RU2296125C1 - Modifier for synthetic cis-1,4-polyisoprene and modifying composition - Google Patents
Modifier for synthetic cis-1,4-polyisoprene and modifying composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296125C1 RU2296125C1 RU2005125260/04A RU2005125260A RU2296125C1 RU 2296125 C1 RU2296125 C1 RU 2296125C1 RU 2005125260/04 A RU2005125260/04 A RU 2005125260/04A RU 2005125260 A RU2005125260 A RU 2005125260A RU 2296125 C1 RU2296125 C1 RU 2296125C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyisoprene
- mma
- multifunctional
- rubber
- cis
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химикатам, применяемым в резиновой и шинной промышленности, конкретно к композициям для модификации цис-1,4-полиизопрена (ПИ), включающим N-замещенные моноамидов малеамовой кислоты (ММК) и свободнорадикальные инициаторы присоединения ММК к макромолекулам ПИ.The invention relates to chemicals used in the rubber and tire industry, and specifically to compositions for the modification of cis-1,4-polyisoprene (PI), including N-substituted maleamic acid monoamides (MMK) and free radical initiators of the attachment of MMK to PI macromolecules.
Известны ММК, получаемые взаимодействием с малеиновым ангидридом (МА) в среде ледяной уксусной кислоты первичных и вторичных алкил - и ариламинов, а также простых гетероциклических соединений с аминогруппами, входящими в гетероцикл, с последующим отделением осадка готового продукта (ММК) от растворителя (US Patent 4433114, опубликован 21 февраля 1984 - прототип). Указанные ММК в сочетании с серой или ее органическими соединениями в качестве свободнорадикальных инициаторов предложены по прототипу как композиции для модификации синтетического цис-1,4-полиизопрена (ПИ) в специальной технологической операции, предшествующей обычно принятому изготовлению углероднаполненных резиновых смесей, с целью увеличения когезионной прочности этих смесей до уровней, близких к когезионной прочности резиновых смесей из натурального полиизопрена - НК.Known MMC obtained by interaction with maleic anhydride (MA) in glacial acetic acid primary and secondary alkyl and arylamines, as well as simple heterocyclic compounds with amino groups included in the heterocycle, followed by separation of the precipitate of the finished product (MMC) from the solvent (US Patent 4433114, published February 21, 1984 - prototype). These MMCs in combination with sulfur or its organic compounds as free radical initiators are proposed according to the prototype as compositions for modifying synthetic cis-1,4-polyisoprene (PI) in a special technological operation preceding the generally accepted production of carbon-filled rubber compounds in order to increase cohesive strength of these mixtures to levels close to the cohesive strength of rubber mixtures of natural polyisoprene - NK.
Однако известные монофункциональные ММК (с одной карбоксильной группой) по прототипу являются, как правило, гидрофильными, полярными и плохо совместимыми с цис-1,4-полиизопреном соединениями, а бифункциональные (с двумя карбоксильными группами) - высокоплавкими (с температурой плавления выше 170°С), что не позволяет получить достаточного увеличения когезионной прочности резиновых смесей на основе модифицируемого ПИ, сравнимой с когезионной прочностью смесей из НК, при практически реализуемых на смесительном оборудовании температурных режимах обработки ПИ. Свободнорадикальные инициаторы на основе серосодержащих соединений, предлагаемые по прототипу для применения вместе с ММК, кроме самой серы, также имеют высокие температуры плавления, что снижает эффективность их действия при практически используемых кратковременных режимах обработки на смесительном оборудовании. Кроме того, серосодержащие инициаторы в ходе высокотемпературной обработки ПИ вызывают сильную пластикацию каучука в результате деструктирующего действия и способствуют увеличению опасности преждевременной вулканизации получаемых резиновых смесей. Последнее свойственно и для самой серы.However, the known monofunctional MMCs (with one carboxyl group) of the prototype are, as a rule, hydrophilic, polar and poorly compatible with cis-1,4-polyisoprene compounds, and bifunctional (with two carboxyl groups) are highly melting (with a melting point above 170 ° C), which does not allow to obtain a sufficient increase in the cohesive strength of rubber compounds based on modifiable PI, comparable to the cohesive strength of mixtures of NK, when temperature PI processing presses. Free-radical initiators based on sulfur-containing compounds, proposed by the prototype for use with MMC, in addition to sulfur itself, also have high melting points, which reduces the effectiveness of their action in practically used short-term processing conditions on mixing equipment. In addition, sulfur-containing initiators during high-temperature processing of PI cause strong plasticization of rubber as a result of the destructive action and increase the risk of premature vulcanization of the resulting rubber compounds. The latter is also characteristic of sulfur itself.
