PL234167B1 - Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego - Google Patents

Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego Download PDF

Info

Publication number
PL234167B1
PL234167B1 PL421002A PL42100217A PL234167B1 PL 234167 B1 PL234167 B1 PL 234167B1 PL 421002 A PL421002 A PL 421002A PL 42100217 A PL42100217 A PL 42100217A PL 234167 B1 PL234167 B1 PL 234167B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
weight
rubber
butadiene rubber
mixture
Prior art date
Application number
PL421002A
Other languages
English (en)
Other versions
PL421002A1 (pl
Inventor
Anna OLEJNIK
Anna Olejnik
Aleksandra Smejda-Krzewicka
Piotr Kobędza
Krzysztof Strzelec
Monika Dzbik
Original Assignee
Politechnika Lodzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Lodzka filed Critical Politechnika Lodzka
Priority to PL421002A priority Critical patent/PL234167B1/pl
Publication of PL421002A1 publication Critical patent/PL421002A1/pl
Publication of PL234167B1 publication Critical patent/PL234167B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego, który polega na ogrzewaniu jego mieszaniny z kauczukiem chloroprenowym z tlenkiem metalu w postaci tlenku miedzi(I) Cu2O, zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego oraz ewentualnie napełniaczem biernym lub aktywnym w postaci kaolinu, krzemionki lub warstwowego bentonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego.
Duża regularność budowy makrocząsteczek i giętkość łańcuchów kauczuku butadienowego (BR) powoduje, że jego wulkanizaty odznaczają się znaczną odpornością na ścieranie i na powstawanie spękań, co zostało opisane między innymi w podręcznikach: „Rubber Technologist's Handbook”, Rapra Technology Ltd., Shawbury 2001; „Chemia i technologia elastomerów”, Wyższa Szkoła Inżynierska im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Radom 1987, s. 187. Dodatkowo wulkanizaty kauczuku butadienowego odznaczają się doskonałą elastycznością w szerokim zakresie temperatury, dobrymi właściwościami dynamicznymi i zadowalającą odpornością na starzenie. Natomiast niezbyt duża wytrzymałość na rozciąganie i rozdzieranie, zła przyczepność do wilgotnej nawierzchni ułatwiająca poślizg opon, mała stabilność kształtów półwyrobów oraz łatwopalność to podstawowe wady wyrobów wykonanych z kauczuku butadienowego. Dość trudne przetwórstwo, spowodowane małą kleistością mieszanek, powoduje, że z przyczyn technologicznych i technicznych konieczne jest mieszanie tego typu kauczuków z innymi kauczukami odznaczającymi się łatwym przetwórstwem. Dlatego najczęściej kauczuk butadienowy miesza się z kauczukiem butadienowo-styrenowym, naturalnym lub izoprenowym. W ten sposób wytworzone wulkanizaty odznaczają się większą ścieralnością i histerezą, co zostało opisane między innymi w podręcznikach „Chemia elastomerów”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1976, s. 328; „Guma, poradnik inżyniera i technika”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1973, s. 46 oraz „Ogólna technologia gumy”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1972, s. 40.
Kauczuki butadienowe znalazły zastosowanie przede wszystkim w przemyśle oponiarskim - do produkcji bieżników, nakładów i podkładów. Mniejsze ilości kauczuku butadienowego stosowane są do produkcji taśm przenośnikowych, elementów amortyzujących i tłumiących drgania, obuwia gumowego, artykułów odpornych na działanie niskiej temperatury. Znacznym ograniczeniem stosowania wyrobów z kauczuku butadienowego jest jednak brak ich odporności na palenie.
Sieciowanie kauczuku butadienowego prowadzi się standardowo za pomocą siarki w obecności aktywatorów i przyspieszaczy z grupy sulfonamidów. Gęstość usieciowania można regulować w zależności od ilości siarki i przyśpieszaczy zastosowanej w mieszankach, co zostało opisane w podręczniku „Ogólna technologia gumy”, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1972, s. 40.
Z podręcznika „Reakcje polimerów inicjowane przez nadtlenki”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1974 wiadomo, że kauczuk butadienowy łatwo ulega sieciowaniu w obecności nadtlenków organicznych. Większa zawartość merów o addycji 1,2 w makrocząsteczce kauczuku butadienowego poprawia skuteczność sieciowania, ale wówczas reakcja zależy silnie od temperatury.
