Вулканизация модуля эластичности

Натуральный каучук. Вулканизация натурального каучука осуществляется в основном с помощью серы. Сложный механизм вулканизации связан преимущественно с образованием поперечных связей между молекулами, с образованием пространственных структур. Своеобразной особенностью вулканизации натурального каучука является наличие так называемого оптимума вулканизации. Свойства каучука по мере течения вулканизации меняются неоднородно пластичность и остаточное удлинение непрерывно падают, растворимость вулканизата сначала снижается, а через известный промежуток времени начинает возрастать модуль эластичности наоборот, сначала возрастает, а затем начинает падать, и т. д. Точки перегиба таких кривых имеют одинаковые абсциссы, т. е. соответствуют примерно одному и тому же времени вулканизации. Состояние вулканизата, доста-гаемое за это время, и называют оптимумом вулканизации. [c.434]

Сохранение постоянства объема каучука при деформации является прямым результатом особого механизма его эластической деформации. Мы уже видели, что деформация обусловлена изменением конформации молекул, образующих открытую сетку, подобно представленной на рис. 4.1. Чтобы осуществить деформацию такой сетки, требуются относительно небольшие усилия. Именно поэтому модуль эластичности каучука (как указывалось в предыдущей главе) гораздо меньше модуля таких материалов, как сталь. Однако объем каучука определяется истинным объемом самих молекул и никак не связан ни с конформацией молекул, ни с наличием поперечных связей в сетке. Это можно подтвердить тем, что вулканизация не оказывает заметного влияния на плотность каучука. Объем последнего определяется меж-молекулярными силами, подобно тому как это имеет место и в случае любых других веществ. Поэтому деформация сетки — процесс совершенно иного рода, он протекает без изменения сил межмолекулярного взаимодействия и, следовательно, без изменения объема. [c.74]

Влияние степенн вулканизации натурального каучука на модуль эластичности и степень набухания 420] [c.220]

В каучуках, вулканизованных серой, такие связи имеют второстепенное значение, однако для полимерных полисульфидов или для пластической модификации серы они имеют основное значение. Так, тиокол, растворимый и способный плавиться полимер, может содержать реакционноспособные концевые группы. Взаимодействие этих функциональных групп при введении добавок (окись цинка, диизоцианат и др.), которое может протекать как с одновременным присоединением остатков молекул этих соединений, так и без него, эквивалентно увеличению молекулярного веса полимера. В результате этого взаимодействия такие показатели свойств полимера, как модуль эластичности, изменяются так же, как при вулканизации [422]. Так как образование поперечных ковалентных связей при этом не может иметь места, можно предположить, что с увеличением молекулярного веса линейного полимера резкое увеличение суммарной энергии межмолекулярного взаимодействия приводит к такому же эффекту, что и образование поперечных химических связей. Аналогичным образом водородные связи в полиуретанах могут играть роль кажущихся поперечных связей [423]. [c.223]

Чем большим числом мостиков связываются друг с другом отдельные молекулы в результате вулканизации, тем большая сила требуется для достижения определенной деформации (например, растяжения на 300% от первоначальной длины) и тем, следовательно, прочнее становится вулканизат. Силу, необходимую для достижения определенной деформации, часто обозначают как модуль. Так как этот модуль не идентичен модулю эластичности ( -модуль), возможно, следовало бы во избежание недоразумений обойтись без этого термина, а использовать понятие коэффициент напряжения. Часто также употребляют выражение характеристика по модулю, которое выран<ает зависимость коэффициента напряжения вулканизата, например при 300% растяжении, от времени нагрева. Лучше его заменить характеристикой по коэффициенту напряжения . [c.20]

Большинство каучуков при вулканизации в отсутствие наполнителей дают резины, имеющие относительно низкие значения прочности, величина которой зависит от энергии когезии полимера и его способности к кристаллизации. После введения активных наполнителей прочность, модуль, износостойкость и другие показатели резин возрастают, но уменьшается их эластичность (табл. 3). [c.84]

