Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Дворников Дмитрий Евгеньевич

Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения
<
Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Дворников Дмитрий Евгеньевич. Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.06 / Дворников Дмитрий Евгеньевич; [Место защиты: С.-Петерб. гос. технол. ин-т].- Санкт-Петербург, 2010.- 135 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2663

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние проблемы и постановка задачи исследования 8

1.1 Моделирование неизотермической вулканизации резин 9

1.2 Методы расчета вулканизации резиновых изделий 16

1.3 Кинетика процесса порообразования в резиновых смесях 20

1.4 Получение пористых резин и вспенивающие агенты 22

1.5 Особенности процесса разложения порофоров в различных каучуках 27

1.6 Особенности эксплуатации изделий из вспененных резин 36

1.7 Пористые резины на основе термостойких каучуков 36

1.8 Резиновые смеси на основе силоксановых каучуков 37

1.9 Резиновые смеси на основе фторкаучуков 41

1.10 Резиновые смеси на основе гидрированных бутадиен-нитрильных каучуках 46

1.11 Модифицирование и совмещение каучуков 51

2. Объекты и методы исследования 54

2.1 Объекты исследования 54

2.2 Методы определения физико-механических свойств резин 55

2.2.1 Определение вулканизационных характеристик 55

2.2.2 Термогравиметрический анализ 58

2.2.3 Методы определения теплофизических характеристик резин 61

2.3 Определение вспениваемости смесей и пористой структуры 63

2.3.1 Всходимость смеси 63

2.3.2 Определение кажущейся плотности пористых резин 65

2.3.3 Определение отношения числа открытых и закрытых пор 65

2.3.4 Определение статической деформации 66

2.3.5 Пространственная микроструктура 66

3. Разработка математической модели вулканизации пористых пластин 68

3.1 Исследование технологических и физико-механических свойств резин 68

3.2 Постановка задачи о вулканизации пористых пластин 73

3.3 Методика расчета пористых резиновых изделий 78

4. Разработка резиновых смесей для вспенивания на основе термостойких каучуков специального назначения 85

4.1 Вспенивание силоксановых резиновых смесей 86

4.2 Разработка резин на основе фтор- и гидрированного бутадиен-нитрильного каучука 96

4.2.1 Вспенивание смесей на основе ГБНК 97

4.2.2 Вспенивание резин на основе фторкаучука 102

4.2.3 Свойства монолитных резин на основе смесей фтор-и ГБНК 104

4.2.4 Вспенивание смесей на основе фтор- и ГБНК 111

5. Практическая реализация результатов исследования 117

5.1 Разработка новых эластомерных пористых материалов. 117

Выводы 119

Список литературных источников 120

Приложение 130

Введение к работе

Одним из основных направлений совершенствования резиновых технических изделий, применяемых в современном машино- и приборостроении, является повышение их надежности и долговечности. Особенно это важно для резинотехнических изделий, обеспечивающих стабильную и длительную работоспособность высокоточных датчиков, работающих в условиях повышенных температур и агрессивных сред. Из анализа их работы следует, что применяемые в настоящее время пористые резиновые изделия не соответствуют специфическим предъявляемым к ним требованиям по комплексу прочностных и статических свойств. Для увеличения ресурса службы вспененных резинотехнических изделий необходимо исследовать возможность использования новых композиционных материалов и разработать их состав.

Работа выполнена в рамках задания Федерального Агентства Образования на проведение научных исследований по теме: «Создание научных основ направленного синтеза и модификации органических, элементоорганических полимеров и композитов нового поколения с заданными свойствами» 2006-2009 г.

Целью данной работы является совершенствование пористых резиновых изделий для автомобильных двигателей, изучение возможности применения для изготовления вспениваемых композиций существующих резиновых смесей; разработка составов эластомерных материалов, имеющих высокие качества пористой структуры, низкую плотность, стойкость к статической деформации и работающие в широком интервале температур; обоснование улучшенных технологических режимов вспенивания и вулканизации изделий.

Научная новизна работы состоит в следующем: - Установлены закономерности протекания процесса получения вспененных резиновых изделий протекающих в неизотермических условиях с учётом изменения свойств материала в ходе процесса вспенивания и вулканизации резин на основе термостойких каучуков, имеющих специфические особенности - газопроницаемость, температурные режимы изготовления и работы изделий, а также механизм вулканизации.