Указанные недостатки известных модификаторов и композиций на их основе с инициаторами по прототипу для модификаций ПИ не позволяют осуществлять их промышленное использование путем обработки ПИ как в отдельной технологической операции, так и в процессах изготовления резиновых смесей, связанных с производством резинотехнических изделий и шин, а также в производстве синтетического цис-1,4-полиизопрена.These shortcomings of the known modifiers and compositions based on them with initiators of the prototype for modifications of PI do not allow their industrial use by processing PI in a separate technological operation, and in the manufacturing processes of rubber compounds associated with the production of rubber products and tires, as well as in synthetic cis-1,4-polyisoprene production.
Задача изобретения заключается в создании такого ММК, который имел бы достаточно низкую температуру плавления, лучше совмещался бы с ПИ, а также - в создании на его основе модифицирующих композиций, включающих более низкоплавкие, чем известные по прототипу, не вызывающие деструкции каучука и увеличения опасности преждевременной вулканизации инициаторы для них, что позволило бы применять эти композиции для модификации ПИ, достигая при этом более высоких, чем по прототипу, значений когезионной прочности резиновых смесей.The objective of the invention is to create such a MMC, which would have a sufficiently low melting point, would be better combined with PI, and also, on the basis of it, of creating modifying compositions that include lower melting ones than the prototype ones that do not cause rubber destruction and increase the risk of premature vulcanization initiators for them, which would allow the use of these compositions for the modification of PI, while achieving higher than the prototype values of the cohesive strength of rubber compounds.
Решение поставленной задачи достигается тем, что для получения низкоплавкого ММК в реакции с МА используют толуольный раствор смеси олигомеров, начиная с димера и выше, гетероциклического мономера - 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (ТМДГХ). Указанную смесь в толуольном растворе получают конденсацией ацетона и анилина в промышленном синтезе антиоксидантов класса TMQ (олигомеризованных ТМДГХ). В России соответствующий продукт носит название Ацетонанила Н. Эта смесь включает также побочные продукты конденсации - первичные и вторичные моно-, ди- и полиамины (ниже - раствор Ацетонанила Н).The solution of this problem is achieved by the fact that to obtain a low-melting MMC in the reaction with MA, a toluene solution of a mixture of oligomers starting from a dimer and above, a heterocyclic monomer, 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (TMDHC) is used. The specified mixture in a toluene solution is obtained by condensation of acetone and aniline in the industrial synthesis of TMQ class antioxidants (oligomerized TMDHC). In Russia, the corresponding product is called Acetononil N. This mixture also includes condensation by-products - primary and secondary mono-, di- and polyamines (below - Acetononil H solution).
Образующийся при конденсации МА с аминами, находящимися в растворе Ацетонанила Н, тонкодисперсный осадок является смесью полифункциональных ММК. После отделения от растворителя и высушивания он плавится в интервале 130-140°С и хорошо распределяется в резиновой смеси. При этом в качестве инициаторов присоединения ММК по изобретению используют высокорастворимые в ПИ низкоплавкий гексахлор-n-ксилол (ГХПК) или жидкое кремнийорганическое соединение бис-триэтоксисиллилпропилтетрасульфид (ТЕСПТ).The fine precipitate formed during the condensation of MA with amines in the solution of Acetononil H is a mixture of polyfunctional MMCs. After separation from the solvent and drying, it melts in the range of 130-140 ° C and is well distributed in the rubber compound. At the same time, the highly soluble PI low-melting hexachlor-n-xylene (HCPC) or liquid organosilicon compound bis-triethoxysilylpropyltetrasulfide (TESPT) is used as initiators of the addition of the MMC according to the invention.
Как известно, например, из [1], антиоксиданты типа Ацетонанила Н являются смесевыми композициями, и, кроме основных компонентов, олигомеров полимеризованного 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина со степенью олигомеризации от 2 до 5 и выше, содержат примеси - первичные и вторичные моно-, ди- и полиамины различной структуры (более 40 различных соединений). В процессе взаимодействия с МА первичных и вторичных аминов, в том числе - аминных фрагментов, входящих в гетероцикл олигомеров ТМДГХ, согласно описанной в прототипе реакции, происходит раскрытие ангидридного цикла МА, и в результате конденсации образуются ММК - моноамиды малеамовой кислоты. Подобная реакция в случае взаимодействия различных олигомеров ТМДГХ с МА приводит к образованию смеси полифункциональных моноамидов малеамовых кислот, производных олигомеров Ацетонанила Н (ниже в тексте описания - ААМА). Представленная ниже структура является примером продукта реакции - ААМА с малеиновым ангидридом в случае тримера 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина:As is known, for example, from [1], antioxidants such as Acetononyl H are mixed compositions, and, in addition to the main components, oligomers of polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline with a degree of oligomerization from 2 to 5 and above, contain impurities - primary and secondary mono-, di- and polyamines of various structures (more than 40 different compounds). In the process of interaction with MA of primary and secondary amines, including amine fragments included in the heterocycle of TMDHH oligomers, according to the reaction described in the prototype, the anhydride cycle of MA opens, and as a result of condensation, MMK - maleamic acid monoamides are formed. A similar reaction in the case of the interaction of various TMDHH oligomers with MA results in the formation of a mixture of polyfunctional maleamic acid monoamides, derivatives of Acetonanil N oligomers (AAMA below in the description). The structure below is an example of a reaction product, AAA with maleic anhydride, in the case of the 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline trimer:
Такие же структуры получатся из димера, тетрамера и олигомеров ТМДГХ с более высокой ММ. Число карбоксильных групп в молекуле ММК на основе олигомеров ТМДГХ с большей ММ, соответственно, увеличивается, и получающийся продукт является смесью полифункциональных ММК.The same structures will be obtained from the dimer, tetramer and oligomers TMDHH with higher MM. The number of carboxyl groups in the MMC molecule based on TMDHH oligomers with a larger MM, respectively, increases, and the resulting product is a mixture of multifunctional MMCs.
