Содержание к диссертации
Введение
2 Обзор научно-технической и патентной информации 5
2.1 Защита резиновых смесей от преждевременной вулканизации 5
2.1.1 Защита резиновых смесей от преждевременной вулканизации с помощью ускорителей замедленного действия 6
2.1.2 Защита резиновых смесей от преждевременной вулканизации с помощью цеолитов 7
2.1.3 Защита резиновых смесей от преждевременной вулканизации с помощью ингибиторов вулканизации 8
2.2 Защита резиновых смесей и вулканизатов от старения 13
2.3 Крепление резин к металлам 18
2.3.1 Способы крепления резин к металлам 20
2.3.2 Повышение прочности крепления резин к латунированному металлокорду при помощи промоторов адгезии 22
2.4 Имид 2-сульфобензойной кислоты и его производные 26
3 Методы и объекты исследования 29
3.1. Методы исследования 29
3.2. Объекты исследования 34
4 Экспериментальная часть 39
4.1 Получение имида 2-сульфобензойной кислоты и его кобальтовой соли 39
4.2 Исследование влияния имида 2-сульфобензойной кислоты на свойства резиновых смесей и вулканизатов 44
4.3 Изучение механизма действия имида 2-сульфобензойной кислоты в качестве замедлителя преждевременной вулканизации 64
4.4 Исследование кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты в качестве промотора адгезии 67
4.5 Изготовление и испытание опытных партий 83
5 Обсуждение результатов 84
6 Выводы 97
7 Библиографический список 98
Приложение
- Защита резиновых смесей от преждевременной вулканизации с помощью ингибиторов вулканизации
- Защита резиновых смесей и вулканизатов от старения
- Исследование влияния имида 2-сульфобензойной кислоты на свойства резиновых смесей и вулканизатов
- Исследование кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты в качестве промотора адгезии
Введение к работе
Известно, что в состав резиновых смесей входит целый ряд импортных дорогостоящих ингредиентов. К таким ингредиентам, в первую очередь, относятся замедлители преждевременной вулканизации, например, Сантогард PVI, борсодержащие промоторы адгезии, такие как Манобонд 680С, а также различные стабилизаторы, защищающие резиновые смеси и вулканизаты от старения. Также в последнее время в резиновой промышленности большое внимание уделяется вопросам экологической безопасности продукции.
Таким образом, в настоящее время расширение сырьевой базы ингредиентов резиновой промышленности, за счет создания новых экологически безопасных и эффективных ингредиентов резиновых смесей, является актуальной задачей, на решение которой направлена настоящая работа.
Вопросы, касающиеся структуры и механизмов действия различных классов ингредиентов резиновых смесей, подробно изучены в отечественной науке. Так, благодаря работам ряда ученых (Блох Г.А., Эйтингон И.И., Каменская С.А., Поливода Е.Н., Харчевников В.М. и др.), существуют подробные описания различных замедлителей преждевременной вулканизации, а также механизмов их действия. В работах, в частности, отмечается, что эффективными замедлителями преждевременной вулканизации резиновых смесей являются вещества, проявляющие кислотные свойства, например, имиды карбоновых кислот.
Также отечественными исследователями (Эмануэль Н.М., Пиотровский К.Б., Тарасова З.Н., Кузьминский А.С, Шляпинтох В.Я. и др.) подробно изучен вопрос защиты резиновых смесей и вулканизатов от старения. Отмечается, что эффективными стабилизаторами, защищающими резины от старения, являются соединения, содержащие подвижный атом водорода в NH-rpynne.
Большое внимание в нашей стране уделяется модификации полимеров, в том числе, повышению прочности крепления резин к металлам. Учеными (Шмурак И.Л., Потапов Е.Э., Берлин А.А., Салыч Г.Г., Сахарова Е.В. и др.) отмечается, что в качестве промоторов адгезии могут быть использованы кобальтовые соли слабых кислот, например, стеариновой, олеиновой и других.
Основываясь на достижениях отечественной науки, было предложено решение поставленной задачи за счет использования в качестве ингредиентов резиновых смесей имидов органических сульфокислот.