Z artykułu w czasopiśmie Materials and Design 2014, 55, 664 znany jest sposób modyfikacji kauczuku butadienowego poprzez zmieszanie go z kauczukiem butadienowo-styrenowym i sieciowanie za pomocą standardowego zespołu sieciującego czyli siarką w obecności N-cykloheksylo-2-benzotiazylosulfenamidu jako przyspieszacza i tlenku cynku jako aktywatora.
Z publikacji w czasopiśmie Journal of Applied Polymer Science 1999, 71,215 wiadomo, że wprowadzenie kopolimeru styren-butadien-styren do termodynamicznie niemieszanej mieszaniny kauczuku butadienowego z kauczukiem chloroprenowym sprzyja poprawie jej homogeniczności, a wulkanizaty wytworzone z mieszanin zawierających kauczuk butadienowy, kauczuk chloroprenowy i kopolimer styren-butadien-styren odznaczają się dobrymi właściwościami mechanicznymi oraz dużą gęstością usieciowania.
W opisie zgłoszenia patentowego PL416236 ujawniono sposób sieciowania i modyfikacji mieszanin kauczuku butadienowego z kauczukiem chloroprenowym, polegający na ogrzewaniu mieszaniny zawierającej 20-60 częściami wagowych kauczuku butadienowego i 80-40 części wagowych kauczuku chloroprenowego, z tlenkiem żelaza (III) użytym w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, napełniaczem aktywnym lub biernym użytym w ilości co najmniej 20 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków oraz zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego lub stearyny technicznej użytym w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych. Produkty usieciowania tych mieszanin odznaczają się dobrymi właściwościami mechanicznymi, ale nie wykazują dużej odporności na starzenie termooksydacyjne.
Z opisu zgłoszenia patentowego PL418098 jest znany sposób modyfikacji i sieciowania mieszanin kauczuku butadienowego z kauczukiem chloroprenowym, polegający na sporządzeniu mieszaniny zawierającej 20-60 części wagowych kauczuku butadienowego i 80-40 części wagowych kauczuku
PL 234 167 B1 chloroprenowego i ogrzewaniu tej mieszaniny z tlenkiem cynku użytym w ilości 1-3 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego użytym w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków i ewentualnie z napełniaczem aktywnym lub biernym użytym w ilości co najmniej 20 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych.
Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego, w drodze ogrzewania jego mieszaniny z kauczukiem chloroprenowym zawierającej 20-60 części wagowych kauczuku butadienowego i 80-40 części wagowych kauczuku chloroprenowego, z tlenkiem metalu, zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego użytym w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych kauczuków oraz ewentualnie napełniaczem biernym lub aktywnym, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako tlenek metalu stosuje się tlenek miedzi(I) CU2O w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków. Stosuje się napełniacz w postaci kaolinu lub krzemionki w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków lub napełniacz w postaci warstwowego bentonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową, w ilości 5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków.
Szybkość i postęp sieciowania w sposobie według wynalazku reguluje się zmieniając ilość wprowadzonego tlenku miedzi(I).
Zaletą stosowania tlenku miedzi(I) w procesie sieciowania jest wyeliminowanie szkodliwego dla organizmów wodnych tlenku cynku oraz możliwość prowadzenia procesu sieciowania bez użycia przyspieszaczy, których użycie może niejednokrotnie prowadzić do powstawania niebezpiecznych produktów ich rozpadu.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady. Części podane w przykładach oznaczają części wagowe.
P r z y k ł a d I
Przygotowano mieszaniny elastomerowe zawierające od 20 do 60 części kauczuku butadienowego (BR) marki SYNTECA®44, od 80 do 40 części kauczuku chloroprenowego (CR) marki Baypren®216, 3 części rozdrobnionego tlenku miedzi(I) (Cu2O) i 1 część kwasu stearynowego. Mieszaniny prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w temperaturze 433 K przez 30 minut.
