RU2345101C1 - Method of modifying rubber mixes and rubbers - Google Patents
Method of modifying rubber mixes and rubbers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345101C1 RU2345101C1 RU2007130650/04A RU2007130650A RU2345101C1 RU 2345101 C1 RU2345101 C1 RU 2345101C1 RU 2007130650/04 A RU2007130650/04 A RU 2007130650/04A RU 2007130650 A RU2007130650 A RU 2007130650A RU 2345101 C1 RU2345101 C1 RU 2345101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- molecular weight
- low molecular
- modification
- rubbers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08C—TREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
- C08C19/00—Chemical modification of rubber
- C08C19/04—Oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L19/00—Compositions of rubbers not provided for in groups C08L7/00 - C08L17/00
- C08L19/006—Rubber characterised by functional groups, e.g. telechelic diene polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу модификации резиновых смесей на основе высокомолекулярных карбоцепных каучуков, а также резин общего и специального назначения, получаемых путем вулканизации таких резиновых смесей.The invention relates to a method for modifying rubber compounds based on high molecular weight carbochain rubbers, as well as general and special purpose rubbers obtained by vulcanizing such rubber compounds.
Известны способы модификации резиновых смесей и их вулканизатов (резин) на основе высокомолекулярных карбоцепных полимеров, осуществляемые путем добавки в резиновые смеси низкомолекулярных полимеров (олигомеров).Known methods for the modification of rubber compounds and their vulcanizates (rubbers) based on high molecular weight carbochain polymers, carried out by adding low molecular weight polymers (oligomers) to rubber mixtures.
В статье [Ф.Е.Куперман, Б.С.Туров, К.Е.Гавшинова, С.В.Новиков. Свойства каучука СКД, полученного смешением высокомолекулярного и низкомолекулярного цис-полибутадиенов // Каучук и резина, 1971, №2, 3] исследовано влияние низкомолекулярных цис-полибутадиенов на свойства резиновых смесей и резин на основе высокомолекулярного полибутадиенового каучука СКД. Низкомолекулярные полибутадиены получали растворной полимеризацией бутадиена в присутствии катализатора Циглера-Натта на основе галогенидов титана и триизобутилалюминия. Показано, что добавка низкомолекулярного каучука улучшает технологические свойства резиновых смесей, в частности их вальцуемость. При добавлении от 10 до 20 мас.% низкомолекулярного полибутадиена по отношению к суммарному количеству низкомолекулярного и высокомолекулярного каучуков прочность и износостойкость резин практически не изменяются. Уменьшение молекулярного веса олигомера сопровождается снижением твердости резины, повышением относительного удлинения и сопротивления раздиру.In the article [F.E.Kuperman, B.S. Turov, K.E. Gavshinova, S.V. Novikov. Properties of SKD rubber obtained by mixing high molecular weight and low molecular weight cis-polybutadiene // Rubber and Rubber, 1971, No. 2, 3] the effect of low molecular weight cis-polybutadiene on the properties of rubber mixtures and rubbers based on high molecular weight polybutadiene rubber SKD is studied. Low molecular weight polybutadiene was obtained by solution polymerization of butadiene in the presence of a Ziegler-Natta catalyst based on titanium halides and triisobutylaluminum. It is shown that the addition of low molecular weight rubber improves the technological properties of rubber compounds, in particular their milling. When adding from 10 to 20 wt.% Low molecular weight polybutadiene with respect to the total amount of low molecular weight and high molecular weight rubbers, the strength and wear resistance of rubbers practically do not change. A decrease in the molecular weight of the oligomer is accompanied by a decrease in rubber hardness and an increase in elongation and tear resistance.