Эффективность действия таких соединений обуславливается их строением. Они обладают слабыми кислотными свойствами поэтому, предположительно, могут оказывать влияние на замедление преждевременной вулканизации. Также имиды содержат подвижный атом водорода в NH-группе, поэтому было сделано предположение, что они могут защищать резины от старения. Являясь слабыми кислотами, предложенные соединения могут образовывать соли, поэтому есть основания считать, что их кобальтовые соли могут оказывать влияние на адгезию резин к латунированному металлокорду.
Предварительно было проанализировано несколько соединений класса имидов органических сульфокислот, имеющих различное строение. Среди них наилучшим образом проявил себя в качестве ингредиента полифункционального действия, не использовавшийся ранее в резиновой промышленности, имид 2-сульфобензойной кислоты.
Имид 2-сульфобензойной кислоты является экологически чистым, нетоксичным и неокрашивающим ингредиентом резиновых смесей.
Таким образом, в работе был предложен новый экологически безопасный ингредиент полифункционального действия для эластомерных материалов.
2 Обзор научно-технической и патентной информации 2.1 Защита резиновых смесей от преждевременной вулканизации
Для достижения достаточной стойкости при хранении, а также при переработке в условиях повышенных температур необходимо замедлить начало вулканизации резиновых смесей. Для правильного заполнения форм в прессе часто требуется увеличение периода сохранения текучести используемых смесей, при этом общая продолжительность вулканизации не должна увеличиваться. Такого замедления нельзя достигнуть уменьшением дозировки ускорителя, так как это оказывает отрицательное влияние на общий уровень физико-механических свойств.
Таким образом, в резиновой смеси при повышенных температурах не должно происходить нежелательное снижение пластических и возрастание эластических свойств. Явление снижения пластических свойств и возрастания эластических получило название преждевременной вулканизации.
Для защиты резиновых смесей от преждевременной вулканизации могут быть применены различные методы [1, с. 493].
Первый метод -использование ускорителей замедленного действия, т.е. неактивных при температурах приготовления и переработки резиновых смесей, но активных при температурах вулканизации. Обычно для этих целей используют производные тиазоловых и сульфенамидных ускорителей, в которых активная группа заменена на отщепляющуюся в процессе вулканизации с выделением ускорителя в активной форме.
Второй метод - применение молекулярных сит (цеолитов). Цеолиты обладают способностью поглощать молекулы одних размеров и отсеивать других размеров. Адсорбированные на цеолитах ускорители вулканизации могут быть временно изолированы от резиновой смеси и затем при определенной температуре высвобождены.
Третий метод - использование замедлителей (ингибиторов) преждевременной вулканизации (подвулканизации). В их присутствии предотвращается процесс структурирования полимерных цепей активными фрагментами серы при температурах приготовления и переработки резиновых смесей. Тормозящее влияние замедлителей на обмен атомов серы объясняется образованием различных продуктов взаимодействия, содержащих менее подвижную и способную к обмену серу.
Рассмотрим методы защиты резиновых смесей от преждевременной вулканизации более подробно.
Защита резиновых смесей от преждевременной вулканизации с помощью ингибиторов вулканизации
Замедлители преждевременной вулканизации широко применяют как самостоятельно, так и в сочетании с ускорителями вулканизации замедленного действия. Основное требование к замедлителям — это способность замедлять сшивание макромолекул при температурах переработки резиновых смесей, не оказывая при этом влияния на время достижения оптимума вулканизации и на физико-механические свойства вулканизатов [1].
Первыми замедлителями преждевременной вулканизации, использованными в промышленности, были органические кислоты. Так, например, бензойная кислота замедляет действие тиурамов и каптакса. Роль кислот сводится к понижению активности вулканизующей системы за счет взаимодействия с ускорителями с образованием солей [1, с. 497].
Также в одном из первых патентов, посвященных замедлителям преждевременной вулканизации, указывалось, что в качестве замедлителей могут быть использованы эфиры, образованные кислотами, константы диссоциации которых равны или выше 6,6Т0 5, например этилоксалат, бутилоксалат, этиловый эфир я-толуолсульфокислоты, этиловый эфир салициловой кислоты и изопропиловый эфир бензойной кислоты [2].
Известно применение цинковых солей N-карбоксиитаконимида в качестве замедлителей преждевременной вулканизации в резиновых смесях, содержащих в качестве ускорителей тиазолы и сульфенамиды [3].
