), криолизе крахмала измельчении в ступке ПВХ, янтаря, целлюлозы Расщепление молекул доказывается как уменьшением молекулярного веса 20. так и образованием свободных радикалов Химические изменения полимеров в результате разрыва химических связей непосредственно наблюдались при разрыве некоторых прозрачных пластмасс. Так, установлено, что на поверхности образующихся в процессе разрыва трещин серебра материал перерожден 2 25. Это, по-видимому, связано со взаимодействием образующихся при разрыве свободных радикалов с окружающей средой. Разрушение химических связей с выделением газообразных продуктов, таких же, как при термическом разложении, или несколько отличных, при обычном процессе разрыва наблюдалось с помощью масснектрографа 2 . Активирование или разрушение химических связей в полимере приводит к развитию химических реакций между ними и окружающей средой (кислородом воздуха 2 , наполнителями 28. 29 другими полимерами при совместном их разрушении 2. п т. п.). Подробно это отражено в ряде обзо- [c.65]

По-видимому, в действительности могут иметь место оба механизма. Как видно из рис. 4.6, с увеличением степени пластикации, вызывающей деструкцию НК, время достижения оптимума увеличивается. Деструкция действует так же, как уменьшение молекулярного веса исходного каучука чем ниже молекулярный вес, тем больше поперечных связей необходимо для образования сплошной пространственной сетки вулканизата. При реверсии увеличивается мягкость резин, появляется заметная клейкость, снижается сопротивление старению. Аналогичные эффекты наблюдаются при тепловом старении резин , что указывает на влияние процессов деструкции. Зависимость оптимума по прочности от температуры испытания резины из НК свидетельствует о существенном влиянии кристаллизации. [c.226]

Весьма своеобразно влияние температуры на скорость изменения пластичности. Практикой уже давно был установлен факт, что пластикация на холодных вальцах оказывается более эффективной, чем на горячих вальцах. При повышении температуры пластицируемого каучука в пределах от комнатной температуры до ПО—130° наблюдается уменьшение скорости пластикации. Однако дальнейшее повышение температуры вызывает ускорение этого процесса. Подобный характер температурного влияния отчетливо виден по кривым 2 и 3 рис. 115, показывающим значения пластичности каучука после [c.281]

Наибольшее влияние на процесс сушки оказывает температура воздуха, от которой зависит температура каучука. Однако в связи со значительной гигро-термической инерцией каучука при высокой температуре воздуха на его поверхности наступает пластикация и изменяются физико-механические свойства возрастает пластичность, снижается вязкость, уменьшается твердость, увеличивается [c.277]

Среди материалов, которыми люди овладели сравнительно недавно, находится каучук. Хотя первое знакомство европейцев с каучуком относится ко времени второго путешествия Христофора Колумба (1493—1496 гг.), но широкое применение каучука началось только со средины XIX века. К этому времени были сделаны два основных открытия, позволявшие в полной мере выявить все главные свойства нового материала. Речь идет о про- цессах пластикации и вулканизации. С открытием этих процессов появилась возможность легко придавать резиновым изделиям требуемую форму, резко повысить эластичность изделий и устранить отрицательное влияние изменений температуры на них. [c.9]

Кузьминский [900] изучал основные особенности указанных выше процессов с помощью прямого эксперимента. При этом он наблюдал интенсивное окисление ПП в процессе пластикации при температурах выше 80 °С и исследовал влияние механической активации на окисление. В инфракрасном спектре он обнаружил появление полос поглощения карбонильных (1750—1720 см ) и гидроксильных (3450 см ) групп. Эксперимент состоял в изучении пластикации ПИП (рис. 3.28 и 3.29) в интервале 30—150 °С и нагрева каучука на воздухе при тех же температурах в течение того же времени, но без приложения сдвиговых напряжений. При 30 °С кислородсодержащие группы в значительном количестве появляются только после 20 мин вальцевания, в то время как при 130 °С — уже через 5 мин. В опытах, проведенных при 30 °С без приложения напряжения, кислородсодержащие группы вообще не обнаруживаются, а после выдержки при 130 °С в течение 20 мин их количество в 4,5 раза меньше, чем наблюдавшееся в соответствующем эксперименте при той же температуре, но с одновременной пластикацией (см. рис. 3.29). Роль кислорода при низких и высоких температурах показана также в опытах с применением селективных добавок [900, 1125, 1126], таких, как Ы-фенил-Ы -изопропил-п-фенилендиамин, который реагирует только с кислородсодержащими радикалами, и 4-оксипиперидин, [c.107]

