Введение к работе
Актуальность темы. Термоокислительная деструкция, развивающаяся под действием высоких температур и кислорода воздуха, является одной из главных причин ухудшения свойств резин на основе полиизопрена при эксплуатации. Несмотря на большой объем опубликованных исследований термоокислительного старения и влияния на него антиоксидантов, имеется ограниченная количественная информация о кинетических параметрах отдельных стадий этого процесса в резинах. Кроме того, в литературе обсуждаются несколько механизмов деструкции макромолекул полиизопрена. Отсутствие детальной информации о механизме и кинетических параметров протекающих процессов осложняет поиск-путей эффективного торможения окислительного старения.
В серных вулканизатах при термоокислительном старении по мнению ряда исследователей (Лоренц, Парке, 1962; Тарасова, Жимски, Кавун, 1975) термический распад серных сшивок может инициировать термоокисление. Однако, обосновывающих это предположение кинетических данных нет, и оно оспаривается другими авторами (Канин, Колклоу, 1972; Жимски, Руцински, 1978).
Реакции хемосорбшш вулканизующих агентов, ускорителей серной вулканизации и амннных антиоксидантов, протекающие на поверхности частиц технического углерода, оказывают существенное влияние на топологию вулканизационной сетки, взаимодействие полимер-наполнитель, уровень основных механических свойств вулканизатов и сохранение их при старении.
Углубленное изучение особенностей процессов, протекающих при термоокислительном старении углероднаполненных резин, и факторов, влияющих на эти процессы, позволит найти резервы улучшения эксплуатационных свойств резин.
Цель работы. Разработка методологии исследования процессов окисления и деструкции, протекающих при термоокислительном старении вулканшатов полиизопрена. Изучение механизма и кинетических параметров отдельных стадий процесса. Изыскание резервов повышения стойкости резин.
Научная новизна. Впервые двумя независимыми методами химической релаксации напряжений и золь-гель анализа получены доказательства того, что наиболее вероятный механизм окислительной деструкции молекулярных цепей полиизопреиа в
технических резинах связан с распадом гидропероксидов и вторичным сшиванием. Определены кинетические параметры термоокисления и деструкции вулканизатов полиизопрсна и выявлены причины положительного влияния технического углерода на сохранение свойств резин при старении. Получены кинетические доказательства инициирующей роли распада серных сшивок при термоокислении серных вулканизатов полиизопрсна. Впервые установлено, что повышенная склонность к деструкции серных вулканизатов обусловлена распадом серных сшивок под действием гидропероксидов.
Практическая ценность. На основании результатов проведенных исследований выявлены типы вулканизационных систем и марки технического углерода, позволяющие получать резины с высоким сопротивлением тепловому старению и хорошими усталостными свойствами. Указанные разработки используются при создании новых рецептур шинных резин.
Работа выполнялась в соответствии с планом научных исследований Научно-исследовательского института шинной промышленности по теме № 4382Т с №0182008198 Государственного реестра.
Положения, выносимые на защиту
1. Возможность применения метода золь-гель анализа для
определения механизма и глубины протекания процесса
термоокислительной деструкции вулканизатов.
2. Введение технического углерода снижает скорость
инициирования и деструкции в модельных пероксидных
вулканизатах полиизопрена
-
Инициирование термоокислительной деструкции серных вулканизатов полиизопрена происходит в результате распада серных поперечных связей.
-
Распад серных сшивок под действием гидропероксидов повышает скорость деструкции серных вулканизатов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на VI Всесоюзной конференции по проблеме "Старение и стабилизация полимеров" в 1983 г. (Уфа), на Международной конференции по каучуку и резине в 1984 (Москва), на ХХ11 Всесоюзной конференции по высокомолекулярным соединениям в 1985г.(Алма-Ата).
Публикации. Основное содержание диссертации
опубликовано в 7 статьях, 3 препринтах и тезисах докладов на конференциях.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, 4 экспериментальных глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Материал изложен на 164 страницах , включает 28 таблиц, 44 рисунка и список литературы из 145 наименований.