В статье [Ф.Е.Куперман, Б.С.Туров, Т.Н.Ухина, Г.И.Кострыкина. Влияние добавок низкомолекулярных полибутадиенов на свойства смесей и резин на основе каучука СКД // Каучук и резина, 1976, №9, 13] исследовано влияние низкомолекулярных полибутадиеновых каучуков с разным молекулярным весом на свойства смесей и резин на основе высокомолекулярного полибутадиенового каучука СКД. Низкомолекулярные полибутадиены получали полимеризацией бутадиена в растворе в присутствии каталитической системы на основе соединений никеля и алкилалюминийхлоридов. Показано, что введение в каучук 5-10 мас.% низкомолекулярного полибутадиена позволяет заметно улучшить технологические свойства смесей без ухудшения прочности и износостойкости резин. Добавление больших количеств низкомолекулярного полимера ухудшает механические характеристики резин.In the article [F.E.Kuperman, B.S. Turov, T.N. Ukhina, G.I. Kostrykina. The effect of additives of low molecular weight polybutadiene on the properties of mixtures and rubbers based on SKD rubber // Rubber and Rubber, 1976, No. 9, 13] the effect of low molecular weight polybutadiene rubbers with different molecular weights on the properties of mixtures and rubbers based on high molecular weight polybutadiene rubber SKD is studied. Low molecular weight polybutadiene was obtained by polymerization of butadiene in solution in the presence of a catalytic system based on compounds of nickel and alkylaluminium chlorides. It is shown that the introduction of 5-10 wt.% Low molecular weight polybutadiene into the rubber can significantly improve the technological properties of the mixtures without compromising the strength and wear resistance of rubbers. The addition of large quantities of low molecular weight polymer impairs the mechanical characteristics of the rubber.
В статье [И.Б.Белов, А.П.Савинский, О.М.Шибанов. Низкомолекулярные полимеры диеновых углеводородов и композиции на их основе // Каучук и резина, 1971, №8, 32] исследовано влияние жидкого цис-полибутадиенового каучука с молекулярным весом 2000 на свойства резиновых смесей и резин на основе высокомолекулярного бутадиен-α-метилстирольного каучука СКСМ-10. Показано, что хорошие технологические свойства резиновой смеси и оптимальные свойства резин достигаются при введении 30 мас.% олигомера по соотношению к основному каучуку. Полученная модифицированная резина имеет меньшую твердость, несколько большую морозостойкость, более высокое относительное удлинение по сравнению с немодифицированным вулканизатом при практически одинаковых сопротивлении разрыву и эластичности.In the article [I. B. Belov, A. P. Savinsky, O. M. Shibanov. Low molecular weight polymers of diene hydrocarbons and compositions based on them // Rubber and Rubber, 1971, No. 8, 32] studied the effect of liquid cis-polybutadiene rubber with a molecular weight of 2000 on the properties of rubber compounds and rubbers based on high molecular weight butadiene-α-methylstyrene rubber SKSM- 10. It is shown that good technological properties of the rubber compound and optimal properties of rubbers are achieved with the introduction of 30 wt.% Oligomer in relation to the basic rubber. The resulting modified rubber has lower hardness, somewhat greater frost resistance, higher elongation compared to unmodified vulcanizate with almost the same tensile strength and elasticity.
В патенте [US №6472461, С08К 3/34, 29.10.2002] описан способ модификации протекторных резин на основе диеновых каучуков путем введения в состав исходной резиновой смеси жидкого полибутадиенового каучука с средневесовым молекулярным весом от 5000 до 30000 в количестве от 6 до 50 мас.% (30-70 мас.% от суммарного содержания высокомолекулярного и жидкого каучуков). Указанный низкомолекулярный полибутадиен с содержанием цис-1,4-звеньев от 60 до 98% готовили в автоклаве путем растворной полимеризации бутадиена в присутствии монохлорида диэтилалюминия и октоата никеля.In the patent [US No. 6472461, C08K 3/34, 10.29.2002] a method for modifying tread rubbers based on diene rubbers by introducing liquid polybutadiene rubber with a weight average molecular weight of 5,000 to 30,000 in an amount of from 6 to 50 wt. .% (30-70 wt.% Of the total content of high molecular weight and liquid rubbers). The indicated low molecular weight polybutadiene with a cis-1,4-unit content of 60 to 98% was autoclaved by solution polymerization of butadiene in the presence of diethylaluminum monochloride and nickel octoate.