Модуль эластичности вулканизатов натурального каучука возрастает по мере вулканизации, затем сохраняет постоянное значение и при дальнейшей вулканизации уменьшается. [c.89]

Установлено, что введение серы в хлоропреновый каучук при осуществлении металлооксидной вулканизации является целесообразным. При этом имеет место повышение твердости, модуля эластичности, снижаются показатели относительного удлинения, т. е. происходят процессы, связанные с участием серы в структурных изменениях молекул хлоропренового каучука. [c.186]

Действие дибутилдитиокарбамата натрия не замедляется под влиянием обычных ингредиентов смеси. Он вызывает некоторое загущение латекса. При 82 °С получаются изделия с хорошим сопротивлением старению. Этот ускоритель в сравнении с ускорителем ППД дает вулканизаты с более низким модулем эластичности и вызывает более быструю вулканизацию при низких температурах. [c.406]

В зависимости от продолжительности вулканизации увеличивается количество связанной серы, в соответствии с этим возрастает и коэффициент вулканизации. У мягких резин коэффициент вулканизации равен 1,5—3%, у эбонитов коэффициент вулканизации значительно выше. Минимальное количество связанной серы, приводящее к значительному повышению предела прочности при растяжении, эластичности и модуля, составляет 0,10—0,15%. [c.70]

Кроме того, мягчители асфальто-битумного типа, по-видимому, способны окисляться, конденсироваться и взаимодействовать с серой в процессе вулканизации, что приводит к увеличению их молекулярного веса и к получению вулканизатов с более высокой твердостью и с более высоким модулем, но с меньшей эластичностью, чем при применении сосновой смолы, вазелинового масла и других мягчителей. [c.188]

Влияние ускорителей на физик о-м е х а н и-ческие свойства резин (предел прочности при растяжении, модуль растяжения, модуль эластичности, относительное удлинение, твердость, сопротивление раздиру и истиранию) является, очевидно, следствием способности ускорителей вызывать образование при вулканизации различных типов связи между молекулами каучука. Так, например, установлено, что тиурам способствует образованию в сетчатой структуре вулканизата наиболее прочБых моносульфидных связей и —С—С—связей. [c.134]

В производстве шин высокостирольные полимеры применяются в ограниченном количестве, главным образом из-за низкой эластичности вулканизатов, малого сопротивления многократному сжатию и уменьшения, прочностных показателей при повышенных температурах Однако свойства протекторных резин можно модифицировать смолой Марбон 8000А. С введением такой смолы улучшаются технологические свойства сырых смесей, повышается их когезионная прочность и каркасность, снижается усадка и стойкость к преждевременной вулканизации. Кроме того, повышаются модули эластичности, сопротивление раздиру и в некоторой степени износостойкость 10 . С учетом полученных данных разработана усовершенствованная рецептура для боковин шин на основе синтетических стереорегулярных каучуков, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации [c.55]