Usieciowane mieszaniny charakteryzowały się właściwościami zależnymi od proporcji zastosowanych kauczuków:
naprężeniem przy wydłużeniu względnym 100% (Se100) równym od 0,40 do 1,22 MPa, naprężeniem przy wydłużeniu względnym 200% (Se200) równym od 0,52 do 1,97 MPa, naprężeniem przy wydłużeniu względnym 300% (Se300) równym od 0,59 do 2,57 MPa, wytrzymałością na rozciąganie przy zerwaniu (TSb) równą od 2,25 do 6,92 MPa, wydłużeniem względnym przy zerwaniu (Eb) wynoszącym od 523 do 820% oraz objętościowym pęcznieniem równowagowym w toluenie (Qv) równym od 5,29 do 10,96 ml/ml.
Dla porównania sporządzono mieszankę zawierającą 100 części BR marki SYNTECA®44, 3 części rozdrobnionego Cu2O i 1 część kwasu stearynowego. Mieszankę prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w temperaturze 433 K przez 30 minut. Stwierdzono, że ogrzewanie BR w obecności Cu2O i kwasu stearynowego nie prowadzi do jego usieciowania nawet w minimalnym stopniu.
P r z y k ł a d II
Sporządzono mieszaniny elastomerowe zawierające 25 części BR marki SYNTECA®44, 75 części CR marki Baypren®216, 1 część kwasu stearynowego oraz 1, 1,5, 2, 2,5, 3,5, 4 lub 5 części rozdrobnionego Cu2O. Mieszaniny prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w temperaturze 433 K przez 30 minut.
Stwierdzono, że ogrzewane mieszaniny uległy usieciowaniu i otrzymane wulkanizaty charakteryzowały się następującymi właściwościami:
Se100 = 0,46-0,97 MPa, Se200 = 0,62-1,73 MPa, Se300 = 0,79-2,60 MPa, TSb = 6,16-9,25 MPa, Eb = 533-842%, Qv = 5,44-17,02 ml/ml.
P r z y k ł a d III
Przygotowano mieszaninę elastomerową zawierającą 25 części BR marki SYNTE-CA®44, 75 części CR marki Baypren®216, 1 część kwasu stearynowego, 2,5 części rozdrobnionego Cu2O oraz 30 części kaolinu. Próbki prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w temperaturze 433 K przez 30 minut.
Stwierdzono, że wulkanizat z tej mieszaniny charakteryzował się następującymi właściwościami: Se100 =1,21 MPa, Se200 = 1,93 MPa, Se300 = 2,57 MPa, TSb = 11,50 MPa, Eb = 715%, Qv = 3,96 ml/ml
PL 234 167 B1 oraz znaczną odpornością na palenie, co potwierdziła wartość indeksu tlenowego (Ol) 37,5% oraz czas spalania w powietrzu wynoszący 5 s, klasyfikujące wytworzony materiał jako niepalny i samogasnący.
P r z y k ł a d IV
Przygotowano mieszaninę elastomerową zawierającą 25 części BR marki SYNTECA®44, 75 części CR marki Baypren®216, 1 część kwasu stearynowego, 2,5 części rozdrobnionego CU2O oraz 30 części krzemionki. Próbki prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w temperaturze 433 K przez 30 minut.
Stwierdzono, że wulkanizat z tej mieszaniny charakteryzował się następującymi właściwościami: Se100 = 3,96 MPa, Se200 = 6,21 MPa, Se300 = 8,19 MPa, TSb = 8,36 MPa, Eb = 713%, Qv = 2,65 ml/ml oraz znaczną odpornością na palenie, co potwierdziły wartość Ol równa 33,8% oraz czasu spalania w powietrzu wynoszącego 5 s, klasyfikujące wytworzony materiał jako niepalny i samogasnący.
P r z y k ł a d V
Sporządzono mieszaninę elastomerową zawierającą 25 części BR marki SYNTECA®44, 75 części CR marki Baypren®216, 1 część kwasu stearynowego, 2,5 części CU2O oraz 5 części wagowych ZS-1 (bentonitu modyfikowanego czwartorzędową solą amoniową). Mieszaninę prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w czasie 30 minut w temperaturze 433 K.