В патенте [US №6242523, C08J3/00, 5.06.2001] описан способ модификации протекторных резин на основе диеновых каучуков путем введения в состав исходной резиновой смеси жидкого полибутадиена с высоким содержанием (40-95%) винильных звеньев и среднечисловым молекулярным весом от 1000 до 20000 в количестве от 5 до 50 мас.%.In the patent [US No. 6242523, C08J3 / 00, 5.06.2001] a method for modifying tread rubbers based on diene rubbers by introducing liquid polybutadiene with a high content (40-95%) of vinyl units and number average molecular weight from 1000 into the initial rubber mixture is described up to 20,000 in an amount of from 5 to 50 wt.%.
В патенте [US №6070634, В60С 1/00, 6.07.2000] описано использование жидкого изопрен-бутадиенового блочного сополимера со средневязкостным молекулярным весом от 25000 до 100000 для модификации резиновых смесей и резин на основе диеновых каучуков. Для модификации в исходную резиновую смесь добавляли от 0.5 до 40 мас.%, предпочтительно от 1.5 до 15 мас.% жидкого сополимера.The patent [US No. 6070634, B60C 1/00, July 6, 2000] describes the use of a liquid isoprene-butadiene block copolymer with a medium viscosity molecular weight of 25,000 to 100,000 for the modification of rubber compounds and rubbers based on diene rubbers. For modification, from 0.5 to 40 wt.%, Preferably from 1.5 to 15 wt.% Of a liquid copolymer was added to the initial rubber mixture.
В патентах [US №6204320, C08J 27/00, 20.03.2001; US №6562895, C08J 27/00, 13.05.2003] описано использование жидкого изопрен-бутадиенового каучука со среднечисловым молекулярным весом от 3000 до 50000 для модификации протекторных резин на основе диеновых каучуков. Для этого в исходную резиновую смесь добавляли от 4 до 40 мас.% жидкого каучука. Указанный жидкий изопрен-бутадиеновый каучук готовили путем растворной сополимеризации изопрена и 1,3-бутадиена в присутствии литий органического инициатора.In the patents [US No. 6204320, C08J 27/00, 03.20.2001; US No. 6562895, C08J 27/00, 05/13/2003] describes the use of liquid isoprene-butadiene rubber with a number average molecular weight of 3000 to 50,000 for the modification of tread rubbers based on diene rubbers. To do this, from 4 to 40 wt.% Liquid rubber was added to the original rubber mixture. The specified liquid isoprene-butadiene rubber was prepared by solution copolymerization of isoprene and 1,3-butadiene in the presence of a lithium organic initiator.
Недостатком этих способов является сложность методов получения используемых для модификации низкомолекулярных полимеров. В основном их получают методами растворной полимеризации, которые требуют использования дорогих и сложных по составу катализаторов, со-катализаторов и инициаторов. Основным недостатком этих способов является недостаточно высокая прочность резин, получаемых в результате модификации. Это связано с тем, что используемые для модификации по этим способам низкомолекулярные полимеры не содержат кислородсодержащие функциональные группы, наличие которых позволяет создавать высокопрочные полимерные композиции.The disadvantage of these methods is the complexity of the methods of obtaining used for the modification of low molecular weight polymers. They are mainly obtained by solution polymerization methods, which require the use of expensive and complex catalysts, co-catalysts and initiators. The main disadvantage of these methods is the insufficiently high strength of the rubber obtained as a result of the modification. This is due to the fact that the low molecular weight polymers used to modify these methods do not contain oxygen-containing functional groups, the presence of which allows the creation of high-strength polymer compositions.