ВУЛКАНИЗАЦИЯ — технологич. процесс резинового произ-ва, при к-ром пластичный сырой каучук превращается в эластичную резину — материал, обладающий лучшими, чем каучук, физико-механич. и эксплуатационными свойствами. В большинстве случаев В. каучуков общего назначения (натуральный, бутадиеновый, бутадиен-стирольный) производится серой или какими-либо другими химич. агентами, к-рые образуют химич. связи между молекулами каучука. В результате такого процесса образуется пространственная молекулярная сетка со специфич. свойствами вулкапизата — наличием конечного значения модуля эластичности и неспособностью к самопроизвольному растворению в обычных растворителях сырого каучука. В. может быть ускорена добавлением небольших количеств органич. соединений ускорителей В. (см. Вулканизации ускорители). Многие ускорители являются эффективными только в присутствии активаторов — окислов металлов (напр., окиси цинка), действие к-рых проявляется в присутствии жирных к-т, образующих с окислами металлов соли, растворимые в каучуке. Таким образом, в состав вулканизующей группы обычно входит сера, ускоритель, активатор и к-та жирного ряда. Для предотвращения преждевременной В. в резиновую смесь вводят вулканизации замедлители. Ири термич. разложении вулканизующего агента или ускорителя, а также в результате реакций меноду ускорителями и серой образуются свободные радикалы, к-рые или присоединяются к двойным связям каучука, или отнимают атом водорода от а-метиленовой группы углеводородной цепи полимера. Свободный полимерный радикал взаимодействует с двойной связью соседней полимерной цепи, что приводит, т. о., к развитию полимериза-ционной цени, длина к-рой обычно мала. Свободный полимерный радикал может также взаимодействовать с друд ими радикалами и атомными группировками с образованием поперечных химич. связей между молекулами каучука. В зависимости от типа полимера и особенно от состава вулканизующей группы при В. образуются поперечные связи различного характера -—С—С— —С—8—С— —С—8 —С—. Состав, концентрация, распределение и энергия этих связей определяют многие важнейшие физико-механич. свойства вулканизатов. Так, если возникают преимущественно устойчивые поперечные связи (бессерная В., термовулканизация, радиационная В.), то это приводит к образованию резин, обладающих высокой стой- [c.337]

При вулканизации прежде всего изменяются физические и механические свойства, причем в большей степени заметно улучшение эластических свойств. Наиболее точной характеристикой степени эластичности является равновесный модуль эластичности (см. гл. 3). На практике часто измеряют величину напряжения при заданном удлинении вулканизата (например, 100, 200, 300%), определяемого при заданной скорости растяжения (например, 500 мм/мин). Эта величина пропорциональна числу сшивок в широком интервале значений, и ее используют для иолуколичествен-ной оценки степени вулканизации. [c.211]

При дискретном распределении вулканизуемого компонента в среде невулканизуемого каучука после селективной вулканизации фиксируется структура типа дисперсии полимера в полимере интересно отметить, что при помещении этой системы полимеров в общий растворитель образец в целом растворяется, а селективно вулканизованный полимер представляет собой гель или отдельные набухшие частицы дисперсной фазы. В случае же взаимодействия каучуков друг с другом после селективной вулканизации образуется общая пространственная сетка и образец лишь ограниченно набухает в общем растворителе. Общая непрерывная пространственная структура возникает при содержании в СКИ-3 более 20% (масс.) СКН-26 и более 10% (масс.) наирита А. Такие совулканизованные системы из различных эластомеров имеют более высокий модуль эластичности, снижается усадка и др. Образующаяся при селективной вулканизации структура — сетка в сетке представляет собой две взаимопроникающие непрерывные фазы эластомерных компонентов. При селективной вулканизации иолихлоронрена в СКН-26 (95 5) возрастает прочность при растяжении (от 5 до 8 МПа), а также выносливость при многократном сжатии (от 27 до 313 тыс. циклов) и др. Селективная вулканизация требует тщательного выбора соотношения эластомеров, селективно вулканизующего агента, общей вулканизующей системы и режимов вулканизации [25]. [c.23]

Имеется еще одна весьма важная в техническом ошошеник особенность процесса вулканизации ряд свойств изменяется по кинетическим кривым, обладающим максимумом или минимумом. Так, апример, растворимость вулканизата, определяемая величиной хлороформенного экстракта (см. рис. 117), изменяется по кривой, имеющей минимум—в первой части процесса наблюдается резкое падение растворимости, а затем наступает некоторое повыщение, не достигающее, впрочем, исходного значения. Произведение упругости и модуль эластичности, наоборот, изменяются по кривым, обладающим максимумами. Для большинства свойств точки минимума или максимума находятся в близких по значениям координатах времени. Так как вулканизат, соответствующий этим или близким к ним координатам, обычно обладает аилучшими техническими свойствами, то это состояние вулканизата носит название оптимума вулканизации. С технической точки зрения дальнейшее изменение вулканизата, следующее за оптимумом вулканизации, нежелательно. Исходя из этого соображения, производственные смеси составляют с таким расчетом, чтобы их кинетические кривые обладали наиболее пологим максимумом. В эт0 м случае уменьшается опасность перевулканизации, так как по достижении оптимальных свойств вулканизат сохраняет их в течение более или менее длительного отрезка времени. Другими словами, производственные смеси должны обладать широким плато вулканизации. [c.298]