Описано использование гчГ-метилтио-Ы-фенилметакриламида и N,N-ди(бензилтио)метакриламида в качестве замедлителей преждевременной вулканизации [4].
В качестве замедлителей, обладающих приятным запахом, что важно для пищевых резин, рекомендуют использовать тиосалицилаты: N-(2-карбометоксифенилтио)фталимид, М-(2-карбометоксифенилтио)малеимид и другие [5]. В качестве замедлителей преждевременной вулканизации также нашли применение производные малеиновой кислоты, например, бисмалеимиды [6].
В настоящее время одним из самых используемых замедлителей преждевременной вулканизации является N-нитрозодифениламин (НДФА) [7]. При нагревании он распадается с выделением окиси азота, которая замедляет взаимодействие серы и каучука [1, с. 500]. Наибольшая эффективность проявляется в присутствии сульфенамидных ускорителей [8, с. 10]. Основными недостатками НДФА являются возможность разложения с выделением паров окиси азота, что приводит к получению пористых вулканизатов, а также окрашивание резиновых смесей.
Сообщают об эффективности в качестве замедлителей преждевременной вулканизации N-нитрозодициклогексиламина [9], N-нитрозо-И-фенилциклогексиламина [10] и К,М -динитрозо-г\Г, 1 --дифенил-я-фенилендиамина [1]. Другим классом замедлителей преждевременной вулканизации являются хлорсодержащие соединения, например, дихлормеламин, трихлормеламин и гексахлормеламин. Также могут быть использованы хлористый цианур, трихлорциануровая кислота, натриевая соль дихлорциануровой кислоты, Тчї,К-дихлорбензолсульфамид и М,]М -дихлор-К,М -бис-(2,4,6-трихлор-фенил)мочевина [ 1 ]. Известно, что 1,8,9,10,11,11-гексахлортрицикло(6,2,1,0 2 7)-ундец-9-ен-3,6-эпокси-4,5-дикарбоновая кислота и 1,8,9,10-тетрахлортетрацикло-(6,2,2,13 6,02 7)три-дец-9-ен-тетракарбоновая-цис-4,5,11,12-кислота защищают от преждевременной вулканизации резиновые смеси на основе каучука СКН-40 [11-13]. Описано [14] действие хлорпроизводных имидазола: N,N ,N",N " тетрахлортетрагидроимидаз(с1)-имидазол-2,5-диона и N,N ,N",N" тетрахлортетрагидрометилимидаз(ё)-имидазол-2,5-диона. В качестве замедлителей преждевременной вулканизации для резиновых смесей на основе натурального каучука описаны нитрозопроизводные 2,2,4-триметил-1,2,3,-тетрагидрохинолина [15] и цинковая соль додецилбензолсульфокислоты [16]. Одним из первых описанных замедлителей подвулканизации, использующихся в резиновой промышленности до сих пор, был фталевый ангидрид [17 - 19]. Его действие объясняется влиянием на замедление образования сульфидирующего комплекса в результате взаимодействия с оксидом цинка и стеариновой кислотой [20]. Изучено действие продукта сополимеризации пиперилена и 3-метил-1,2,3,6-тетрагидрофталевого ангидрида в смесях на основе синтетических ненасыщенных каучуков. Продукт сополимеризации превосходит по ингибирующему действию фталевый ангидрид [21]. Упоминается об активности в качестве замедлителей подвулканизации производных 2-(1(2Н)фталазинон)сульфенамида [22]. Известно о действии 1ЧГ-(трихлорметилтио)фталимида (фталан) и N-(трихлорметилтио)-1,2,3,6-тетрагидрофталимида (каптан). В резиновых смесях на основе натурального каучука, содержащих ускорители класса тиазолов, время начала вулканизации в присутствии 0,2 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука фталана или каптана такое же, как и у смесей содержащих 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука фталевого ангидрида [23]. В литературе сообщается об активности в качестве замедлителей подвулканизации г\Г,г\Р-бис(алкилтио)амидов фталевой кислоты [24]. Их оптимальная дозировка в смесях на основе натурального каучука составляет 0,2 - 1,0 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука. В аналогичных резиновых смесях показали эффективность N-(циклогексилтио)-Ы,М -дициклогексилсульфамид и 1 ,г\Г-(дифенилтио)-М,Ы -дициклогексилсульфамид [25]. Наибольшее распространение в качестве замедлителей преждевременной вулканизации в настоящее время нашли различные тиопроизводные фталимида [26]. Так, например, фирмой Монсанто было организовано производство N-циклогексилтиофталимида, известного под названием сантогард PVI, показавшего исключительно высокую активность. Сантогард PVI не ухудшает физико-механические свойства вулканизатов, не выцветает на поверхность, не вызывает окрашивания резиновых смесей и имеет линейную зависимость между дозировкой и активностью [8, с. 14—16]. Хорошо изучено взаимодействие N-циклогексилтиофталимида с различными ускорителями вулканизации: 2-меркаптобензтиазолом (каптакс) [27], М-трет-бутил-2-бензтиазол-сульфенамидом (сульфенамид Т) [28] и другими [29]. Известно, что для увеличения стойкости к подвулканизации применяются замещенные производные бензтиазола. Устойчивые к подвулканизации смеси получаются в присутствии 2-(2,6-диметилморфолинилмеркапто)бензтиазола и 2-(2,6-диметилморфолинил-меркапто)хлорбензтиазола [30].