Указанные отличия предлагаемого ММК и его композиций с предлагаемыми по изобретению инициаторами создают преимущества по сравнению с прототипом, заключающиеся в более высоких, чем у прототипа, значениях когезионной прочности резиновых смесей из ПИ после осуществления его модификации путем высокотемпературной обработки известными методами. Это обусловлено большим числом функциональных (карбоксильных) групп, способных сорбироваться на поверхности частиц технического углерода, обеспечивая рост когезионной прочности, и - двойных связей, по которым идет инициированное присоединение полифункциональных ММК к макромолекулам ПИ, а также - значительным лучшим распределением в ПИ предлагаемой композиции. При этом не возникает опасности преждевременной вулканизации, свойственной использованию серы и серосодержащих инициаторов по прототипу.The indicated differences between the proposed MMC and its compositions with the initiators according to the invention create advantages over the prototype, which are higher than the prototype values of cohesive strength of rubber mixtures from PI after its modification by high-temperature processing by known methods. This is due to the large number of functional (carboxyl) groups capable of adsorbing on the surface of carbon black particles, providing an increase in cohesive strength, and - double bonds along which the polyfunctional MMCs are initiated to attach to PI macromolecules, and also due to the significant better distribution of the proposed composition in PI. There is no danger of premature vulcanization inherent in the use of sulfur and sulfur-containing initiators of the prototype.
Дозировка предлагаемого по настоящему изобретению полифункционального ММК в композициях для модификации ПИ составляет от 0,4 до 1,0 мас.ч., на 100 мас.ч. ПИ, в сочетании с предлагаемыми инициаторами - от 0,02 до 0,10 мас.ч.The dosage of the multifunctional MMC according to the present invention in compositions for modifying PI is from 0.4 to 1.0 parts by weight, per 100 parts by weight PI, in combination with the proposed initiators - from 0.02 to 0.10 wt.h.
Необходимое для получения полифункциональных ММК по изобретению сырье (раствор Ацетонанила) значительно доступнее и дешевле, чем используемые по прототипу первичные и вторичные амины, а предлагаемые в качестве инициаторов модификации ПИ соединения широко используются в практической технологии резины как компоненты вулканизующих систем (ГХПК) и как силановые связующие агенты в резиновых смесях с осажденными кремнекислотными наполнителями (ТЕСПТ), соответственно.The raw materials (Acetononil solution) required to obtain the multifunctional MMC according to the invention are much more affordable and cheaper than the primary and secondary amines used in the prototype, and the compounds proposed as initiators for the modification of PI are widely used in practical rubber technology as components of vulcanizing systems (GHPC) and as silane binding agents in rubber compounds with precipitated silicic fillers (TESPT), respectively.
Возможность осуществления изобретения иллюстрируются следующими примерами.The possibility of carrying out the invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
В 500 мл 4-х горлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 196,4 г 18% раствора Ацетонанила Н, взятого из промышленного реактора после второй стадии синтеза. Во взятом растворе содержится 0,20 моля олигомеров Ацетонанила Н и примесей, считая на молекулярную массу мономера ТМДГХ (173). В раствор Ацетонанила Н добавляют 0,2 моля или 23,2 грамма малеинового ангидрида. Смесь нагревают до 40°С и при перемешивании выдерживают в течение 5 часов. К концу выдержки образуется темно-коричневая жидкость, содержащая суспензию светло-коричневого цвета. После охлаждения до комнатной температуры реакционную смесь фильтруют через фильтровальную бумагу на воронке Бюхнера. Осадок на фильтре промывают 100 мл толуола. Получают светло-коричневый «пирог» массой 100 г, основной фильтрат массой 85,3 г и промывной фильтрат массой 82,6 г. Основной и промывной фильтраты объединили для использования в следующих опытах. Осадок в виде тонкодисперсного порошка сушат под вытяжным шкафом до постоянного веса.In a 500 ml 4-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser and thermometer, 196.4 g of an 18% solution of Acetononil N taken from an industrial reactor after the second synthesis stage are charged. The solution taken contains 0.20 moles of Acetonanil H oligomers and impurities, based on the molecular weight of the TMDHC monomer (173). 0.2 mol or 23.2 grams of maleic anhydride is added to the solution of Acetononil H. The mixture was heated to 40 ° C and kept under stirring for 5 hours. Toward the end of the exposure, a dark brown liquid is formed containing a light brown suspension. After cooling to room temperature, the reaction mixture was filtered through filter paper on a Buchner funnel. The filter cake was washed with 100 ml of toluene. A light brown cake of 100 g mass was obtained, the main filtrate was weighed 85.3 g and the washing filtrate was weighed 82.6 g. The main and washing filtrates were combined for use in the following experiments. The precipitate in the form of fine powder is dried under a fume hood to constant weight.