На рис. За—Зг представлены инфракрасные спектры НК в присутствии всей вулканизующей системы, т. е. серы, цимата и ДФГ. Прогретые пленки не растворялись в ксилоле и характеризовались высокими физико-механическими свойствами. Оптимальными свойствами обладала пленка, полученная при 100° С в течение 40 минут. Образцы, полученные при 120° С за это же время, были явно перевулканизованы, имели в 2,5— 3 раза более низкие показатели модуля эластичности (при 600-процент-иом удлинении) и предела прочности при растяжении. В отличие от ранее рассмотренных спектров, в случае серных вулканизатов мы наблюдаем при всех изученных температурах вулканизации понижение интенсивностей поглощения. В наибольшей степени это проявляется при 120° С, т. е. прозрачность, указывающая на повышение плотности вулканизата за счет перехода каучука в трехмерную систему, снижается. Изменение интенсивностей в области 840, 910, 965 см указывает на участие в этих процессах двойных связей. С другой стороны, по-видимому, можно отме-Т1ггь тенденцию к миграции двойной связи, если сопоставить изменение полос поглощения 840 и 965 см а также 1640 у серного вулкани- [c.6]

Порошок желтого цвета. Медленно действующий ускори-ритель. Применяется также в смеси с ДФГ (смесь называется Ureka). Смесь представляет собой порошок светло-желтого цвета, плотность 1,25 г/см , темп. пл. 117—127 °С. Вызывает преждевременную вулканизацию. Наполненные резины с его участием обладают более высокими показателями модуля эластичности и предела прочности. [c.49]

На ряде типовых протекторных, брекерных и каркасных смесей из НК было показано251, что повышение температуры серной вулканизации со 145 до 1 0 °С приводит к некоторому снижению физико-механических свойств, а именно предела прочности при растяжении, модуля эластичности, значительному ухудшению сопротивления раздиру. При вулканизации при температуре 170°С плато вулканизации становится более узким, прочностные свойства после оптимума более резко ухудшаются, чем в случае вулканизации при более низкой температуре. Свойства резин, полученных при 170°С, могут быть значительно улучшены путем уменьшения содержания серы с 3 до 1,8 вес. ч. и применения комбинации альтакса с тиураммоносульфидом. [c.113]

При вулканизации СКБ серой в присутствии сульфенамидных ускорителей (Ы,М-диэтил-2-бензтиазолилсульфенамид, Ы-ци-клогексил-2-бензтиазолилсульфенамид) в начальный период наблюдается малая скорость присоединения серы и изменения модуля эластичности — индукционный период . В этот период скорость присоединения серы такая же, как в отсутствие ускорителя. Энергия активации (30 ккал моль) равна энергии активации процесса вулканизации без ускорителя и соответствует энергии раскрытия восьмичленного кольца серы. В основной период вулканизации энергия активации присоединения серы равна 14 ккал1моль, что указывает на участие в этой реакции продуктов распада сульфенамидного ускорителя. Скорость присоединения серы в основном периоде зависит от начальной концентрации серы и ускорителей2°. Наибольший индукцион- [c.120]

При увеличении степени вулканизации СКИ-3 за счет увеличения дозировок сульфенамида БТ с 1 до 3 вес. ч. происходит рост модуля эластичности, падение относительного удлинения и резкое снижение предела прочности при растяжении с 250 до 20—25 кгс1см . Это также объясняется образованием густой пространственной сетки, препятствующей ориентации молекулярных цепей. [c.123]