Разработана модель получения пористых резиновых изделий, учитывающая изменение физических характеристик вспениваемой композиции -плотность, теплопроводность, степень вулканизации в ходе проведения процесса, позволяющая прогнозировать режимы изготовления изделий и целенаправленно получать вспененные резиновые изделия с требуемыми физико-механическими свойствами.

Разработаны активирующие системы, позволяющие снизить температуру разложения азодикарбонамида и увеличить количество выделяющегося газа, что позволяет снизить плотность и улучшить пористую структуру вспененных резин на основе силоксанового, гидрированного бутадиен-нитрильного и фторкаучуков.

Предложены вулканизующая система для смесей на основе комбинации фтор- и гидрированного бутадиен-нитрильного каучуков с раздельной вулканизацией каждого из каучуков. Разработаны вспенивающиеся композиции на основе силоксанового, гидрированного бутадиен-нитрильного каучука, а так же смесей на основе комбинации фтор и гидрированного бутадиен-нитрильного каучука.

Практическая ценность работы следующая:

Разработана методика расчета режимов вспенивания и вулканизации пористых резиновых изделий.

Разработаны составы новых резиновых смесей с улучшенными физико-механическими показателями для изготовления изделий применяемых в машиностроении. Результаты исследований внедрены на производственных предприятиях ООО «СВВ» и ЗАО «Производство №5 КТ», выпускающие уплотнения, изготовленные из разработанных композиций.

Результаты работы доложены на семинарах кафедры Химии и технологии каучука и резины Санкт-Петербургского государственного технологического института, на интернет-форуме Электронной научной конференции «Актуальные вопросы современной науки и образования» Научно-инновационного центра города Красноярска и в журналах «Каучук и резина» и «В мире научных открытий». По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Диссертационная работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков и 12 таблиц. Диссертация состоит из введения, 5 глав, списка литературы, включающего 102 наименование.

В первой главе рассмотрены современные представления о процессах вулканизации, теплопроводности и вспенивания в эластомерах, способы создания полимерных вспененных материалов. Описаны примененные в работе каучуки и порофоры, а так же рассмотрены влияния компонентов смеси на конечные свойства вспененных вулканизатов.

Во второй главе описаны методы изучения и методика исследования структуры, тепло-физических, физико-механических и эксплуатационных свойств монолитных и вспененных композиций.

В третьей главе проведена разработка модели вулканизации вспененных эластомеров неформовым методом в нейтральной среде жидкого теплоносителя и формовым методом роста. Описан принцип работы разработанной компьютерной программы, моделирующей поведение вулканизуемой пористой композиции.

В четвертой главе освещены вопросы разработки резиновых смесей для вспенивания на основе силоксановой композиции, фтор- и гидрированного бутадиен-нитрильного каучука. Предложен способ модификации и вспенивания смеси на основе фторкаучука.

В пятой главе показаны широкие возможности применения разработанных пористых композиций в различных областях. Приведены сведения о технологических, физико-механических и эксплуатационных свойствах материалов.

Автор защищает следующие основные положения: - компьютерную модель вспенивания и вулканизации эластомерных композиций; - улучшенные вспенивающие композиции на базе азодикарбонамида для силоксановых, фтор- и гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков; - варианты модификации фторкаучуковой смеси гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком и их вулканизации и вспенивания.

Особенности процесса разложения порофоров в различных каучуках

Вспениванием резиновых смесей удается получать пористые изделия ограниченных размеров, причем это ограничение быстро ужесточается по мере уменьшения кажущейся плотности пористых материалов. Основная причина этого заключается в образовании в поверхностном слое подвулканизованного материала, препятствующего вспениванию основной массы заготовки.

Проведенный анализ [6,14,38] показал, что, хотя данное явление и вызывается неравномерностью прогрева, обычные способы выравнивания температурных полей не позволяют добиться существенного увеличения предельных размеров пористого изделия. Для выравнивания температурного поля при вулканизации толстостенных пористых изделий возможно применение материалов с низкой теплопроводностью ( в том числе и резиновых) в виде вкладышей в пресс-форму определённой толщины. Применение теплозащитных формующих элементов позволяет уменьшить температурные перепады по сечению, процесс вулканизации резиновой смеси протекает более равномерно, исключается перевулканизация отдельных частей изделия. С увеличением толщины эластичного формующего элемента перепад плотности по толщине заготовки уменьшается, исключается перевулканизация отдельных частей изделия (степень вулканизации составляет 0,9 и 0,65 на границе с греющей поверхностью и в центре заготовки, соответственно, по сравнению с 0,9 и 0,2 для металлической формы). Повышение начальной температуры заготовки и температуры вулканизации позволяют интенсифицировать процесс вулканизации пористого изделия с использованием таких форм.

Рассмотренные выше представления о протекании процесса вспенивания приводят к выводу о том, что наиболее эффективным способом решения данной задачи является увеличение прочностных свойств материала до начала вспенивания, или одновременно с ним, но таким образом, чтобы достигнутая степень сшивания составляла небольшую часть от окончательного структурирования (25-30%), и сохранялась бы на этом уровне в течение достаточно продолжительного времени.

Предварительное упрочнение материала может быть обеспечено вулканизующим агентом, имеющим более низкую температуру вулканизации. Применение двойной вулканизующей системы позволяет стабилизировать время выдержки под давлением на первой стадии вулканизации. Предварительное структурирование протекает достаточно быстро, примерно за 1-1,5 минуты. Температура начала разложения может меняться в зависимости от химического состава резиновой смеси, в которой применяется порофор.

Влияние ингредиентов резиновых смесей на кинетику разложенияпорообразователей изучалось в модельных смесях на основе каучуков (СКЭПТ-40, СКС-ЗОАРКП, СКИ-3, и хлоропренового каучука. Максимальная скорость газообразования определялась как приращение объема газа, выделяемого во времени, на наиболее крутом участке кривой суммарного газовыделения. При введении ингредиентов в резиновую смесь количество порофора выбиралось таким, чтобы его содержание в единице резиновой смеси оставалось постоянным. Исследование показало, что скорость разложения газообразователей в смеси во многом определяется типом каучука.

Для АДКА скорость разложения в различных каучуках уменьшается в ряду: полихлоропрен, СКС-30 АРКП, СКЭПТ-40, СКИ-3, СКН-18м. Среди причин такого различия следует выделить: -влияние химического состава каучука на распад порообразователя -способность порообразователя взаимодействовать с каучуком по механизмам, не приводящим к выделению газа; наличие в техническом продукте примесей (катализаторы полимеризации, эмульгаторы, противостарители и т.д.),способных влиять на кинетику разложения порофора.

Наибольшая скорость разложения АДКА в хлоропреновом каучуке объясняется образованием при нагреве хлористого водорода. Последний является активатором разложения АДКА и он не вступает в реакции взаимодействия, с двойными связями хлоропренового каучука, в силу их пониженной реакционной способности. Для остальных каучуков также прослеживается уменьшение скорости газовыделения по мере увеличения реакционной способности каучука по отношению к АДКА.

Предполагается, что скорость разложения азосоединений зависит от резонансной стабильности радикалов, образующихся при гемолитическом распаде АДКА, и наличия активных групп в активирующей системе, способных изменять период жизни радикалов. Во время реакции гомолитического разложения связь между атомами азота никогда не разрывается, скорее, проявляется тенденция к энергетически выгодному выделению фрагмента -N=N- в виде азота. Показательно, что обе связи -C-N= рвутся одновременно в переходном состоянии лимитирующей стадии:

На скорость реакции в переходный период у азосоединений оказывает влияние пространственный эффект, который обусловлен, вероятно, снятием напряжения на а-углеродном атоме при смене тетраэдрической конфигурации молекулы на плоскостную в переходном состоянии. Поэтому в присутствии веществ различной химической природы изменение скорости и механизма термораспада АДКА связано с целым рядом факторов, в частности, со строением электронных оболочек атомов элементов, из которых состоят активаторы термораспада. Например, большое значение имеют заполненные, следующие за внешней орбитой d-электронные орбиты, электроны которых способны участвовать в образовании химической связи с различными молекулами, давая комплексные соединения [39]. Этим, в частности, объясняется относительно слабое влияние солей бария и кальция на температуру разложения АДКА, так как у них отсутствуют d-электроны в оболочке, следующей за внешней оболочкой. В то же время наличие заполненных d-электронных оболочек у свинца и хрома объясняет активирующее действие на термораспад АДКА солей этих элементов. Полученные экспериментальные данные хорошо согласуются с этой теорией, но лишь в том случае, когда количество компонентов композиции невелико.

Далее большое значение имеет среда, в которой протекает процесс термораспада АДКА. В силу того, что этот процесс протекает в гетерогенной среде, концентрация и дисперсность активирующей добавки влияют на площадь ее контакта с АДКА в исследуемом объеме, а следовательно, и на параметры реакции термораспада. Однако влияние это оказывается часто сложнее, чем можно было бы ожидать. Так, зависимость скорости реакции термораспада АДКА от размера частиц оксида свинца, распределенного в полиэфире (дибутилполипропиленгликольадипинат марки ППА-4), который применяется в качестве пластификатора ПВХ, имеет сложный характер: С увеличением размера частиц оксида свинца скорость реакции сначала снижается, достигая минимума при среднестатистическом размере dc , равном около 20 мкм, а затем растет, почти достигая максимального значения скорости термораспада. Это можно объяснить изменением площади контакта частиц АДКА с частицами оксида свинца. Причем и при самых больших, и самых малых размерах частиц оксида свинца скорость реакции совпадает со скоростью разложения АДКА в присутствии полиэфира ППА-4. Изменения скорости реакции незначительны по сравнению со скоростью разложения чистого АДКА и в конечном итоге определяется в данном случае природой жидкого носителя. При этом газовое число сохраняется постоянным.

Так же, при использовании активирующей системы в виде суспензии или пасты может происходить сорбирование жидкими компонентами продуктов реакции, что также должно привести к изменению скорости реакции термораспада АДКА. Термоаналитические исследования реакции разложения АДКА в ППА-4 в какой-то мере подтверждают данное предположение.

В-четвертых, в присутствии растворителей возможен так называемый клеточный эффект, не позволяющий улавливать активные свободные радикалы с помощью чувствительных к ним веществ - активаторов или др., так как окруженные молекулами растворителя (жидкого носителя) свободные радикалы не могут диффундировать сквозь так называемую клетку растворителя, что в целом приводит к снижению скорости термораспада.

Методы определения физико-механических свойств резин

Определение вулканизационных характеристик резиновой смеси произведено с помощью реометра РВС2002 фирмы ЗАО «Омланд». Главной целью испытания явилось получение модели их неизотермической вулканизации резиновой смеси. В качестве такой модели предварительно принято дифференциальное уравнение кинетики процесса общего вида (1.9). Применительно к каждой отдельной смеси функции f(M) и р(Т) подлежат конкретизации, например, в форме графиков. Однако указанному пути есть более удачная альтернатива в связи с применением понятия эквивалентное время вулканизации. Выражение для него имеет вид [18]: Тэ — температура эквивалентного изотермического режима вулканизации. Кроме того, в практике расчетов неизотермической вулканизации резин используют, как правило, аналитическое представление функции ф(Т) экспоненциальной зависимостью аррениусова типа, в частности, в виде выражения: где Е — энергия активации процесса вулканизации, Дж/моль, R - молярная константа, R=8,314 Дж/(моль-К). Выражение (2.2) при Т = ТЭ обращается в единицу и итоговая формула для эквивалентного времени вулканизации приобретает вид: —(Г-Гэ)

Законченная модель неизотермической вулканизации при этом представлена тремя составляющими: графиком реометрической кривой M{t3) изотермического режима вулканизации при Т = ТЭ; - выражением (2.3) для эквивалентного времени вулканизации; численными значениями параметра температурно-временной суперпозиции E/R в характерных интервалах степеней превращения материала с указанием границ этих интервалов. Эти составляющие по-прежнему эквивалентны общему дифференциальному уравнению (1.9) с учетом сделанной в нем конкретизации вида функции , но первая составляющая служит лишь переходу от новой меры степени превращения э к исходной М. В итоге график э оказывается необязательным для применения, если прогнозировать главным образом наступление оптимума вулканизации 3opt. В соответствии с рекомендацией [67] оптимальным временем вулканизации возможно считать величину с(90)} соответствующую повышению функции отклика (крутящего момента) на реометрической кривой на 90% от максимального ее увеличения по мере завершения вулканизации. В рассматриваемом случае это относится к кривой эквивалентного изотермического режима вулканизации, то есть для Т испытания при температуре э. При обработке результатов испытаний параметр E/R температурно-временной суперпозиции процесса определен отдельно для двух интервалов степеней превращения. Первый интервал охватывает индукционный период вулканизации на кривой эквивалентного режима, а второй относится к основному периоду. Граница между интервалами назначена приближенно интерполяцией выпуклой части кривой основного периода вулканизации до оси времен. Приближенный выбор границ интервалов в использованной методике обработки данных вполне допустим, и он оправдывается адекватностью получаемых моделей неизотермической вулканизации.

Постановка задачи о вулканизации пористых пластин

Умножение концентрации с на отношение плотностей переводит исчисление этой концентрации из координат Лагранжа начального состояния образца в координаты Эйлера текущего положения малых материальных объемов вещества. Содержание величины qg - это элементарный объем газа, образовавшегося в элементарном объеме эластомера с текущей кажущейся плотностью за элементарный шаг по времени. Выделенный объем газа при этом приведен к стандартным условиям — к комнатной температуре и атмосферному давлению. Поэтому он требует предварительного пересчета на текущую абсолютную температуру и внешнее давление. Неоднородность же давления газа в порах в дальнейшем рассматривается как движущая сила его массопереноса через стенки пор.

Применительно к испытаниям образцов выбраны три геометрические формы: шар, цилиндр с высотой превышающей радиус и пластина, причем для шара подразумевается неформовая вулканизация в жидком теплоносителе. При испытании цилиндра его рост происходит в осевом направлении в металлической обогреваемой форме под плунжером, нагруженным заданным усилием. Пластину (например, в форме диска) испытывают с возможностью ее роста в направлении толщины также при заданном внешнем давлении.

Для трех указанных форм образцов предусмотрен учет массопереноса газовой фазы через стенки пор аналогично описанию процессов диффузии. Для этого использовано следующее уравнение: Здесь се - избыточная относительная концентрация газа в порах, являющаяся движущей силой массопереноса, пропорциональная избыточному удельному давлению р в газовой фазе; D - коэффициент массопереноса, м7с (аналог коэффициента диффузии); х - линейная координата, м, отсчитываемая в направлении градиента переменной се в сечении изделия.

Переменная ко — это коэффициент отображения геометрической формы образца на пластину, имеющую только поперечный массоперенос. Для самой пластины ко=1. Для цилиндра, имеющего ограничение массопереноса в осевом направлении (в силу однородности его состояния в этом направлении), ko=r/R. Для шара ko=r2/R2. Здесь г - радиальная координата тела, численно равная независимой переменной х в уравнении (3.4); R - наружный радиус цилиндра или шара, изменяющийся по мере вспенивания образца. Уравнение (3.4) относится к группе нелинейных, так как его коэффициенты косвенно зависят от искомой функции се. Коэффициент массопереноса D принят в форме зависимости от текущей плотности: где Do, ко — эмпирические коэффициенты массопереноса, из которых первый относится к монолитному материалу, а второй учитывает рыхлость за счет пористости и связан с проницаемостью стенок пор. Для описания немгновенной части изменения кажущейся плотности вслед за самим газообразованием предложено следующее уравнение: ко, к - также эмпирические константы, кг/(м с). В итоге образовалось значительное число констант свойств материала, связанных с массопереносом газовой фазы.

Эта исходная теоретическая позиция в дальнейшем применена лишь к неформовой вулканизации образцов в форме шара. Для формовой же вулканизации других образцов приняты существенные упрощения, и сам процесс расширения пор признан «мгновенно следящим» за самим газообразованием. Удельное давление во всей массе образца подразумевается при этом однородным и равным внешнему наложенному давлению. Как следствие, снимается потребность численного интегрирования уравнения (3.4).

Уравнения кинетики разложения порообразователя в сечении изделия действуют только при условии обращения к средствам расчета поля температуры этого изделия. Для данной цели использовано уравнение теплопроводности следующего вида, согласованное в отношении системы координат с дифференциальным уравнением (3.4):

Введение коэффициента отображения для задачи теплопроводности равносильно переходу от решения исходного уравнения в криволинейной ортогональной сетке координат - изотерм и линий теплового потока - к решению в декартовой системе координат пластины. При этом коэффициент ко вносит дополнительную зависимость коэффициентов уравнения от поперечной координаты слоя вещества, не отражаясь, однако, на коэффициенте температуропроводности, для которого остается справедливой формула а=Х/(р с).

Разработка резин на основе фтор- и гидрированного бутадиен-нитрильного каучука

Смеси на основе чистого ГБНК можно вспенивать наиболее распространенными порофорами типа азодинитрилами (ЧХЗ 57), сульфонилгидразидами (ЧХЗ 5, TSH), производными азодикарбоновой кислоты (ЧХЗ 21) [54]. Однако для разных порофоров необходимо применять различные вулканизующие группы, т.к. некоторые типы порофоров несовместимы с перекисной вулканизацией. Для испытаний монолитных резин были использованы смеси следующих составов:

Перекисная вулканизация — 100 масс ч каучука, 50 масс частей сажи П803, 3 масс ч оксида цинка, 1 масс ч стеарина, 4 масс части перекиси Пероксимон F40.

Серная вулканизация - 100 масс ч каучука, 50 масс частей сажи П803, 3 масс ч оксида цинка, 1 масс ч стеарина, 2 масс части сулфенамида Ц, 4 части серы, 0,5 масс части тиурам Д.

Сравнительная реограмма на рисунке 18 показывает вулканизацию ГБНК перекисью 1,3-1,4-бис (третбутилпероксиизопропил)-бензол и серная вулканизация при температуре 180 С. Физико-механические свойства представлены в таблице 7.

Порофор ЧХЗ 57 было решено не использовать по причине низкой температуры разложения (90 - 130 С), тогда как вулканизация ГБНК как перекисью, так и серой проходит при температуре выше 150 С.

Порофор ЧХЗ 21 в чистом виде имеет слишком высокую температуру распада для вспенивания смеси. Дополнительное введение оксида цинка в соотношении 1:1 с порофором значительно улучшило показатель вспениваемости (рисунок 19, таблица 8)

Смесь АДКА с оксидом цинка имеет несколько большее газовое число и меньшую скорость разложения ,чем толуолсульфонилгидразид. Вследствие чего у смеси вспененной TSH меньшая кажущаяся плотность, меньшее количество сообщающихся пор и большая усадка после термостатирования при 150С после 4 часов. На фотографии срезов (рисунок 20 и 21) хорошо видно основное отличие вспенивания ГБНК разными порофорами - размер пор полученных при использовании АДКА в 10 раз меньше пор от TSH. Сопротивление к накоплению остаточной деформации для образца, вспененного TSH можно объяснить более низкой плотностью, а так же склонностью к накоплению ОДС для серной вулканизации [90].

Замечания к смешению композиции - незначительны: при изготовлении смеси применяются стандартные процедуры — просеивание и сушка при всех ингредиентов, введение на охлаждаемых вальцах в последовательности: каучук - наполнитель - вулканизующая группа — вспенивающая группа (предварительно перетертая в керамической ступке).

Наиболее распространенный фторкаучук - СКФ 26 - продукт сополимеризации винилиденфторида и гексафторпропилена обладает некоторыми особенностями напрямую влияющими на вспенивание: холодная эластичность, обусловленная наличием большого количества физических фтор-водородных связей; высокая вязкость из-за плотной упаковки макромолекул, еще более возрастающая при наполнении смеси.

Основные типы вулканизаторов для СКФ 26 - аминные вулканизующие агенты (бифургин, Diak и др.) и диольные вулканизующие агенты (бисфенол -А, -АФ, Вулкафтор Ф, Дифенилол и др.) с катализаторами межфазного переноса (ТЭБАХ, БТБФ и др.) - позволяют использовать практически любые вспенивающие агенты с подходящим температурным режимом [91, 92].

Для вспенивания высоковязких смесей необходимо использование порофоров с высоким газовым числом, увеличивать дозировку порофоров или использовать активаторы разложения порофоров. Испытания по разложению порофоров в 30% наполненном низкоактивным углеродом СКФ26 показали что ни один порофор не вспенивает смесь более чем на 45% (Рисунок 22). Введение дополнительных реагентов, снижающих температуру распада порофора, так же не дает значительного улучшения.

Радикальным шагом к улучшению вспениваемости смесей на основе СКФ 26 может стать модификация подобных смесей введением пластификаторов или иных добавок.

Похожие диссертации на Особенности термического вспенивания и вулканизации резин на основе каучуков специального назначения