Вес сухого осадка - 57,8 г.Dry sediment weight - 57.8 g.
Осадок представляет собой продукт реакции малеинового ангидрида с первичными и вторичными аминами, содержащимися в растворе Ацетонанила Н - ААМА. Температура плавления - 140°С. Выход продукта 90-99%.The precipitate is the reaction product of maleic anhydride with primary and secondary amines contained in a solution of Acetononil H - AAA. Melting point - 140 ° C. Product yield 90-99%.
Пример 2.Example 2
В реактор по примеру 1 заливают 250,6 г 15% раствора Ацетонанила Н в толуоле, что соответствует 0,217 моля вещества в пересчете на мономер ТМДГХ. При перемешивании к раствору добавляют эквимолярное количество (25,3 г) МА и температуру смеси поднимают до 70°С. Смесь выдерживают при перемешивании, не давая температуре подняться выше 70°С, в течение 3,5 часов. После завершения реакции, что контролируется известными методами по отсутствию свободного МА, полученную суспензию отфильтровывают. Осадок сушат до постоянного веса.In the reactor according to example 1, 250.6 g of a 15% solution of Acetononil N in toluene are poured, which corresponds to 0.217 mol of a substance in terms of TMDHC monomer. With stirring, an equimolar amount (25.3 g) of MA is added to the solution, and the temperature of the mixture is raised to 70 ° C. The mixture is kept under stirring, not allowing the temperature to rise above 70 ° C, for 3.5 hours. After completion of the reaction, which is controlled by known methods for the absence of free MA, the resulting suspension is filtered. The precipitate is dried to constant weight.
Вес осадка 61,5 г. Выход - 97,7%The weight of the precipitate is 61.5 g. Yield - 97.7%.
Пример 3.Example 3
В реактор по примеру 1 заливают 223,4 г 20% раствора Ацетонанила Н в толуоле, что соответствует 0,258 моля вещества в пересчете на мономер ТМДГХ. При перемешивании к раствору добавляют эквимолярное количество (30,3 г) МА и температуру смеси поднимают до 80°С. Смесь выдерживают при этой температуре в течение 3 часов до отсутствия свободного МА. Получают суспензию, которая при фильтрации забивает бумажный фильтр, что указывает на нетехнологичность выбранной температуры реакции.In the reactor according to example 1, 223.4 g of a 20% solution of Acetononyl H in toluene is poured, which corresponds to 0.258 mol of a substance in terms of TMDCH monomer. While stirring, an equimolar amount (30.3 g) of MA is added to the solution, and the temperature of the mixture is raised to 80 ° C. The mixture was kept at this temperature for 3 hours until there was no free MA. A suspension is obtained which clogs the paper filter during filtration, which indicates the low technological quality of the selected reaction temperature.
Пример 4.Example 4
Иллюстрирует действие предлагаемого по изобретению продукта реакции раствора Ацетонанила Н с МА (ААМА) по Примеру 1 в качестве модификатора синтетического ПИ марки СКИ-3 в сравнении с известными по прототипу соединениями - N-4-дифениламиномалеамовой кислотой - ДФМАК с температурой плавления 184°С и N-циклогексилмалеамовой кислотой - ЦМАК с температурой плавления 141°С.Illustrates the effect of the reaction product of the solution of Acetononil N with MA (AAA) according to Example 1 as proposed in the invention as a synthetic PI modifier SKI-3 in comparison with the known prototype compounds - N-4-diphenylaminomaleamic acid - DFMAK with a melting point of 184 ° C and N-cyclohexylmaleamic acid - CMAC with a melting point of 141 ° C.