В патенте [US №6251992, C08L 29/02, В60С 11/00, 26.06.2001] описан способ модификации резиновых смесей и протекторных резин на основе диеновых каучуков путем введения в состав исходной резиновой смеси жидкого полиалкилена с концевыми гидроксильными группами с молекулярным весом от 250 до 70000 в количестве от 1 до 50 мас.%. Указанный низкомолекулярный полимер готовили в две стадии путем анионной полимеризации изопрена и/или 1,3-бутадиена с последующим гидрированием полученного полимера.In the patent [US No. 6251992, C08L 29/02, B60C 11/00, 06/26/2001] a method for modifying rubber compounds and tread rubber based on diene rubbers by introducing liquid polyalkylene with terminal hydroxyl groups with a molecular weight from 250 to 70,000 in an amount of from 1 to 50 wt.%. The specified low molecular weight polymer was prepared in two stages by anionic polymerization of isoprene and / or 1,3-butadiene, followed by hydrogenation of the obtained polymer.
Основными недостатками этого способа являются сложный двухстадийный метод получения используемого низкомолекулярного полимера, а также недостаточно высокая прочность получаемых резин. Это связано с очень низким содержанием в используемом полимере кислородсодержащих (в данном случае гидроксильных) функциональных групп, которые расположены только на концах полимерной цепи.The main disadvantages of this method are the complex two-stage method for producing the low molecular weight polymer used, as well as the insufficiently high strength of the resulting rubbers. This is due to the very low content of oxygen-containing (in this case, hydroxyl) functional groups in the polymer used, which are located only at the ends of the polymer chain.
Изобретение решает задачу улучшения технологических характеристик резиновых смесей, а также повышения прочностных и других характеристик резин, получаемых путем вулканизации таких резиновых смесей.The invention solves the problem of improving the technological characteristics of rubber compounds, as well as increasing the strength and other characteristics of rubber obtained by vulcanization of such rubber compounds.
Настоящее изобретение описывает новый способ модификации резиновых смесей и резин на основе высокомолекулярных карбоцепных каучуков.The present invention describes a new method for modifying rubber compounds and rubbers based on high molecular weight carbochain rubbers.
Предлагаемый способ модификации резиновых смесей на основе высокомолекулярных карбоцепных каучуков, а также резин общего и специального назначения, получаемых путем вулканизации таких смесей, осуществляют путем добавки в резиновую смесь низкомолекулярного полимера, содержащего функциональные группы, для модификации используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон, содержащий карбонильные группы и двойные углерод-углеродные связи.The proposed method for the modification of rubber compounds based on high molecular weight carbochain rubbers, as well as general and special purpose rubbers obtained by vulcanization of such mixtures, is carried out by adding a low molecular weight polymer containing functional groups to the rubber mixture, and a low molecular weight unsaturated polyketone containing carbonyl groups and double carbon-carbon bonds.
Для модификации используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон, полученный путем оксигенирования закисью азота высокомолекулярных полимеров, содержащих двойные углерод-углеродные связи.For modification, a low molecular weight unsaturated polyketone obtained by oxygenation of nitrous oxide with high molecular weight polymers containing double carbon-carbon bonds is used.
Для модификации используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон, полученный путем оксигенирования закисью азота бутадиенового, либо изопренового, либо бутадиен-изопренового, либо бутадиен-нитрильного каучуков.For modification, a low molecular weight unsaturated polyketone obtained by oxygenation with nitrous oxide of butadiene, or isoprene, or butadiene-isoprene, or butadiene-nitrile rubbers is used.
В резиновую смесь добавляют от 0.5 до 50 мас.% низкомолекулярного ненасыщенного поликетона относительно суммарного количества высокомолекулярного карбоцепного каучука и низкомолекулярного ненасыщенного поликетона.From 0.5 to 50 wt.% Low molecular weight unsaturated polyketone relative to the total amount of high molecular weight carbochain rubber and low molecular weight unsaturated polyketone are added to the rubber mixture.
Для модификации используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон, содержащий от 0.1 до 16 мас.% кислорода в виде карбонильных групп и имеющий среднечисловой молекулярный вес от 500 до 100000.For modification, a low molecular weight unsaturated polyketone containing from 0.1 to 16 wt.% Oxygen in the form of carbonyl groups and having a number average molecular weight of 500 to 100,000 is used.
