Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Синтез новых полимеров в настоящее время ограничен, поэтому создание каучуков с улучшенными свойствами bos-можно путем улучшения (модификации) существующих эластомеров. Наиболее применяемый в резиновой промышленности каучук СКИ-3 уступает своєму аналогу натуральному каучуку по ряду важных для технологии получения и эксплуатации изделии свойств, таких как когезнонная прочность смесей, устойчивость к старению, действию динамических нагрузок и др. показателей резин. Реальным способом улучшения качества резин является модификация каучуков полимерными добавками. Однако пока недостаточно изучены механизмы взаимно-ю химического влияния друг на друга компонентов эластомерных смесей, в частности содержащих цпс-],4-полиизопрен (ПИ) и полибутадиены (ПБ) с различной микроструктурой макроцепей. Актуальность исследования таких объектов заключается как в оценке их фазового состояния при различных температурах, так и в выяснении вариантов механизмов их совместного старения, в том числе при применении смесей ПИ и ПБ в рецептуре конкретных изделий. Учитывая структурную неоднородность резин, получаемых из смешанных обычными техническими методами двух каучуков, важными для практики являются исследования структуры и свойств каучуков. приготовленных смешением полимеризацией ных растворов полиизопрена и полнбутадиена.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью исследований являлось создание нового изопрено-пого каучука с улучшенными техническими свойствами путем его модификации полибутадиенами.
При этом решались задачи по установлению структуры и свойств смесей ПИ и ПБ, обоснованию выбора типа и количества полибутадиена, добавки которого обеспечивают СКИ-3 лучший комплекс свойств; анализировался механизм деструкции (и структурирования) данных каучуков и их смесей при вальцевании н тепловом старении, а также свойства стандартных и конкретных резин на основе СКИ-3 с добавками ],2-полибутадиена.
Показана возможность создания нового цис-полиизопрена СКИ-3 ПБ путем
смешения полимернзатов СКИ-3 и 1,2-полибутаднена.
Проведено систематическое изучение фазовой структуры смесей СК11-3 с полпбутадиенами, имеющими от 2 до 10% і,2-звеньев.
На основании данных кинетики теплового старения смесей СКИ-3 с различными полпбутадиенами установлено, что лучшими ннгибнруюшимн свойствами обладают полибутадиены с высоким содержанием 1,2-звеньев. Предложен расчетно-графический метод построения фазовых диаграмм смесей эластомеров из кривых кинетики их окисления при разных температурах.
Предложена гипотеза о существовании в эластомерных системах актива-ционных центров, способствующих деструкции макромолекул при термообработке (тепловом старении) или вальцевании, а в последующем активирующих присоединение кислорода к макроцелям.
Уточнен механизм теплового старения СКИ-3 и его смесей с 1,2-полибутадиенами в том, что начальный этап старения (как и вальцевания) заключается в бескислородной деструкции макромолекул по активационным центрам с последующим присоединением кислорода.
Показано, что в смесях СКИ-3 с ПБ при тепловом старении и вальцевании деструкция цепей ПИ частично компенсируется в ходе рекомбинации их с радикалами полибутадиенов, что обеспечивает снижение темпов спада ММ эласто-мерной смеси и сохранение структуры сетки вулканизата.
Показано, что добавка до 15 % ],2-полибутадиеиа повышает устойчивость СКИ-3 к тепловому старению и вальцеванию без ухудшения физико-механических свойств резин на его основе.
Установлено, что ввод в СКИ-3 каучука СКД-СР увеличивает когезнонную прочность, снижает скорчинг композиций и влияние реверсии на ход вулканизации резиновых смесей. Определено, что добавки СКД-СР не изменяют время достижения оптимума вулканизации композиций на основе СКИ-3, что определяет сохранение основы рецептуры без корректировок состава резин при замене СКИ-3 на новый полимер СКИ-3 ПБ.
Отмечено улучшение устойчивости к динамическим нагрузкам и повышение прочности связи с металлокордом резин на основе СКИ-3 с добавками СКД-
СР в сравнении с вулканизатами только на основе СКИ-3.
Впервые даны рекомендации по получению и организован выпуск нового каучука СКИ-3 ПБ, содержащего 10-13% СКД-СР. Совместно с Ярославским заводом СК разработаны ТУ 38.303.01.36-91 на выпуск опытно-промышленной парши СКТІ-3 ПЬ. которая успешно опробована в лабораторных и производственных условиях заводов по производству шин и резинотехнических изделий.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации доложены на Всесоюзных (Москва 1989, Казань 1990, Ярославль 1991) конференциях, Российском молодежном симпозиуме (Воронеж 1996), а также научных конференциях Воронежской государственной технологической академии.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов, списка используемой литературы и приложений. Работа
изложена на стр. машинописного текста, содержит 20 рисунков и 18 таблиц.
Список литературы включает 147 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.