В закрытом лабораторном смесителе объемом 700 см3, либо в пластикордере Брабендера с объемом камеры 350 см3, при степени загрузки не ниже 0,95, при скорости вращения роторов 70-80 об/мин и начальной температуре стенок камеры - 100°С в течение 30-90 секунд согласно рецепту, представленному в Таблице 1, изготавливают маточные смеси на основе 600 (в пластикордере 315) грамм ПИ марки СКИ-3 второй группы пластичности согласно ГОСТ 14925-79 с образцами ДФМАК и ЦМАК - по прототипу и с ААМА по изобретению. В данном примере инициаторы модификации не используются. В конце цикла смешения температуру смеси доводят известными методами до 200°С и обработку смеси при этой температуре ведут 70 секунд, после чего производят выгрузку модифицированного ПИ из смесителя (или пластикордера).In a closed laboratory mixer with a volume of 700 cm 3 , or in a Brabender plastic recorder with a chamber volume of 350 cm 3 , with a loading degree of at least 0.95, with a rotor speed of 70-80 rpm and an initial temperature of the chamber walls of 100 ° C for 30-90 seconds according to the recipe shown in Table 1, uterine mixtures are made on the basis of 600 (plastic 315) grams of PI brand SKI-3 of the second plasticity group according to GOST 14925-79 with samples DFMAK and TsMAK - according to the prototype and with AAAA according to the invention . In this example, modification initiators are not used. At the end of the mixing cycle, the temperature of the mixture is brought up to 200 ° C by known methods and the mixture is treated at this temperature for 70 seconds, after which the modified PI is unloaded from the mixer (or plastic scraper).
После отдыха в течение 2 часов полученные маточные смеси используют для изготовления углероднаполненных резиновых смесей по рецепту, представленному в Таблице 2, согласно обычному режиму в две стадии.After resting for 2 hours, the resulting masterbatch is used to make carbon-filled rubber compounds according to the recipe shown in Table 2, according to the usual two-stage regimen.
На первой стадии смешения, проводимой на том же смесительном оборудовании, что использовалось для модификации ПИ, при начальной температуре стенок смесителя 100°С в начале смешения вводят модифицированный ПИ, затем на 30-й секунде - оксид цинка, стеариновую кислоту и половину указанной в рецепте массы контрольного технического углерода П-324, на 90-й секунде - половину остального технического углерода и масло, после чего температуру стенок камеры известными методами поддерживают таким образом, чтобы выгружаемая смесь имела температуру не ниже 130-140°С при общем времени смешения 220-240 секунд.At the first stage of mixing, carried out on the same mixing equipment that was used to modify the PI, at the initial temperature of the walls of the mixer 100 ° C, modified PI is introduced at the beginning of mixing, then at the 30th second zinc oxide, stearic acid and half of the amount specified in the recipe are introduced the mass of the control carbon black P-324, at the 90th second - half the rest of the carbon black and oil, after which the temperature of the chamber walls by known methods is maintained so that the unloaded mixture has a temperature not lower than 130-140 ° C for a total mixing time of 220-240 seconds.
На второй стадии смешения, осуществляемой на лабораторных вальцах с размерами 160×320 мм при температуре валков 75±5°С, вводят ускоритель и серу при общем времени смешения не более 5 минут, в конце цикла смешения производят троекратную двухстороннюю подрезку смеси, выпуская ее при зазоре между валками величиной 2 мм. Пластины резиновых смесей толщиной 2±0,1 мм выдерживают сутки, после чего из них вырубают стандартные (по ГОСТ 270-75) двусторонние лопатки с шириной рабочего участка 6 мм для определений когезионной прочности согласно известным методам при скорости раздвижения зажимов разрывной машины 200 мм в минуту. Измеряют значения условных напряжений при растяжении образцов смеси на 300% (М300) и значения разрывной (когезионной) прочности в МПа.At the second stage of mixing, carried out on laboratory rollers with dimensions of 160 × 320 mm at a roll temperature of 75 ± 5 ° C, an accelerator and sulfur are introduced at a total mixing time of no more than 5 minutes; at the end of the mixing cycle, three-sided trimming of the mixture is performed, releasing it at the gap between the rolls of 2 mm. The rubber compound plates with a thickness of 2 ± 0.1 mm can withstand a day, after which standard (according to GOST 270-75) double-sided blades with a working section width of 6 mm are cut out for determining cohesive strength according to known methods at a speed of spreading the clamps of a tensile testing machine 200 mm in a minute. The values of the conditional stresses under tension of the mixture samples by 300% (M300) and the values of tensile (cohesive) strength in MPa are measured.
В оставшихся резиновых смесях определяют стойкость к подвулканизации и вулканизационные характеристики на реометре Монсанто 100S при 160°С, после чего из смесей вулканизуют стандартные пластины толщиной 2 мм при 150°С 20 минут для определения показателей физико-механических свойств вулканизатов.In the remaining rubber compounds, resistance to vulcanization and vulcanization characteristics are determined on a Monsanto 100S rheometer at 160 ° C, after which standard plates 2 mm thick at 150 ° C are vulcanized for 20 minutes to determine the physical and mechanical properties of the vulcanizates.
Результаты определений когезионной прочности, вулканизационных характеристик резиновых смесей и физико-мехнических свойств вулканизатов приведены в Таблице 3.The results of the determination of cohesive strength, vulcanization characteristics of rubber compounds and physicomechanical properties of vulcanizates are shown in Table 3.
Как видно из таблицы 3, в резиновых смесях на основе СКИ-3, модифицированного добавкой ААМА по изобретению, возрастание когезионной прочности происходит в большей мере, чем в смесях на основе образцов СКИ-3, модифицированных добавками ДФМАК и ЦМАК, предложенными по прототипу и взятыми в той же дозировке. При этом по уровню вулканизационных характеристик и стойкости к подвулканизации смесь по изобретению практически не уступает контрольной и смесям с модификаторами по прототипу. Однако по показателям физико-механических свойств резина на основе смеси из СКИ-3 с ААМА по изобретению имеет отчетливые преимущества перед контрольной и резинами из СКИ-3, модифицированными добавками по прототипу. Особенно это заметно по показателю сопротивления раздиру.As can be seen from table 3, in rubber mixtures based on SKI-3 modified with an AAA additive according to the invention, the increase in cohesive strength occurs to a greater extent than in mixtures based on SKI-3 samples modified with DFMAK and TsMAK additives proposed by the prototype and taken in the same dosage. Moreover, the level of vulcanization characteristics and resistance to vulcanization mixture according to the invention is practically not inferior to the control and mixtures with modifiers of the prototype. However, in terms of physical and mechanical properties, rubber based on a mixture of SKI-3 with AAA according to the invention has distinct advantages over the control and rubbers from SKI-3, modified additives according to the prototype. This is especially noticeable in terms of tear resistance.
Пример 5.Example 5
Иллюстрирует действие предлагаемого по изобретению продукта ААМА в качестве модификатора каучука СКИ-3, используемого совместно с предлагаемыми по изобретению свободнорадикальными инициаторами модификации: гексахлор-n-ксилолом (ГХПК) или бис-триэтоксисиллилпропилтетрасульфидом (ТЕСПТ) в сравнении с действием известного по прототипу ЦМАК, взятого совместно с предлагаемыми по изобретению мекаптобензтиазолилдисульфидом (альтаксом).It illustrates the effect of the AAAMA product proposed according to the invention as a SKI-3 rubber modifier used in conjunction with the free radical modification initiators proposed according to the invention: hexachloro-n-xylene (GHPC) or bis-triethoxysilylpropyltetrasulfide (TESPT) in comparison with the action of the well-known prototype CMAC taken together with the inventive mecaptobenzthiazolyl disulfide (altax).
С этой целью в условиях, описанных в Примере 4, изготавливают маточные смеси каучука СКИ-3 с 0,4 мас.ч. ЦМАК и 0,05 мас.ч. альтакса, в качестве инициатора по прототипу, а также смеси СКИ-3 с ААМА, изготовленному по Примеру 2, с инициаторами ГХПК или ТЕПСТ. Используемые в примере дозировки добавок по прототипу и по изобретению, взятых для модификации СКИ-3, приведены в Таблице 4.To this end, under the conditions described in Example 4, a masterbatch of rubber SKI-3 with 0.4 wt.h. CMAC and 0.05 parts by weight altax, as the initiator of the prototype, as well as a mixture of SKI-3 with AAAA made according to Example 2, with the initiators of GHPK or TEPST. Used in the example, the dosage of additives according to the prototype and according to the invention, taken to modify SKI-3, are shown in Table 4.
Модификацию полученных маточных смесей проводят по Примеру 4 при температуре выгрузки 180°С и времени обработки при этой температуре - 60 секунд.The modification of the resulting master batch is carried out according to Example 4 at a discharge temperature of 180 ° C and a processing time at this temperature of 60 seconds.
После отдыха в течение 2 часов полученные маточные смеси используют для изготовления углероднаполненных резиновых смесей по рецепту, представленному в Таблице 2, согласно обычному режиму в две стадии, как в Примере 4. Далее из полученных смесей по Примеру 4 изготавливают пластины для определений когезионных свойств, а оставшиеся смеси используют для определений их технологических свойств и физико-механических характеристик получаемых из них вулканизатов.After resting for 2 hours, the resulting masterbatches are used to make carbon-filled rubber compounds according to the recipe shown in Table 2, according to the usual two-stage mode, as in Example 4. Next, plates are prepared from the obtained mixtures according to Example 4 for determining cohesive properties, and the remaining mixtures are used to determine their technological properties and physico-mechanical characteristics of the vulcanizates obtained from them.
Соответствующие данные представлены в Таблице 5.The relevant data are presented in Table 5.
Как видно из таблицы 5, модификация продуктом ААМА каучука СКИ-3 при пониженной температуре 180°С в отсутствие инициатора дает более высокие значения когезионной прочности, чем такая же модификация продуктом ЦМАК по прототипу. В присутствии инициатора альтакса эффективность ЦМАК увеличивается, однако при этом значительно снижается стойкость к подвулканизации и вязкость резиновых смесей. В сравнении с этим инициаторы, предложенные по изобретению, обеспечивают более существенное, чем у резиновых смесей с каучуком СКИ-3, модифицированным ЦМАК и альтаксом (по прототипу), увеличение когезионной прочности и значений напряжений при 300% удлинении, а также - лучший комплекс физико-механических показателей вулканизатов при сохранении или улучшении стойкости резиновых смесей к подвулканизации.As can be seen from table 5, the modification of the SKA-3 rubber with the ААМА product at a low temperature of 180 ° С in the absence of an initiator gives higher cohesive strength values than the same modification of the CMAC product according to the prototype. In the presence of an altax initiator, the effectiveness of CMAC increases, however, the resistance to vulcanization and the viscosity of rubber compounds are significantly reduced. In comparison, the initiators proposed according to the invention provide a more significant increase in cohesion strength and stress values at 300% elongation than in rubber compounds with rubber SKI-3, modified TsMAK and altax (according to the prototype), and also the best physic -mechanical indicators of vulcanizates while maintaining or improving the resistance of rubber compounds to vulcanization.
Пример 6.Example 6
Иллюстрирует действие предлагаемой по изобретению композиции, в составе которой используется образец ААМА по изобретению, полученный по Примеру 3, с компонентами модифицирующей композиции, взятыми в отличающихся от Примера 5 соотношениях, в сравнении с действием композиции по прототипу.Illustrates the effect of the composition according to the invention, the composition of which uses the AAA sample of the invention obtained according to Example 3, with the components of the modifying composition taken in ratios different from Example 5, in comparison with the action of the composition of the prototype.
В Таблице 6, где приводятся свойства резиновых смесей и резин, получаемых по Примеру 6, указан состав используемых модифицирующих систем. Условия обработки маточных смесей из СКИ-3 - как в Примере 4 (при 200°С в течение 70 секунд).Table 6, which shows the properties of rubber compounds and rubbers obtained according to Example 6, shows the composition of the modifying systems used. The processing conditions of masterbatches from SKI-3 are as in Example 4 (at 200 ° C for 70 seconds).
Как видно в таблице 6, предлагаемые по изобретению композиции обеспечивают более высокие показатели когезионной прочности невулканизованных резиновых смесей, чем композиция по прототипу, при этом в отличие от смеси, модифицированной композицией по прототипу, смеси, модифицированные композициями по изобретению, имеют лучшие показатели технологических свойств - более высокую стойкость к подвулканизации, лучшее сохранение вязкости после модификации и лучший комплекс свойств резин, полученных вулканизацией смесей.As can be seen in table 6, the compositions proposed according to the invention provide higher cohesive strengths of unvulcanized rubber compounds than the prototype composition, and in contrast to the mixture modified by the prototype composition, the mixtures modified by the compositions of the invention have better technological properties - higher resistance to vulcanization, better retention of viscosity after modification, and a better set of properties of rubbers obtained by vulcanization of mixtures.
Пример 7.Example 7
Иллюстрирует действие предлагаемого по изобретению полифункционального ААМА, изготовленного по Примеру 1 на основе раствора Ацетонанила Н, взятого из промышленного процесса после второй стадии синтеза - олигомеризации, в сравнении с монофункциональным ММК - мономером ААМА, полученным в условиях Примера 1 из промышленного раствора, взятого после первой стадии синтеза, приводящей к образованию собственно мономера ТМДГХ, когда олигомеры в смеси практически отсутствуют. В примере 7 иллюстрируется также эффективность действия предлагаемого по изобретению инициатора ТЕПСТ в сравнении с альтаксом по прототипу при использовании в сочетании с образцом ААМА, полученным по Примеру 1.Illustrates the effect of the invention according to the invention of a multifunctional AAA made according to Example 1 based on a solution of Acetononil H taken from an industrial process after the second stage of synthesis - oligomerization, in comparison with a monofunctional MMK - AAA monomer obtained in the conditions of Example 1 from an industrial solution taken after the first stages of synthesis, leading to the formation of the actual monomer TMDHC, when oligomers in the mixture are practically absent. Example 7 also illustrates the effectiveness of the proposed according to the invention TEPST initiator in comparison with the altax of the prototype when used in combination with the AAA sample obtained in Example 1.
В Таблице 7, где приводятся свойства резиновых смесей и резин, получаемых по Примеру 7, указан состав используемых модифицирующих систем. Условия обработки маточных смесей из СКИ-3 - как в Примере 4 (при 200°С в течение 70 секунд).Table 7, which shows the properties of rubber compounds and rubbers obtained according to Example 7, shows the composition of the modifying systems used. The processing conditions of masterbatches from SKI-3 are as in Example 4 (at 200 ° C for 70 seconds).
Как видно из таблицы, монофункциональный ММК - мономер ААМА является менее эффективным модификатором каучука СКИ-3, чем полифункциональный ААМА, как при использовании инициатора ТЕПСТ по изобретению (смесь 20), так и в его отсутствие (смесь 17).As can be seen from the table, the monofunctional MMK - AAA monomer is a less effective rubber modifier SKI-3 than the polyfunctional AAA, both when using the TEPST initiator according to the invention (mixture 20) and in its absence (mixture 17).
Используемая литератураUsed Books
1. R.P.Lattimer, E.R.Hooser, P.M.Zakriski, Rubber Chemistry and Technology, 1980, v.53, pp.346-356.1. R. P. Lattimer, E. R. Hooser, P. M. Zakriski, Rubber Chemistry and Technology, 1980, v. 53, pp. 346-356.
Дозировки модификаторов в СКИ-3 по прототипу и по изобретению в мас.ч. на 100 мас.ч каучукаTable 1.
Dosage modifiers in SKI-3 according to the prototype and according to the invention in parts by weight per 100 parts by weight of rubber
Состав углероднаполненных резиновых смесей, изготавливаемых из модифицированных и контрольного СКИ-3 (в мас.ч.), для оценки когезионных свойствTable 2.
The composition of carbon-filled rubber compounds made from modified and control SKI-3 (in parts by weight) to assess cohesive properties
Свойства резиновых смесей на основе контрольного и модифицированных образцов СКИ-3 и полученных из них резинTable 3.
Properties of rubber compounds based on control and modified SKI-3 samples and rubber obtained from them
t 35, минMooney vulcanization resistance at 130 ° С: t 5, min
t 35 min
16,5
20,2
16.5
20,2
14,5
17,5
14.5
17.5
15,3
18,9
15.3
18.9
17,0
19,6
17.0
19.6
Дозировки модификаторов и инициаторов в маточных смесях на основе СКИ-3 по прототипу и по изобретению в мас.ч.Table 4.
Dosages of modifiers and initiators in masterbatches based on SKI-3 according to the prototype and according to the invention in parts by weight
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125260/04A RU2296125C1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Modifier for synthetic cis-1,4-polyisoprene and modifying composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125260/04A RU2296125C1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Modifier for synthetic cis-1,4-polyisoprene and modifying composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296125C1 true RU2296125C1 (en) | 2007-03-27 |
Family
ID=37999147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125260/04A RU2296125C1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Modifier for synthetic cis-1,4-polyisoprene and modifying composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296125C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534803C2 (en) * | 2009-04-07 | 2014-12-10 | Сумитомо Раббер Индастриз, Лтд. | Copolymer, containing polar groups, rubber mixture and studless tyre |
-
2005
- 2005-08-09 RU RU2005125260/04A patent/RU2296125C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534803C2 (en) * | 2009-04-07 | 2014-12-10 | Сумитомо Раббер Индастриз, Лтд. | Copolymer, containing polar groups, rubber mixture and studless tyre |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0996675B1 (en) | Sulphur-vulcanisable rubber composition containing silica | |
EP1265955B1 (en) | Rubber composition for tyres, comprising a coupling agent (white filler/elastomer) with an ester function | |
TWI681008B (en) | Functionalized polymer composition and production process thereof | |
EP0670347A1 (en) | Rubber compositions containing reinforcing additives which contain sulfur and silicon | |
CN100422253C (en) | Silica-containing conjugated diene based rubber composition and formed article | |
JPS61225202A (en) | Modification of rubber | |
CN106573994B (en) | Along chain modified polymer and its synthetic method | |
JP2019506373A (en) | Compounds having anti-degradation and anti-fatigue effects and compositions comprising said compounds | |
EP2956312A1 (en) | Functionalized silica with elastomer binder | |
CN107254008A (en) | The NdBR being broken with molal weight | |
KR20170078636A (en) | Vulcanizable compositions containing epoxy group-containing ethylene-vinyl acetate copolymers | |
JPS5889632A (en) | Rubber composition | |
RU2296125C1 (en) | Modifier for synthetic cis-1,4-polyisoprene and modifying composition | |
US20210179821A1 (en) | Elastomeric composition and vulcanization accelerator used therein | |
CN1418238A (en) | Rubber vulcanizates having improved ageing properties | |
JPS63278948A (en) | Rubber composition modified with benzimidazolinone | |
US9315654B1 (en) | Preparation of silica reinforced rubber with coupling agent comprised of siloxy trithiocarbonate and tire with component | |
EA022071B1 (en) | Rubber composition comprising a 1,2,4-triazine | |
WO2019017470A1 (en) | Chloroprene polymer and production method therefor | |
JPH0411501A (en) | Pneumatic tire | |
CN111978610B (en) | Bio-based modified rubber and preparation method thereof | |
RU2352588C2 (en) | Method of producing modified cis-1,4-polyisoprene | |
JPS6157535A (en) | Age resistor and polymer containing same | |
JPS62115045A (en) | Rubber composition | |
US20190161600A1 (en) | Silane mixtures and processes for preparation thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120810 |