Для модификации в резиновую смесь добавляют комбинацию низкомолекулярных ненасыщенных поликетонов разного состава.For modification, a combination of low molecular weight unsaturated polyketones of various compositions is added to the rubber composition.
Низкомолекулярные ненасыщенные поликетоны используют для модификации обкладочной резиновой смеси с целью повышения прочности связи обкладочной резины с шинным кордом и динамической усталостной выносливости резины.Low molecular weight unsaturated polyketones are used to modify the lining rubber composition in order to increase the bond strength of lining rubber with tire cord and dynamic fatigue endurance of rubber.
Согласно предлагаемому способу модификацию осуществляют путем добавки в резиновую смесь низкомолекулярных ненасыщенных поликетонов - нового типа функциональных низкомолекулярных полимеров, имеющих в своем составе статистически распределенные по полимерной цепи карбонильные С=0 группы, а также двойные углерод-углеродные связи [К.А.Dubkov, et al., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 44 (2006) 2510].According to the proposed method, the modification is carried out by adding low molecular weight unsaturated polyketones to the rubber mixture, a new type of functional low molecular weight polymers having carbonyl C = 0 groups statistically distributed along the polymer chain, as well as double carbon-carbon bonds [K.A.Dubkov, et al., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 44 (2006) 2510].
Широко известны насыщенные поликетоны, которые получают путем каталитической сополимеризации оксида углерода с одним или двумя типами низших олефинов в присутствии гомогенных комплексов палладия сложного строения [Drent Е., Budzelaar Р.Н.М. // Chem. Rev. 96 (1996), 663]. В отличие от таких полимеров используемые в предлагаемом способе ненасыщенные поликетоны с необходимым содержанием карбонильных групп и необходимым молекулярным весом могут быть получены путем некаталитического оксигенирования с помощью закиси азота (N2O) полимеров, содержащих двойные углерод-углеродные связи [Патент RU №2230754, 27.08.2004, Панов Г.И. и др.; Патент RU №2235102, 27.08.2004; Пармон В.Н. и др.; Патент RU №2283849, 20.09.2006, Панов Г.И. и др.; Патент RU №2280044, 20.07.2006, Панов Г.И. и др.; заявка US 2006/0293465 A1, K.A.Dubkov, et al., 28.12.2006].Saturated polyketones are widely known, which are obtained by catalytic copolymerization of carbon monoxide with one or two types of lower olefins in the presence of homogeneous complex palladium complexes [Drent E., Budzelaar R.N.M. // Chem. Rev. 96 (1996), 663]. In contrast to such polymers, unsaturated polyketones used in the proposed method with the necessary carbonyl groups and molecular weights can be obtained by non-catalytic oxygenation with nitrous oxide (N 2 O) polymers containing carbon-carbon double bonds [Patent RU No. 2230754, 27.08 .2004, Panov G.I. and etc.; Patent RU No. 2235102, 08.27.2004; Parmon V.N. and etc.; Patent RU No. 2283849, 09.20.2006, Panov G.I. and etc.; Patent RU No. 2280044, 07.20.2006, Panov G.I. and etc.; application US 2006/0293465 A1, KADubkov, et al., December 28, 2006].
Согласно этому способу оксигенирование ненасыщенных полимеров закисью азота ведут при температуре 50-350°С и давлении N2O 0.01-100 ат. Варьирование условий оксигенирования позволяет в широких пределах регулировать молекулярный вес получаемых ненасыщенных поликетонов и содержание в них карбонильных групп. Таким образом, этот способ позволяет дополнительно регулировать соотношение карбонильных групп и двойных углерод-углеродных связей в молекуле ненасыщенного поликетона [K.A.Dubkov, et al., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 44 (2006) 2510-2520]. Это дает важные преимущества для регулирования свойств резиновых смесей и резин, модифицированных такими ненасыщенными поликетонами.According to this method, the oxygenation of unsaturated polymers with nitrous oxide is carried out at a temperature of 50-350 ° C and a pressure of N 2 O 0.01-100 at. Varying the oxygenation conditions allows the molecular weight of the resulting unsaturated polyketones and the content of carbonyl groups in them to be widely controlled. Thus, this method allows you to further adjust the ratio of carbonyl groups and carbon-carbon double bonds in the molecule of unsaturated polyketone [KADubkov, et al., J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 44 (2006) 2510-2520]. This provides important advantages for regulating the properties of rubber compounds and rubbers modified with such unsaturated polyketones.