Stwierdzono, że wulkanizat z tej mieszaniny charakteryzował się następującymi właściwościami: Se100 = 0,68 MPa, Se200 = 0,93 MPa, Se300 =1,17 MPa, TSb = 8,93 MPa, Eb = 744%, Qv = 6,30 ml/ml oraz znaczną odpornością na palenie, co potwierdziły wartość Ol równa 30,1% oraz czasu spalania w powietrzu poniżej 10 s, klasyfikujące wytworzony materiał jako niepalny i samogasnący.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego, w drodze ogrzewania jego mieszaniny z kauczukiem chloroprenowym zawierającej 20-60 części wagowych kauczuku butadienowego i 80-40 części wagowych kauczuku chloroprenowego, z tlenkiem metalu, zmiękczaczem w postaci kwasu stearynowego użytym w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych kauczuków oraz ewentualnie napełniaczem biernym lub aktywnym, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych, znamienny tym, że jako tlenek metalu stosuje się tlenek miedzi(I) CU2O w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków.
  2. 2. Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się napełniacz w postaci kaolinu lub krzemionki w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków, lub w postaci warstwowego bentonitu modyfikowanego IV-rzędową solą amoniową, w ilości 5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny kauczuków.
PL421002A 2017-03-27 2017-03-27 Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego PL234167B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421002A PL234167B1 (pl) 2017-03-27 2017-03-27 Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL421002A PL234167B1 (pl) 2017-03-27 2017-03-27 Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL421002A1 PL421002A1 (pl) 2018-10-08
PL234167B1 true PL234167B1 (pl) 2020-01-31

Family

ID=63688013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL421002A PL234167B1 (pl) 2017-03-27 2017-03-27 Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234167B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL421002A1 (pl) 2018-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
El‐Sabbagh et al. Recycling of chrome‐tanned leather waste in acrylonitrile butadiene rubber
Poompradub et al. In situ generated silica in natural rubber latex via the sol–gel technique and properties of the silica rubber composites
Surya et al. The effect of the addition of alkanolamide on properties of carbon black-filled natural rubber (SMR-L) compounds cured using various curing systems
JP6178508B2 (ja) 官能化されたポリマー組成物
KR101702754B1 (ko) 니트릴계 고무의 제조방법
Menon et al. Vulcanization of natural rubber modified with cashew nut shell liquid and its phosphorylated derivative—A comparative study
EP3466997B1 (en) Method for preparing nitrile-based rubber
Prochon et al. Thermal properties and combustibility of elastomer–protein composites: Part I. Composites SBR–keratin
Abdel Zaher et al. Utility of zinc (lignin/silica/fatty acids) complex driven from rice straw as antioxidant and activator in rubber composites
Ismail et al. Palm oil fatty acid as an activator in carbon black filled natural rubber compounds: dynamic properties, curing characteristics, reversion and fatigue studies
Ahmed et al. An assessment of rice husk ash modified, marble sludge loaded natural rubber hybrid composites
Furtado et al. Mica as additional filler in SBR–silica compounds
Shakun et al. Secondary network formation in epoxidized natural rubber with alternative curatives
KR101305441B1 (ko) 커플링제를 이용한 전분/고무 라텍스 화합물 제조 방법
KR20190073693A (ko) 공액디엔계 공중합체 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물
PL234167B1 (pl) Sposób sieciowania i modyfikacji kauczuku butadienowego
Chae et al. Mechanical and thermal properties of rubber composites reinforced by zinc methacrylate and carbon black
US3862259A (en) Reinforced rubber compositions
JP6304163B2 (ja) ポリブタジエンの製造方法
RU2276167C1 (ru) Термопластичная эластомерная композиция и способ ее получения
Kaewsikoun et al. The effect of non-rubber components on mechanical properties of TESPD silane coupling agent in silica-filled rubber compounds
TWI225876B (en) In situ preparation of A bis-(benzothiazolesulfen) amide in a polymeric matrix
RU2755481C1 (ru) Эластомерная композиция и способ ее получения
PL231606B1 (pl) Sposób sieciowania i modyfikacji mieszanin kauczuku chloroprenowego z kauczukiem butadienowym
Jaiphuephae et al. Yield Optimization of Spray‐Dried Natural Rubber and Properties of Its Silica‐Filled Composite