Введение к работе
Актуальность работы. Этиленпропилендиеновые каучуки одни из наиболее востребованных каучуков как специального, так и общего назначения. Рост объемов потребления этих каучуков связан с отличной совокупностью таких свойств как: высокая стойкость к озонному и тепловому старению, стойкость к действию кислот и щелочей, способность к высокому наполнению. СКЭПТ традиционно применяют при производстве РТИ, получении смесевых и динамически вулканизованных термоэластопластов.
На сегодняшний день на мировом рынке представлено большое разнообразие типов и марок СКЭПТ, отличающихся составом и свойствами. Одним из отечественных производителей СКЭПТ является ОАО «Нижнекамскнефтехим», однако производимый каучук не обеспечивает в полной мере потребность внутреннего рынка. На увеличение спроса отечественного СКЭПТ может повлиять расширение областей его применения.
Развитие российского рынка клеящих составов мастичного типа для укладки мягких кровель, обусловленное увеличением потребления полимерных рулонных кровельных материалов, таких как EPDM мембраны, определяет разработку недорогих клеящих и гидроизоляционных мастик с улучшенными атмосферостойкостью и адгезионными свойствами. СКЭПТ, как каучук с высоким сопротивлением атмосферным воздействиям, обусловленное полной насыщенностью основной цепи, является привлекательным для получения подобных составов. Однако не удовлетворительная адгезия к различным субстратам затрудняет его применение в этой области.
Решением проблемы повышения адгезии СКЭПТ к различным субстратам может стать его химическая модификация. Известно, что для повышения адгезионных характеристик эластомеров используют различные модифицирующие агенты, которые способствуют образованию в структуре эластомера реакционноспособных функциональных групп. Одними из наиболее широко используемых в настоящее время модификаторов полимеров является бифункциональные органосиланы, которые применяют, в основном, в качестве сшивающих агентов, агентов сочетания и промоторов адгезии.
Проведенные ранее работы по модификации СКЭПТ силанами были ориентированы на улучшение потребительских свойств материалов на его основе, применяемых в кабельной, автомобильной промышленности и направлены на улучшение диэлектрических и физико-механических свойств. В настоящее время адгезионные свойства силанмодифицированного СКЭПТ изучены недостаточно. С этой точки зрения модификация СКЭПТ бифункциональным органосиланом является актуальной задачей, решение которой может привести к увеличению таких показателей как: адгезионная прочность и термостойкость.
Целью данной работы явилось получение силанмодифицированного СКЭПТ и разработки на его основе клеевых композиций с улучшенными адгезионными свойствами.
Для решения поставленной цели решались следующие задачи:
1)разработка рецептурно-технологических параметров получения влагоотверждаемой композиции на основе каучука СКЭПТ, модифицированной функциональным органосиланом;
2)исследование влияния силанольной модификации на адгезионные свойства и термостабильность СКЭПТ;
3) исследование влияния адгезионных добавок и наполнителей на адгезионные и прочностные свойства композиций на основе силанмодифицированного СКЭПТ;
4) разработка клеевых композиций на основе силанмодифицированного СКЭПТ.
Научная новизна Установлен механизм повышения адгезионной прочности силанмодифицированного СКЭПТ к субстратам различной природы заключающийся в том, что в результате силанольной модификации каучука СКЭПТ помимо химического взаимодействия силанольных групп модифицированного каучука с поверхностью субстратов, происходит увеличение основности поверхностного слоя каучука, что приводит к усилению межфазного взаимодействия на границе адгезив-субстрат.
Практическая ценность На ЗАО «КВАРТ» проведены опытно-промышленные испытания разработанной клеевой композиции мастичного типа на основе силанмодифицированного СКЭПТ. Результаты испытаний показали, что по общему комплексу свойств разработанный клеевой состав превосходит промышленно производимые аналоги и может быть рекомендован к промышленному производству.
Апробация работы и публикации Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: IV Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах», (Санкт-Петербург, 2008); XVIII Менделеевском съезде по прикладной и общей химии «Достижения и перспективы химической науки» (Москва, 2007); Юбилейной научно-методической конференции «IV Кирпичниковские чтения» (Казань, 2008); Воскресенских чтениях «Полимеры в строительстве» (Казань, 2009); XIII Международной конференции молодых ученых, студентов и аспирантов «Синтез, исследования свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений «V Кирпичниковские чтения» (Казань, 2009); II Всероссийской научно-технической конференции «Каучук и резина – 2010» (Москва, 2010); V Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры - 2010» (Москва, 2010); VII Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки» (Прага, 2011).
По материалам диссертации опубликовано 4 статьи по перечню ВАК и 9 тезисов докладов.
Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 120 страницах и состоит из введения, трех глав (литературный обзор, экспериментальная часть, обсуждение результатов), выводов и списка литературы, состоящего из 158 наименований, приложения. Работа иллюстрирована 25 рисунками и содержит 24 таблицы.
