Введение к работе
Актуальность работы. Защита от старения эластомерных
материалов актуальна, поскольку она тесно связана с
эксплуатационной долговечностью изделий. В силу особенностей
своей структуры диеновые каучуки обладают высокой склонностью к
старению, что обусловливает необходимость их стабилизации.
Представляет интерес сравнение старения при 20 С и 100 С
каучуков, содержащих и не содержащих (очищенных)
противостарители. В качестве стабилизаторов в технологии резины
широко используются антискорчинги - органические соединения,
имеющие, так же как и ингибиторы старения, «гетероатомные»
комбинации углеродных атомов с неуглеродными. Выбор и
обоснование применения подобных «гетероатомных»
стабилизирующих систем, обеспечивающих сохранение ценных свойств каучуков, их композиций в процессах хранения, переработки, и эксплуатации эластомеров является актуальной задачей.
Цель работы. Изучение молекулярно-структурных изменений полиизопренов и полибутадиенов в условиях близких к их хранению, переработке или эксплуатации и при термоокислении, а также свойств эластомерных композиций в присутствии противостарителей и их смесей с фталевым ангидридом.
Научная новизна. Установлены и обоснованы различия в кинетике старения пленок ингибированных (товарных) и переосажденных полидиенов: выявлено три этапа снижения характеристической вязкости ([tj]) переосажденных каучуков в ходе их старения при 20 С, но пять - для товарных полидиенов при 20 С и 100 С и переосажденных при 100 С.
Методом ИК спектроскопии показано, что распад цепей переосажденных полидиенов при 20 С, а также в четвертой зоне старения товарных (при 20 С и 100 С) и переосажденных (при 100 С) каучуков сопровождается термоокислением макромолекул.
Предложен критерий разрыва цепей Ьд, характеризующий степень деструкции по числу «осколков», на которые распадаются *Автор выражает глубокую благодарность доценту Карминовой О. В. за помощь при выполнении работы.
макромолекулы.
Исследованиями старения полидиенов в присутствии различных радикал-стабилизирующих добавок и их смесей установлены синергические эффекты, заключающиеся в снижении степени деструкции каучуков, а также улучшении свойств резиновых смесей и вулканизатов на их основе, содержащих смеси Диафена ФП с Агидолом-2 и Диафена ФП с фталевым ангидридом.
Показано, что синергическое влияние двухосновного фенола
или фталевого ангидрида в смеси с Диафеном ФП на активность
аминного противостарителя при окислительном старении пленок
полидиенов обусловленно формированием комбинаций
«гетероатомов» в промежуточных продуктах реакции.
Практическая значимость.
Проведено моделирование старения полидиенов с различными радикал-стабилизирующими добавками и их смесями. Оценена эффективность их действия в условиях переработки и применения каучуков и композиций на их основе.
Установлена и обоснована возможность практического применения смеси фталевого ангидрида с аминным противостарителем, заключающаяся в их «двойном» действии как антискорчинга и как противостарителя.
Изучено влияние противостарителей и их смесей с фталевым ангидридом на технологические свойства композиций и физико-механические характеристики вулканизатов. Показано, что комбинация Диафена ФП с фталевым ангидридом обеспечивает резиновым смесям устойчивость к подвулканизации, а резинам -увеличение физико-механических показателей и сопротивления старению.
На защиту выносится:
исследование процессов старения ингибированных и переосажденных полиизопренов и полибутадиенов при 20 С и 100 С;
исследование изменений [ij], критерия распада пд полидиенов при использовании противостарителей, их смесей, в том числе с фталевым ангидридом, в процессах старения при 20 С и 100 С;
- исследование технологических свойств резиновых смесей, технических свойств резин, содержащих аминный противостаритель и его комбинацию с фталевым ангидридом.
Апробация работы. Основные материалы работы изложены и обсуждены на международной научно-технической конференции (г. Волгоград, 2008 г.), на международном молодежном научном форуме (электронный ресурс, 2009-2010), международной научно-практической конференции (Воронеж, 2010 г.), отчетных научных конференциях ВГТА (2007-2010 г.г.), международных научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2008- 2010 г.г.), 19 симпозиуме НИИШП (г. Москва, 2008 г.), всероссийских научно-технических конференциях (г. Вологда, 2008 г.; г. Москва, 2010 г.)
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях рекомендованных ВАК.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на ІЧ5 страницах, содержит 35 рисунков и 3 таблиц. Список литературы включает /33 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
