RU2015988C1

RU2015988C1 - Modified synthetic isoprene rubber

Info

Publication number: RU2015988C1
Authority: RU
Inventors: Ю.Н. Орлов; Г.И. Мячина; А.Г. Коцыбенков; С.А. Лебедева; С.В. Афанасьев
Original assignee: Тольяттинский политехнический институт
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: manufacture of carcass rubber mixes. SUBSTANCE: the modified synthetic isoprene rubber has the following structural formula:

Description

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к новым модификациям синтетического изопренового каучука, и может быть использовано в нефтехимической промышленности. The invention relates to the chemistry of macromolecular compounds, in particular to new modifications of synthetic isoprene rubber, and can be used in the petrochemical industry.

Известен синтетический изопреновый каучук СКМ-3 (ГОСТ 5.2320-79) - основной каучук, применяемый для получения различных резиновых изделий и шин. Недостатками его являются низкие (по сравнению с натуральным каучуком) когезионные свойства. Введение полярных функциональных групп в молекулу каучука позволяет существенно повысить когезионную прочность резиновых смесей. Known synthetic isoprene rubber SKM-3 (GOST 5.2320-79) is the main rubber used to produce various rubber products and tires. Its disadvantages are low (in comparison with natural rubber) cohesive properties. The introduction of polar functional groups in the rubber molecule can significantly increase the cohesive strength of rubber compounds.

Наиболее близким по своим свойствам к заявляемому является синтетический изопреновый каучук СКИ-3-01, получаемый в промышленном масштабе путем химической модификации каучука СКИ-3 n-нитрозодифениламином. The closest in properties to the claimed is a synthetic isoprene rubber SKI-3-01, obtained on an industrial scale by chemical modification of rubber SKI-3 with n-nitrosodiphenylamine.

К недостаткам каучука СКИ-3-01 относятся меньшие значения когезионной прочности резиновой смеси и напряжения при равных степенях удлинения, по сравнению со смесью на основе натурального каучука. The disadvantages of rubber SKI-3-01 include lower values of the cohesive strength of the rubber compound and stress at equal degrees of elongation, compared with a mixture based on natural rubber.

Целью изобретения является такой модифицированный полиизопрен, который обладает повышенными когезионными свойствами. The aim of the invention is such a modified polyisoprene, which has enhanced cohesive properties.

Указанная цель достигается введением в полимерную цепь синтетического изопренового каучука изотиоцианатных групп - получением модифицированного каучука общей формулы

CH₂-

H-CH

CH₂-

-CH

где m = 0,2-4,6 мол.%;
n = до 100 мол.%, с вязкостью по Муни 78-87,3 и пластичностью по Карреру 0,29-0,33, обладающего высокими когезионными свойствами.This goal is achieved by introducing into the polymer chain of synthetic isoprene rubber isothiocyanate groups - obtaining a modified rubber of the General formula

CH ₂ -

H-ch

CH ₂ -

-CH

where m = 0.2-4.6 mol%;
n = up to 100 mol%, with a Mooney viscosity of 78-87.3 and a Carrer plasticity of 0.29-0.33, which has high cohesive properties.

По когезионным свойствам заявляемый каучук не уступает натуральному. According to the cohesive properties of the inventive rubber is not inferior to natural.

Модифицированный изопреновый каучук с изотиоцианатными группами получают следующим образом. Modified isoprene rubber with isothiocyanate groups is prepared as follows.

П р и м е р 1. К раствору 60 г каучука СКИ-3 в 940 мл толуола прибавляют раствор 76 г роданида аммония и 0,2 г тетраэтиламмонийроданида в 50 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании добавляют по каплям в течение 1 ч 41 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 3 ч, отделяют водный слой, раствор каучука промывают водой, выделяют каучук добавлением этанола, сушат при 60-80^оС. Получают каучук с содержанием модифицированных звеньев 4,6 мол.%.Example 1. To a solution of 60 g of rubber SKI-3 in 940 ml of toluene, a solution of 76 g of ammonium thiocyanate and 0.2 g of tetraethylammoniumrodanide in 50 ml of water is added. At a temperature of 20 ° ^C and continuous stirring is added dropwise over 1 hour 41 ml of 73% sulfuric acid. Continue mixing for a further 3 h, the aqueous layer was separated, washed with water, dissolved rubber, the rubber is isolated by addition of ethanol, dried at 60-80 ^° C to give a rubber content of the modified units 4.6 mol.%.

П р и м е р 2. К 1 л полимеризата СКИ-3 (раствор каучука в изопенане) с сухим остатком 12 мас. % прибавляют раствор 48,5 г роданида калия и 0,1 г тетраэтиламмонийроданида в 25 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании прибавляют по каплям в течение 0,5 ч 20,5 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 4,5 ч, отделяют водный слой, раствор каучука промывают водой и 5%-ным раствором карбоната натрия, каучук выделяют добавлением горячей (60^оС) воды, сушат при температуре 60-80^оС. Получают модифицированный каучук с содержанием звеньев с изотиоцианатными группами 0,7 мол.%.PRI me R 2. To 1 l of polymerizate SKI-3 (solution of rubber in isopenane) with a dry residue of 12 wt. % add a solution of 48.5 g of potassium rhodanide and 0.1 g of tetraethylammoniumrodanide in 25 ml of water. At a temperature of 20 ° ^C and continuous stirring is added dropwise over 0.5 hours 20.5 ml of 73% sulfuric acid. Stirring was continued for a further 4.5 h, the aqueous layer was separated, the rubber solution was washed with water and 5% sodium carbonate solution, the rubber is isolated by addition of hot (60 ° ^C) water and dried at a temperature of 60-80 ° ^C to give a modified rubber with the content of units with isothiocyanate groups of 0.7 mol.%.