Кроме этого, этот простой некаталитический способ позволяет получать ненасыщенные поликетоны из разных типов ненасыщенных полимеров, например, из бутадиенового, либо изопренового, либо бутадиен-изопренового, либо бутадиен-стирольного, либо бутадиен-нитрильного и других каучуков. Соответственно получаемые ненасыщенные поликетоны, кроме звеньев с карбонильными группами, могут содержать в своем составе либо бутадиеновые, либо изопреновые, либо бутадиен-нитрильные, либо другие типы звеньев с С=С связями. Поэтому важным преимуществом предлагаемого способа является легкость подбора наиболее подходящего для модификации типа ненасыщенного поликетона, который может быть получен путем оксигенирования закисью азота соответствующего ненасыщенного полимера. Это создает дополнительные возможности для модифицирования резиновых смесей и резин и обеспечивает высокую совместимость ненасыщенных поликетонов с разными типами высокомолекулярных каучуков в составе резиновых композиций.In addition, this simple non-catalytic method allows to obtain unsaturated polyketones from various types of unsaturated polymers, for example, from butadiene, or isoprene, or butadiene-isoprene, or styrene-butadiene, butadiene-nitrile and other rubbers. Accordingly, the unsaturated polyketones obtained, in addition to units with carbonyl groups, can contain either butadiene, or isoprene, or butadiene-nitrile, or other types of units with C = C bonds. Therefore, an important advantage of the proposed method is the ease of selecting the most suitable type of unsaturated polyketone for modification, which can be obtained by oxygenation of nitrous oxide with the corresponding unsaturated polymer. This creates additional opportunities for modifying rubber compounds and rubbers and provides high compatibility of unsaturated polyketones with different types of high molecular weight rubbers in the composition of rubber compositions.
Используемые в предлагаемом способе низкомолекулярные ненасыщенные поликетоны обладают комплексом важных характеристик. Благодаря присутствию в их составе полярных карбонильных групп они обладают высокой адгезией к различным материалам. Кроме этого, ввиду относительно низкой вязкости они могут смешиваться с различными ингредиентами и наполнителями. Поэтому их введение в состав резин позволяет получать резиновые смеси и резины с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, в частности с улучшенными адгезионными и прочностными свойствами. Такие свойства особенно важны в случае резинокордных систем, где необходима высокая прочность связи обкладочных резин с кордом. Кроме карбонильных групп, эти функциональные полимеры содержат двойные углерод-углеродные связи. Поэтому ненасыщенные поликетоны обладают хорошей совместимостью с разными типами высокомолекулярных каучуков, а также легко подвергаются вулканизации в составе резиновых композиций.Used in the proposed method, low molecular weight unsaturated polyketones have a set of important characteristics. Due to the presence of polar carbonyl groups in their composition, they have high adhesion to various materials. In addition, due to their relatively low viscosity, they can be mixed with various ingredients and excipients. Therefore, their introduction into the rubber composition allows to obtain rubber compounds and rubbers with improved technological and operational characteristics, in particular with improved adhesive and strength properties. Such properties are especially important in the case of rubber-cord systems where a high bond strength of the lining rubbers with the cord is required. In addition to carbonyl groups, these functional polymers contain carbon-carbon double bonds. Therefore, unsaturated polyketones have good compatibility with different types of high molecular weight rubbers, and are also easily vulcanized in rubber compositions.