Много исследований было выполнено с целью установления применимости механизма пластикации натурального каучука к синтетическим каучукам. Бхатнагар и Бамерджи [77] сообщали об изменении вязкости и молекулярной массы при пластикации бутадиен-стирольных каучуков. При пластикации, вследствие превращения разветвленных молекул в линейные, возрастает растворимость каучука. Однако пластикация при высоких температурах сопровождается одновременным протеканием реакций деструкции и поперечного сшивания [390]. Кроме того, сообщалось о влиянии на некоторые бутадиен-стирольные каучуки пластикации, проведенной либо на открытых вальцах, либо в смесителе Бенбери [45, 391, 1127, 1206], а также об эффективности различных способов деструкции при использовании вальцев различных размеров [863]. Было показано, что, в противоположность НК [336], первоначальный пик на кривой молекулярно-массового распределения смещался незначительно, хотя имело место сужение ММР в связи с разрывом молекул с наиболее высокой молекулярной массой [45]. Для этиленпропиленовых терполимеров [44, 45] было установлено, что использование акцептора свободных радикалов при холодной пластикации приводит к механическому разрушению С—С-связей главной цепи. В течение некоторого времени ММР сужается, так как в первую очередь разрушаются более длинные молекулы. [c.344]

В практике резиновой промышленности начали применять быстроходные резиносмесители со скоростью вращения роторов, равной 30 и 40 об мии и с мотором мощностью 700 тт. Повышение мощности привода и скорости вращения роторов приводит к уве-личениию давления каучука в рабочей камере. В связи с этим возникла необходимость в увеличении давления верхнего затвора на каучук. Оказалось, что применение таких резиносмесителей при скорости вращения роторов около 40 об1мин является весьма эффективным. Температура пластиката в зависимости от продолжительности пластикации повышается до 140—180 °С. В результате интенсивной механической обработки и под влиянием высо-кай температуры деструкция натурального каучука происходит значительно быстрее и продолжительность пластикации сокращается почти в три раза. При увеличении давления верхнего затвора до нескольких килограммов на квадратный сантиметр загрузку каучука можно увеличить до 135—150 кг. [c.245]

На основе всего изложенного выше пластикацию натурального каучука следует рассматривать как сложное механическое, термическое и химическое явление, во время которого происходит разрушение глобулярной структуры, термическая дезагрегация мицелл и кристаллитов и, в особенности, механическая и окислительная деструкция молекулярных цепей каучука. Температурный коэфициент отдельных процессов не одинаков по величине и по знаку. Процесс окислительной деструкции несомненно имеет положительный температурный коэфициент, в то время как механический разрыв молекулярных цепей замедляется с повышением температуры. Этим различием температурного влияния на отдельные процессы можно объяснить тот факт, что скорость пластикации с изменением температуры изменяется по кривой с минимумом в области температур ПО— 30 в период, соответствующий ниспадающей ветви кривой (см. рис. 115 на стр. 282), превалируют механические процессы вос- ходящая часть кривой, главным образом, характеризует О кис-литсльный процесс. Если один из этих факторов пластикации исключить, то скорость пластикации с температурой изменяется [c.290]

Некоторые ароматические меркаптаны [119—121], широко используемые в промышленности в качестве пластификаторов для натурального и синтетического каучуков, находят применение как агенты регенерации резин [122]. Пластикация рассматривается как процесс, при котором происходит деструкция молекул полимера с образованием продуктов более низкого молекулярного веса. Возможно, что более точным термином является мастикация , поскольку в большинстве опубликованных экспериментальных работ большая роль отводится операции измельчения каучука в соответствующих машинах. Хастингс [123] показал, что пластикацию каучука при умеренном нагревании ( 60—75° в течение 4 суток), необходимую для приготовления смокед-шита, вызывает ксилилмеркап-тан, диспергированный в латексе натурального каучука перед коагуляцией. Влияние ароматических меркаптанов на пластикацию натурального каучука в растворе изучали Хераскова [124] и Монти [125]. При одной и той же температуре скорость и степень пластикации оказываются пропорциональными количеству добавленного ароматического меркаптана. Результаты, полученные Херасковой, показывают, что почти все количество меркаптана, израсходованного при пластикации, превращается в дисульфид. Поэтому оба автора пришли к выводу, что ароматические меркаптаны лишь ускоряют окислительную деструкцию каучука, [c.131]

Влияние температуры на пластикацию каучуков зависит от окружающей атмосс ры и присутствия радикальных акцепторов. На воздухе или в присутствии кислорода, как уже было установлено, кривые эффект — температура характеризуются наличием минимума благодаря наложению механической и термоокислительной реакций. Для НК минимум на кривой находится вблизи 115 °С (см. рис. 7.30). В инертной среде или в присутствии акцепторов радикалов температура минимальной эффективности отсутствует и отрицательный температурный коэффициент ярко выражен (см. рис. 3.5) [101, 588]. Показано также, что для каучуков горячей пластикации хорошо соблюдается зависимость вязкости от молекулярной массы, предсказанная для неслучайного разрыва при холодной пластикации (см. рис. 3.7). Это позволяет предположить, что горячая пластикация, так же как и холодная, зависит от сдвиговых деформаций. [c.212]