П р и м е р 3. К 1 л полимеризата СКИ-3 с сухим остатком 12% прибавляют раствор 24,25 г роданида калия и 0,05 г тетраэтиламмонийроданида в 12,5 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании прибавляют по каплям в течение 0,25 ч 10,25 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 4,5 ч, отделяют водный слой, промывают раствор каучука водой и 5% -ным раствором карбоната натрия, каучук выделяют испарением растворителя при добавлении горячей (60^оС) воды и сушат при температуре 60-80^оС. Получают модифицированный каучук с содержанием звеньев с изотиоцианатными группами 0,2 мол.%.Example 3. To 1 liter of SKI-3 polymerizate with a dry residue of 12%, a solution of 24.25 g of potassium thiocyanate and 0.05 g of tetraethylammoniumrodanide in 12.5 ml of water was added. At a temperature of 20 ° ^C and continuous stirring is added dropwise over 0.25 h 10.25 ml of 73% sulfuric acid. Stirring was continued for a further 4.5 h, the aqueous layer was separated, washed with water rubber solution and 5% sodium carbonate, rubber isolated by evaporation of the solvent by the addition of hot (60 ° ^C) water and dried at a temperature of 60-80 ° ^C. Get a modified rubber with a content of units with isothiocyanate groups of 0.2 mol.%.

П р и м е р 4. К 1 л полимеризата СКИ-3 с сухим остатком 12% прибавляют раствор 77,5 г роданида калия и 0,16 г тетраэтиламмонийроданида в 40,0 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании прибавляют по каплям в течение 0,8 ч 32,5 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 4,5 ч, отделяют водный слой, промывают раствор каучука водой и 5%-ным раствором карбоната натрия. Каучук выделяют испарением растворителя при добавлении горячей (60^оС) воды и сушат при температуре 60-80^оС. Получают модифицированный каучук с содержанием звеньев с изотиоцианатными группами 1,8 мол.%.Example 4. To 1 liter of SKI-3 polymerizate with a dry residue of 12%, a solution of 77.5 g of potassium thiocyanate and 0.16 g of tetraethylammonium rodanide in 40.0 ml of water is added. At a temperature of 20 ° ^C and continuous stirring is added dropwise over 0.8 hours, 32.5 mL of 73% sulfuric acid. Stirring is continued for another 4.5 hours, the aqueous layer is separated, the rubber solution is washed with water and 5% sodium carbonate solution. The rubber was isolated by evaporation of the solvent by the addition of hot (60 ° ^C) water and dried at a temperature of 60-80 ^C. A modified rubber having a content of units with isothiocyanate groups 1.8 mol.%.

Физико-механические свойства исходного и модифицированных каучуков, резиновых смесей и вулканизатов на их основе приведены в таблице. Physico-mechanical properties of the original and modified rubbers, rubber compounds and vulcanizates based on them are given in the table.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый модифицированный каучук с изотиоцианатными группами по пластоэластическим свойствам не отличается существенно от исходного каучука СКИ-3, а по когезионным свойствам резиновых смесей значительно превосходит как каучук СКИ-3, так и СКИ-3-01, (образцы 1-4). Прочность вулканизатов на основе предлагаемого каучука (образцы 2-5) находятся на уровне вулканизатов серийных каучуков СКИ-3 и СКИ-3-01. From the above data it is seen that the proposed modified rubber with isothiocyanate groups in plastoelastic properties does not differ significantly from the original rubber SKI-3, and in terms of cohesive properties of rubber mixtures it significantly exceeds both rubber SKI-3 and SKI-3-01, (samples 1 -4). The strength of vulcanizates based on the proposed rubber (samples 2-5) are at the level of vulcanizates of serial rubbers SKI-3 and SKI-3-01.

Таким образом, модифицированный изопреновый каучук с изотиоцианатными группами по изобретению обладает повышенными когезионными свойствами, по сравнению с известными синтетическими изопреновыми каучуками. Thus, the modified isoprene rubber with isothiocyanate groups according to the invention has enhanced cohesive properties compared with the known synthetic isoprene rubbers.

Claims

MODIFIED SYNTHETIC ISOPRENE RUBBER OF GENERAL FORMULA

CH ₂ -

H-ch

CH ₂ -

-CH

where m = 0.2 to 4.6 mol%;
n = up to 100 mol.%,
with a Mooney viscosity of 80 - 82.3 and a Carrer plasticity of 0.29 - 0.34 for the manufacture of carcass rubber compounds with high cohesive strength.