Вулканизация г ис-полябутадиенового каучука СКД может быть осуществлена обычным путем с помощью серы. Скорость взаилюдеиствия серы с г ыс-бутадиеном значительно меньше, чем с НК . Оптимальная дозировка серы для протекторных смесей составляет 1,75 вес. ч. Уменьшение содержания серы при повышении дозировки ускорителя позволяет повысить стойкость к тепловому старению. Эффективно использование в качестве ускорителя Ы-оксадиэтилен-2-бензтиазолилсульфенамида-С повышением степени вулканизации растут модуль эластичности и твердость, снижается относительное удлинение и сопротивление многократным деформациям, прочностные показатели при этом снижаются незначительно . [c.123]

При бессерной вулканизации 1,4-цыс-полибутадиена с помощью смеси дисульфида морфолина и Н-циклогексил-2-беизти-азолилсульфенамида было установлено , что степень вулканизации и модуль эластичности при 300%-ном удлинении растут пропорционально содержанию дисульфида морфолина от 0,8 до 2,2 вес. ч. и почти не зависят от увеличения содержания цикло-гексилбензтиазолилсульфенамида от 0,8 до 1,8 вес. ч. По сравнению с вулканизатами НК наполненные резины на цис-пол -бутадиене (состав каучук—100 вес. ч., лауриновая кислота — 2 вес. ч., окись цинка — 5 вес. ч., фенил- 3-нафтиламин—1 вес. ч.) кмеют меньший предел прочности при растяжении, быстрее уменьшающийся с ростом температуры. Наполненные смес (50 вес. ч. сажи ХАФ) цис-полибутадиена при бессерной вулканизации имеют высокий предел прочности при растяжении (250—270 кгс, см ). Сопротивление раздиру наполненных вулканизатов г ис-бутадиена составляет 60—70% от сопротивления раздиру вулканизатов НК. [c.125]

Скорость вулканизации возрастает с увеличением содержания окиси магния в смеси от 1 до 3 вес. ч. С увеличением ко-личесгва окиси металла непрерывно возрастают модуль эластичности и прочность резин при сохранении без изменений относительного и остаточного удлинения. [c.131]

Высококачественные резины могут быть получены при осуществлении совулканизации бутилкаучука с ненасыщенностью 2,8 мол. % и этилен-пропиленового каучука при введении в их состав вулканизующих систем, специфичных для каждого входящего в систему каучука. Так, например, в смесь из 20 вес. ч. бутилкаучука и 20 вес. ч. этилен-пропиленового каучука вводят следующие ингредиенты (в вес. ч.) серу — 0,3, дибензтиазолилдисульфид— 0,2, диэтилдитиокарбамат теллура — 0,4, перекись дикумила — 4,0, окись цинка — 1,0, стеариновую кислоту— 0,2 и сажу HAF — 50. Вулканизация протекает в течение 40 мин при 144,4 °С. Полученный вулканизат имел предел прочности при разрыве 197 кгс1см , модуль эластичности при 300%-ном удлинении — 89 кгс1см , относительное удлинение 520% и сопротивление раздиру — 22,5 кгс1см. [c.167]

Наиболее широко применяемыми ускорителями вулканизации хлоропренового каучука являются ди-о-толилгуанидино-вая соль дипирокатехинбората, 2-меркаптоимидазолин , 4,4 -ди-аминодифенилметан . Сильным ускорителем является сернистая сурьма . Применение пирокатехина приводит к преждевременной вулканизации. Салициловая кислота — сильный активатор 2-меркаптоимидазолина. В присутствии 1,5—2,0 ч. салициловой кислоты модули эластичности вулканизатов повышаются. [c.187]