Быстрая полимеризация мономеров при низких температурах (термические коэффициенты отрицательны) протекает, безусловно, благодаря инициированию этого процесса свободными макрорадикалами, образованными из макромолекул каучука в условиях приложения сил сдвига. Физические и химические свойства каучука оказывают влияние на реакцию. Самые реакционноспособные каучуки имеют обычно в своей структуре химические связи, лабилизованные ненасыщенностью углеводородной цепи и способные образовать большое число макрорадикалов. Такие макромолекулярные продукты должны характеризоваться достаточно высокими значениями вязкости и молекулярного веса и обеспечивать оптимальные условия деструкции основы сополимера при мастикации на холоду. В этом аспекте существует аналогия между пластикацией на холоду в присутствии воздуха и полимеризацией, инициированной механохимически в атмосфере азота. [c.297]

Некоторые из ингредиентов предварительно обрабатывают сушат, размалывают и просеивают. Каучук же необходимо подвергнуть пластикации, в результате которой повышается его пластичность под влиянием теплового и механического воздействия в присутствии кислорода. Механическая пластикация осуществляется на червячных пластикаторах, вальцах или резино-смесителях. Бутадиенстирольные каучуки СКС-30 и СКС-30 А в виде узких полос термопластицируют под давлением 4—5 ат в котлах при температуре 120—140°С в течение 35—60 дин. Натуральный каучук подвергается пластикации, измельчению. Низкосортный каучук и резиновые смеси очищают от механических примесей. [c.596]

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]

Натуральный каучук, поступающий на завод в кипах размером 600x550x400 мм и весом в пределах 101—113 кг, перед пуском в производство освобождается от тары мешков, ящиков или рубашки , представляющей собой листы каучука, в которые завернута кипа, и очищается от наружных загрязнений. Во всех случаях перед изготовлением смесей натуральный каучук должен быть подвергнут предварительной декристаллизации (распарке) и пластикации. Оба эти процесса проводятся с целью облегчения процесса смешения. Необходимость декристаллизации объясняется тем, что под влиянием низких температур зимнего периода кипы каучука затвердевают и превращаются в твердые замороженные (закристаллизованные) глыбы, трудно поддающиеся обработке. В летнее время вследствие плохой теплопроводности декристаллизация каучука протекает довольно медленно и кипы плохо оттаивают. При температуре 20—25 °С процесс декристаллизации натурального каучука длится несколько лет. [c.158]

При описании реакции окисления каучука было указано, что некоторые вещества способны ускорять, другие замедлять эту реакцию. В этой связи следует рассматривать действие ряда органических соединений на процесс пластикации. Типичные антиоксиданты, например фенил- -нафтиламин замедляют пластикацию, в особенности если последняя ведется при высоких температурах, при которых окислительная деструкция превалирует над механической. Тиокрезол ускоряет пластикацию -нитро-диметиланилин ускоряет ее при низких температурах и замедляет при высоких. В особенности эффективно действуют такие ве щества, как меркаптобензотиазол (каптакс), -нафтилмеркаптан, ксилилмеркаптан и др. Их действие связано с ускоряющим влиянием на процесс окислительного распада каучука. Каталитический характер действия указанных веществ подтверждается тем, что их влияние сказывается уже при незначительных дозировках (0,2—1,0%) от веса каучука. Цинковые соли жирных кислот, апример лаурат цинка, при более высоком содержании их (3—5%) также производят положительный эффект. Так как они проявляют свое действие и в том случае, когда пластикация ведется в атмосфере инертного газа, то можно считать, что их роль иная по сравнению с катализаторами окисления. Ряд производных гидразина, например фенилгидразин, ускоряют процесс механической пластикации и даже способны вызывать заметное увеличение пластичности в результате простой диффузии их в каучук. При этом обнаруживается зависимость действия гидразинов от характера заместителей в их молекуле. Если одно-замещенные гидразины в большинстве случаев вызывают смягчение каучука, то дифенилгидразин и тетрафенилгидразин имеют обратное действие — увеличивают эластичность и жесткость этого продукта. В отмеченных случаях мы имеем дело с химическим и отчасти с физико-химическим взаимодействием каучука с гидразинами. Однако существо процесса пока остается невыясненным. [c.291]

Рис. 165, Влияние исходной концентрации антиоксиданта на скорость его расхода в процессе пластикации натрий-бутадиенового каучука. Фракция вальцев 1 1,21. Температура 80°

Уотсон с сотр. [25, 26] детально изучал механохимические процессы в системе НК — ПММА, проводя эксперименты в лабораторном пластикаторе при частоте вращения 76 об/мин и температуре 15 °С в среде азота. Перед пластикацией депротеинизи-рованный НК экстрагировали ацетоном, насыщали мономером и гомогенизировали в течение 16 ч без доступа света. Необходимо особо подчеркнуть, что из-за ограниченных возможностей рассеяния теплоты во время пластикации и прохождения реакций фактическая температура каучука была значительно выше по показаниям прибора она могла достигать 50 °С в зависимости от интенсивности сдвига и свойств материала. Это значительно затрудняет изучение влияния скорости сдвига независимо от остальных параметров, так как увеличение частоты вращения ротора повышает термопластикацию каучука из-за выделения теплоты трения. Методы фракционного осаждения и экстракции позволяют разделить полученный продукт на два гомополимера и две разных фракции межполимера (рис. 5.15). [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология