Введение к работе
Актуальность работы. Одним из перспективных направлений развития современных технологий в резиновой промышленности является изготовление изделий из термопластичных эластомеров. Термопластичные эластомеры (ТЭ) представляют собой класс полимерных композиционных материалов, обладающих свойствами вулканизованных каучуков при эксплуатации и характеризующихся легкостью переработки в изделия из расплава по технологии и с использованием оборудования для переработки термопластов. Преимуществами метода изготовления изделий из ТЭ по сравнению с традиционными многоступенчатыми способами переработки резиновых смесей являются возможность создания полностью автоматизированного процесса получения изделий, практически полная утилизация отходов, сокращение удельного расхода электроэнергии, а также возможность многократной переработки ТЭ без ухудшения их свойств.
В последние годы успешно развивается способ получения ТЭ на основе смесей эластомеров и термопластов с использованием метода «динамической» вулканизации высокотемпературного механического смешения каучука и термопласта с одновременной вулканизацией каучука.
Особенности поведения этих материалов, называемых термопластичными вул-(анизатами (ТПВ). при переработке и эксплуатации обусловлены специфической струк-гурой, формирующейся при совмещении каучука и термопласта. По имеющимся пред-:тавлениям, ТПВ представляют собой двухфазные системы, в которых в дисперсион-(Ой среде термопласта распределены частицы дисперсной фазы сшитого каучука. 5заимодействие между фазами осуществляется за счет физических связей с обра-ованием протяженного граничного слоя. Закономерности изменения свойств ТПВ в іроцессе термоокислительного старения и их связь со структурой остаются практиче-ки не изученными. Кроме того, в настоящее время в литературе отсутствуют система-
4 тические данные о рецептурных разработках, направленных на создание ТПВ с требуемым комплексом технологических и физико-механических свойств для применения в производстве РТИ. В связи с этим исследование влияния состава ТПВ на их структуру и свойства и закономерностей их изменения в процессе термоокислительного старения является актуальной задачей. Разработка научных основ создания ТПВ с повышенным сопротивлением термическому старению обеспечит успешное применение этих материалов в производстве резиновых технических изделий.
Работа выполнена в соответствии с Федеральной инновационной программой Министерства экономики РФ «Развитие и организация конкурентноспособного промышленного производства химических продуктов для реализации приоритетных направлений развития народного хозяйства и снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду» (1994 - 2000 гг.).
Цель работы. Исследование влияния состава олефиновых ТПВ на их основные физико-механические свойства, изучение закономерностей поведения ТПВ в условиях термоокислительного старения в свободном и напряженном состояниях и разработка на основании полученных данных практических рекомендаций по созданию ТПВ с оптимальным комплексом технологических и эксплуатационных свойств.
Научная новизна.
-
Впервые показано, что скорость вулканизации каучука оказывает существенное влияние на физико-механические свойства ТПВ и устойчивость материала к термоокислительному старению при температурах отжига, что, по-видимому, обусловленс влиянием скорости вулканизации на степень завершенности фазового расслоения е системе в процессе динамической вулканизации.
-
Впервые установлено, что при смешении со СКЭПТ ПП кристаллизуется ( двух модификациях (а и /). Высказано предположение, что формирование кристалл;; тов ПП в у-модификации обусловлено межмолекулярными взаимодействиями поли
5 мерных цепей ПП и СКЭПТ в граничном слое каучук - термопласт, который, по данным
метода РТЛ, составляет около 30% от общего объема ТПВ.
3. Показано, что повышенная стойкость ТПВ к термоокислительному старению, ю сравнению с исходными термопластами и традиционными вулканизатами аналогично эластомерной фазе ТПВ состава, связана с замедлением процессов термоокис-чительного старения в каждой фазе.
Практическая значимость.
-
Разработаны базовые рецептуры ТПВ на основе СКЭПТ и ПП с повышенным :опротивлением термическому старению. Определены сроки работоспособности ма-ериалов из ТПВ в условиях термоокислительного старения в свободном состоянии іри 70С и в напряженном состоянии при 50С.
-
Установлен оптимальный состав бромфенолформальдегидной смолы, обес-іечивающий наилучший комплекс физико-механических свойств ТПВ, разработаны ехнические требования и выдана заявка ВНИКТИ НХО (г. Волгоград) на ее производ-тво, а также разработаны технические требования к отечественному каучуку СКЭПТ ля применения в производстве ТПВ и выдана заявка ВНИИСК (г. Санкт-Петербург) на го производство.
-
Выпущены опытные образцы материалов из ТПВ на основе СКЭПТ и ПП и оп-обованы с положительным результатом во ВНИИКП (г. Москва) для получения оболо-ек кабелей, а также в ЗАО «НПП Элком» (г. Москва) для производства оконных уплот-ительных профилей.
пробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на 2 Все-эюзной конференции «Смеси полимеров», г. Казань, 1990 г.; 2 Международном сим-эзиуме по термопластичным эластомерам, ПНР, г. Щецин, 1991 г; Всесоюзной науч-э-технической конференции «Качество и ресурсосберегающая технология в резино-эй промышленности», Ярославль, 1991 г.; 1 Российской научно-практической конфе-
ренции резинщиков «Сырье и материалы для резиновой промышленности. Настоящее и будущее», г. Москва, 1993 г.; 3 Российской научно-практической конференции резинщиков «Сырье и материалы для резиновой промышленности. Настоящее и будущее», г. Москва, 1996 г.; 4 Российской научно-практической конференции резинщиков «Сырье и материалы для резиновой промышленности. Настоящее и будущее», г. Москва, 1997 г.; 8 Международном симпозиуме «Новые направления в резиновой промышленности», Чехия, г. Злин, 1998 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, методической части, экспериментальной части, включающей 5 разделов, списка литературы (153 наименования) и 4 приложений. Работа изложена на 134 страницах машинописного текста и иллюстрирована 36 рисунками и 6 таблицами.