Защита резиновых смесей и вулканизатов от старения
При хранении резин и эксплуатации резиновых изделий изменяются их физические, химические и механические свойства, при этом эластические свойства могут полностью утрачиваться. Такие изменения свойств резин и резиновых изделий называют старением [40, с. 111].
Процессы старения протекают под действием различных факторов: тепла, озона, солнечного света [41]. Для защиты от старения в каучуки и резины вводят специальные вещества — стабилизаторы (противостарители), которые ингибируют цепные реакции окисления [42].
Основными видами старения каучуков являются окисление и термоокисление [43, с. 13]. Окисление карбоцепных каучуков является цепным процессом, протекающим по радикальному механизму [44, 45].
Большинство процессов старения каучуков можно затормозить или полностью исключить следующими методами.
Первый метод — взаимодействие ингибитора с пероксидным радикалом, в результате чего происходит обрыв цепной реакции [43, с. 22]. К числу ингибиторов, тормозящих процесс окисления таким путем, относятся алкилпроизводные фенолов и бисфенолов, ароматические амины, производные аминофенолов и ароматических диаминов [46].
Второй метод — снижение скорости гидролиза, т.е. затруднение доставки агрессивной среды в полимерную матрицу или разрушение гидропероксидов [47]. Благодаря разрушению гидропероксидов наблюдается замедление процесса окисления [43, с. 22-23]. К ингибиторам, разрушающим гидропероксиды, относятся эфиры фосфористой кислоты, сульфиды ароматических соединений и тиофосфаты [48].
Третий метод — введение веществ, быстро реагирующих с алкильными радикалами, что приводит к торможению реакции образования пероксидов. К таким ингибиторам относятся стабильные свободные радикалы, хиноны и полисопряженные системы [43, с. 23].
Наибольшее распространение получил первый способ, суть которого заключается во введении в резиновые смеси ингибиторов радикальных реакций окисления (стабилизаторов).
Одна из самых обширных групп стабилизаторов - это производные фенолов. Незамещенные фенолы и нафтолы используются редко, так как их гидроксильные группы значительно задерживают вулканизацию поэтому, в большинстве случаев используются замещенные фенолы и нафтолы, которые являются эффективными стабилизаторами [49].
Наибольшее распространение среди замещенных фенолов получили 2,4,6-три-трет-бутилфенол (алкофен Б) и 4-метил-2,6-ди-трет-бутил-фенол (ионол). Ионол применяется для защиты окрашенных резин от теплового старения, является нетоксичным стабилизатором, поэтому используется в пищевой промышленности [43, с. 34].
Сообщается об эффективности 2,4,б-три(алкилтиометил)фенолов и 2,4,6-три(арилтиометил)фенолов в качестве стабилизаторов для резин на основе бутадиен-стирольных каучуков [50]. Другие тиопроизводные фенолов также могут использоваться в качестве стабилизаторов [51 - 54].
В резинах на основе натурального каучука нашли применение 2,4-динонилфенол [55] и (9-(2-гидрокси-3,5-динолфенил))метилстеарат [56].
Широкое применение в промышленности нашли производные бисфенолов [43]: диоксидифенил (ДОД) и бис-(2-окси-5-метил-3-трет-бутилфенил)метан (НГ 2246). Стабилизирующие свойства на уровне НГ 2246 проявляет 2,2 -бутилиден-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол) [57]. Сообщается об активности 4,4 -бис-(ди-трет-бутилфенола) в процессах старения изопренового и бутадиенового каучуков [58].
Также в качестве стабилизаторов могут использоваться эфиры гидроксициннаматов [59], нитрозопроизводные хинолинов [160] и производные 1,2,3,4-тетрагидрохинолинов [61, 62].
Среди первичных аминов наибольшее распространение нашли 4,4 -диаминодифенилметан (тонокс), 4,4 -диаминодифенилсульфид и 2,4 -ди-аминодифениламин (оксинон). Данные стабилизаторы активируют 2-меркаптобензтиазол, поэтому могут вызвать подвулканизацию. Они непригодны для светлых резин, так как придают им бурый цвет [63, с. 206].
К группе вторичных аминов относится дифениламин. Введение в дифениламин заместителей повышает его стабилизирующие свойства [64]. Так, например, достаточно эффективными стабилизаторами являются 4,4 -диметоксидифениламин и и-оксидифениламин. Представителем этой же группы является фенил-/?-нафтиламин (неозон Д) [63, с. 208]. В настоящее время его применение сокращается, так как он является канцерогеном.
В резинах на основе изопренового каучука эффективны N,N -дициклогексилдиаминодифенилметан [65] и N-фенил- -фенокси-фенилметанимин [66].
Представителями группы аминофенолов являются л-аминофенол и п-оксифенил-/?-нафтиламин (параоксинеозон). Эти вещества являются эффективными стабилизаторам [63, с. 205].
Производные гс-фенилендиамина - еще одна обширная группа противостарителей, широко применяемых в резиновой промышленности. Они получаются замещением радикала в аминогруппе я-фенилендиамина на алкилы, арилы, циклоалкилы и арилсульфонилы [43, с. 30].
Хорошо изучены М,№-дифенил-и-фенилендиамина (диафен ФФ), N-изопропил-№-фенил-77-фенилендиамина (диафен ФП) и г\Г,г Г -ди--/?-нафтил-я-фенилендиамина (диафен НН) [67-68]. Это эффективные стабилизаторы для наполненных резин, работающих при многократных деформациях. Они могут применяться в виде гранул, а также в капсулированном белой сажей виде [69]. Недостатками стабилизаторов класса диаминов является то, что они увеличивают склонность резиновых смесей к преждевременной вулканизации, окрашивают светлые резины, а также имеют высокую летучесть [70].
Исследование влияния имида 2-сульфобензойной кислоты на свойства резиновых смесей и вулканизатов
Как указано в литературном обзоре эффективными замедлителями преждевременной вулканизации резиновых смесей являются вещества, проявляющие кислотные свойства, а также различные производные имидов. Имид 2-сульфобензойной кислоты обладает слабыми кислотными свойствами и относится к классу имидов, поэтому на первом этапе работы изучали его влияние на склонность резиновых смесей к преждевременной вулканизации.
Изготавливали стандартные резиновые смеси на основе бутадиен-метилстирольного каучука СКМС-30 АРКМ-27 [63], в первой смеси в качестве ускорителя вулканизации использовали каптакс, во второй сульфенамид Ц. Рецепты смесей приведены в табл. 1—2.
В резиновые смеси дополнительно вводили известные замедлителей преждевременной вулканизации: фталевый ангидрид, N-нитрозо-дифениламин, N-циклогексилтиофталимид, а также имид 2-сульфобензойной кислоты в дозировках 0,5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука.
Определение способности к преждевременной вулканизации производили на сдвиговом ротационном вискозиметре типа Муни при температуре 140С. Для смесей были определены время начала подвулканизации (t5) и минимальная вязкость. Полученные данные представлены на рис. 5-6. Также проводили испытания на реометре Rheoline MDR фирмы Prescott Instruments при температуре 155С. Полученные вулканизационные кривые приведены на рис. 7-8.
Из данных рис. 5 — 8 видно, что в смесях на основе бутадиен-метилстирольного каучука имид 2-сульфобензойной кислоты проявляет свойства замедлителя преждевременной вулканизации, увеличивая время начала подвулканизации на большую величину, чем фталевый ангидрид, и по эффективности близок к N-нитрозодифениламину.
Таким образом, введение имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновые смеси на основе бутадиен-метилстирольного каучука увеличивает длительность индукционного периода вулканизации данных смесей, тем самым снижая склонность резиновых смесей к преждевременной подвулканизации.
Из приведенных на рис. 5-8 данных видно, что им ид 2-сульфобензойной кислоты, влияет на вязкость резиновых смесей. Поэтому дополнительно изучали влияние дозировки имида 2-сульфобензойной кислоты на вязкость резиновых смесей на основе неполярного бутадиен-метилстирольного каучука (рецепт в табл. 1) и полярного бутадиен-нитрильного каучука (рецепт в табл. 3).
Вязкость определяли на сдвиговом ротационном вискозиметре типа Муни по методике. Полученные данные представлены на рис. 9-10.
Из данных рис. 9—10 видно, что введение имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновые смеси приводит к снижению вязкости этих смесей.
Определяли физико-механические показатели резин на основе бутадиен-метил стирольного каучука (рецепт в табл. 1). В смеси дополнительно вводили фталевый ангидрид, N-нитрозодифениламин, N-циклогексилтиофталимид и имид 2-сульфобензойной кислоты в дозировках 0,5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука.
Вулканизацию смесей проводили при температуре 155С в течение 20 минут. Определение физико-механических показателей проводили по методике, описанной в разделе «Методы исследования». На основании полученных данных составлена табл. 4.
Из данных табл. 4 видно, что физико-механические показатели резин, содержащих имид 2-сульфобензойной кислоты, находятся на уровне одноименных показателей резин, содержащих известные замедлители подвулканизации: фталевый ангидрид, N-нитрозодифениламин и N-циклогексилтиофталимид.
Изучали влияние имида 2-сульфобензойной кислоты на свойства вулканизатов. Изготавливали резиновые смеси на основе бутадиен-метилстирольного каучука (рецепт в табл. 1). В смесь дополнительно вводили имид 2-сульфобензойной кислоты в дозировке 0,5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука. Вулканизацию смесей проводили при температуре 153С в течение 20 минут. По методикам, описанным в разделе «Методы исследования», проводили испытания резин на сопротивление раздиру, а также определяли усталостную выносливость при многократном растяжении. Полученные данные представлены на рис. 11-12.
Из данных рис. 11-12 видно, что введение имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновые смеси на основе бутадиен-метилстирольного каучука не оказывает существенного влияния на значения сопротивления резин раздиру и на усталостную выносливость данных резин, т.е. не ухудшает свойств вулканизатов, в том числе динамических.
Исследовали влияние имида 2-сульфобензойной кислоты на физико-механические показатели производственной каркасной резиновой смеси ОАО «ШК «Амтел-Поволжье». Изготавливали смесь, рецепт которой приведен в табл. 5, а также резиновую смесь, содержащую вместо N-нитрозодифениламина имид 2-сульфобензойной кислоты в аналогичной дозировке. Вулканизацию резиновых смесей проводили при температуре 155С в течение 20 минут.
Исследование кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты в качестве промотора адгезии
Как указано в литературном обзоре кобальтовые соли слабых кислот, проявляют свойства промоторов адгезии, повышая прочность крепления резин к латунированному металлокорду [102, 115, 116]. Имид 2-сульфобензойной кислоты проявляет слабые кислотные свойства, поэтому на третьем этапе работы исследовали его кобальтовую соль в- качестве промотора адгезии резин к латунированному металлокорду.
Для определения оптимальной дозировки кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты в качестве промотора адгезии изготавливали производственную резиновую смесь на основе изопренового каучука (рецепт в табл. 14), в которую дополнительно вводили полученную кобальтовую соль, а также известный промотор адгезии манобонд 680С в различных дозировках. После чего определяли свойства резиновых смесей и вулкан изатов.
Определение способности к преждевременной вулканизации производили на сдвиговом ротационном вискозиметре типа Муни при температуре 130С. Полученные данные представлены на рис. 16 — 17.
Из данных рис. 16-17 видно, что введение кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновую смесь не оказывает существенного влияния на время преждевременной вулканизации и приводит к некоторому снижению минимальной вязкости этой смеси.
Смеси вулканизовали в оптртмуме, после чего определяли твёрдость и эластичность резин. Полученные данные представлены на рис. 18 - 19. Из данных рис. 18-19 видно, что введение в резиновую смесь кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты не оказывает существенного влияния на твердость и эластичность вулканизатов.
Известно, что металлы переменной валентности, к которым относится кобальт, оказывают отрицательное влияние на стойкость резин к старению. Поэтому исследовали влияние кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты и манобонда 680С на физико-механические показатели и коэффициенты старения резин.
Старение образцов проводили при температуре 100С в течение 72 часов. В качестве характеристических показателей были взяты условная прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве. Полученные данные представлены в табл. 15. По данным табл. 15 можно сделать вывод, что наименьшее снижение физико-механических показателей после старения наблюдается у резиновых смесей, содержащих кобальтовую соль имида 2-сульфобензойной кислоты в дозировках от 0,2 до 1,0 масс.ч.
В заключении исследовали влияние кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты и манобонда 680С на прочность крепления резин к латунированному металлокорду.
Определение прочности крепления резины к латунированному металлокорду проводили при помощи Н-метода. Для проведения испытаний использовали металлокорд марки 9Л15/27. Вулканизацию образцов проводили при температуре 143 С в течение 45 минут. Старение резино-металлокордных образцов для испытаний на термическое старение в воздушной среде проводили при температуре 100 С в течение 72 часов. Старение резино-металлокордных образцов для испытаний на влажное термическое старение в воздушной среде проводили при температуре 90 С в течение 72 часов. Полученные данные представлены на рис. 20. Из данных рис. 20 видно, что введение имида 2-сульфобензойной кислоты в резиновые смеси приводит к повышению прочности крепления данных резин к латунированному металлокорду. Прочность крепления к латунированному металлокорду после старения в воздушной среде резин, содержащих имид 2-сульфобензойной кислоты, находится на уровне резин, содержащих известный промотор адгезии манобонд 680С. Прочность крепления резины к латунированному металлокорду после влажного старения у резиновых смесей, содержащих кобальтовую соль имида 2-сульфобензойной кислоты, находится на уровне прочности крепления резин, содержащих манобонд 680С. Можно отметить, что наиболее целесообразно использовать кобальтовую соль имида 2-сульфобензойной кислоты в дозировках от 0,5 до 1,5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука.
В результате исследований, описанных выше, была установлена оптимальная дозировка кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты и предварительно была показана ее эффективность в качестве промотора адгезии для повышения прочности крепления резин к латунированному металлокорду. Поэтому на заключительном этапе исследовали описанные выше промоторы адгезии в составе брекерной резиновой смеси ОАО «ШЬС «Амтел-Поволжье». Рецепт смеси приведен в табл. 16.
По рецепту изготавливали брекерную резиновую смесь, используемую на шинном комплексе «Амтел-Поволжье», содержащую манобонд 680С в дозировке 0,5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука, а также резиновую смесь, содержащую вместо манобонда 680С имид 2-сульфобензойной кислоты в аналогичной дозировке. После чего определяли свойства резиновых смесей и вулканизатов.
Определение способности к преждевременной вулканизации производили на сдвиговом ротационном вискозиметре типа Муни при температуре 130С. Для смесей были определены время начала подвулканизации (t5) и минимальная вязкость. Полученные данные представлены нарис. 21 —22.
Из данных рис. 21 - 22 видно, что введение в резиновую смесь кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты не оказывает существенного влияния на время преждевременной вулканизации и приводит к снижению минимальной вязкости этой смеси. Вулканизацию резиновых смесей проводили при температуре 155С в течение 20 минут. Определение твёрдости и эластичности резин проводили в соответствии с методиками, описанными в разделе «Методы исследования». Полученные данные представлены на рис. 23 — 24.
Из данных рис. 23 - 24 видно, что введение в резиновую смесь кобальтовой соли имида 2-сульфобензойной кислоты не оказывает существенного влияния на твердость и эластичность вулканизатов.
Известно, что металлы переменной валентности, к которым относится кобальт, оказывают отрицательное влияние на стойкость резин к старению. Поэтому исследовали влияние промоторов адгезии на физико-механические показатели и коэффициенты старения резин. Старение образцов проводили при температуре 100С в течение 72 часов. Полученные данные представлены в табл. 17.