Следует отметить, что показателями структурных изменений, происходящих в каучуке при его вулканизации, являются условно равновесный модуль эластичности или степень набухания в состоянии равновесия, а не показатель статической прочности. Известно, что для определенного типа каучука симбатная зависимость между пределом прочности и числом поперечных связей наблюдается до некоторого предела их концентрации (например, для натурального каучука эта величина приблизительно равна 4"10 на 1 Дальнейшее увеличение частоты вулканизаци- [c.359]

Вулканизация в присутствии ускорителя ППД xapaKTepF зуется наличием большого плато вулканизации (нет опасност перевулканизации). Скорость вулканизации на воздухе ииж( чем в воде, и полученные пленки имеют более низкие модул эластичности и предел прочности при растяжении и более высо кое относительное удлинение. Продолжительность вулканизаци латексных смесей в зависимости от температуры резко изме няется так, при 90 °С требуемое для оптимальной вулканизаци время в 2,5 раза больше, чем при 100 °С, при 80 °С — больше i 6 раз, а ниже 80 °С это время утраивается при понижении тем пературы на каждые 10 °С (при 50° С это время в 160 раз боль ше, чем при 100 С). [c.406]

В результате изучения этих соединений было показано, что добавка армина, дуамина, арквада и алкамона к стандартной резиновой смеси на СКС-30 (при сохранении в рецептуре альтакса и ДФГ) позволяет сократить время вулканизации в 4—5 раз при этом получаются более прочные резины. Даумин, арквад, армии или алкамон полностью заменяют ДФГ и на 50% сокращают содержание альтакса в стандартной рецептуре на СКС-30. В отличие от изученных вторичных и четвертичных аминов, проявляющих как активирующие, так и ускорительные свойства, Армид О (амид) ускоряющими свойствами не обладает. В смесях на НК эти соединения повышают модуль эластичности при 500%-ном удлинении в 2—4 раза и сокращают время вулканизации в 3—4 раза . Алкамон ОС-2 оказывает вулканизую-шее влияние на хлоропреновый каучукЗ , ускоряет вулканизацию и повышает физико-механические свойства резин на СКН. [c.441]

Время вулканизации, мин Модуль при 300%-ном рас-тяжепип, кгс/с.ч ( онротивление ])изрыву. ), , Относительное удлинение, Остаточное удлинение, % Эластичность по отскоку, [c.207]

Кристаллизацию каучуков снижают введением в резиновую смесь некристаллизуюш,ихся каучуков, больших количеств серы, неактивных наполнителей и получением ди- и полисульфидных связей в вулканизате. Вулканизация приводит к понижению температуры кристаллизации, но температура стеклования каучука при этом несколько повышается. В результате стеклования вулканизатов повышаются прочность при растяжении, модули растяжения, твердость. При этом снижаются относительное и остаточное удлинения, эластичность по отскоку, восстанавливаемость. [c.184]

Улучшение качества каучука замв1чается уже при малых дозах сульфатного лигнина при добавке 5 массовых долей лигнина на 100 массовых долей каучука сопротивление разрыву вулканизатов повышается в 3—4 раза. Вулканизаты лигнииона-полненных каучуков характеризуются своеобразным комплексом свойств. При высокой прочности, сопротивлении раздиру и твердости они обладают относительно низким модулем при растяжении, большим относительным удлинением и высокой эластичностью. При малой плотности и возможности большого наполнения с сохранением высоких механических свойств введение лигнина позволяет существенно удешевить резиновые изделия и сделать их более легкими. Лигнин сообщает резиновым смесям замедленную скорость вулканизации, высокое сопротивление преждевременной вулканизации, повышенную прочность в невулканизированном состоянии. В вулканизатах лигнин повышает сопротивление старению, пассивирует окисляющее действие окислов металлов с переменной валентностью, повышает прочность связи с кордами из искусственных и синтетических волокон. Лигнинонаполненный каучук способен смешиваться с другими наполнителями, что дает возможность получать резины с разнообразными техническими свойствами. [c.49]