Согласно предлагаемому способу ненасыщенные поликетоны, которые могут быть использованы для модификации резиновых смесей и резин, могут содержать от 0.1 до 16 мас.% кислорода в виде карбонильных групп и иметь среднечисловой молекулярный вес от 500 до 100000. Они представляют собой жидкие олигомеры или текучие полимеры.According to the proposed method, unsaturated polyketones, which can be used to modify rubber compounds and rubbers, can contain from 0.1 to 16 wt.% Oxygen in the form of carbonyl groups and have a number average molecular weight of 500 to 100,000. They are liquid oligomers or flowable polymers.
В соответствии с данным изобретением модифицирование резиновых смесей на основе высокомолекулярных карбоцепных каучуков, а также резин общего и специального назначения, получаемых путем вулканизации таких резиновых смесей, осуществляется путем добавки в резиновую смесь низкомолекулярного ненасыщенного поликетона или комбинации ненасыщенных поликетонов. Количество низкомолекулярного ненасыщенного поликетона или комбинации ненасыщенных поликетонов, добавляемое в резиновую смесь для модификации, составляет от 0.5 до 50 мас.% по отношению к суммарному количеству высокомолекулярного каучука и низкомолекулярного ненасыщенного поликетона.In accordance with this invention, the modification of rubber compounds based on high molecular weight carbochain rubbers, as well as general and special purpose rubbers obtained by vulcanization of such rubber compounds, is carried out by adding a low molecular weight unsaturated polyketone to the rubber mixture or a combination of unsaturated polyketones. The amount of low molecular weight unsaturated polyketone or a combination of unsaturated polyketones added to the rubber mixture for modification is from 0.5 to 50 wt.% With respect to the total amount of high molecular weight rubber and low molecular weight unsaturated polyketone.
К резинам общего и специального назначения, которые могут быть модифицированы по предлагаемому способу, относятся вулканизаты резиновых смесей на основе высокомолекулярных карбоцепных каучуков различных типов, например натурального каучука (НК), а также синтетических каучуков, таких как стереорегулярный полиизопреновый каучук (СКИ), стереорегулярный полибутадиеновый каучук (СКД), бутадиен-нитрильные каучуки (БНКС) и др. Резины этих типов находят широкое применение при изготовлении шин, морозостойких, маслобензостойких и других резино-технических изделий.General and special purpose rubbers that can be modified by the proposed method include vulcanizates of rubber compounds based on high molecular weight carbochain rubbers of various types, for example natural rubber (NR), as well as synthetic rubbers such as stereoregular polyisoprene rubber (SKI), stereoregular polybutadiene rubber rubber (SKD), nitrile butadiene rubbers (BNKS), etc. Rubber of these types are widely used in the manufacture of tires, frost-resistant, oil-resistant and other rubber- technical products.
Согласно данному изобретению модифицированная резиновая смесь может быть приготовлена путем простого одновременного или последовательного смешения всех необходимых компонентов (высокомолекулярного каучука, низкомолекулярного ненасыщенного поликетона, наполнителей, вулканизующих агентов, пластификаторов и т.д.). Модифицированная резиновая смесь может быть также приготовлена путем добавления низкомолекулярного каучука в готовые резиновые смеси с их последующим перемешиванием. Перемешивание составляющих на всех стадиях модификации и изготовления резиновой композиции осуществляется на стандартном смесительном оборудовании, например, вальцах, роторных или шнековых смесителях.According to this invention, a modified rubber composition can be prepared by simple simultaneous or sequential mixing of all necessary components (high molecular weight rubber, low molecular weight unsaturated polyketone, fillers, vulcanizing agents, plasticizers, etc.). Modified rubber composition can also be prepared by adding low molecular weight rubber to the finished rubber composition with their subsequent mixing. Mixing of the components at all stages of modification and manufacture of the rubber composition is carried out on standard mixing equipment, for example, rollers, rotor or screw mixers.
В общем случае модифицирование резиновых смесей и резин осуществляется следующим образом. Все компоненты смеси предварительно дозируют. Низкомолекулярный ненасыщенный поликетон или комбинацию ненасыщенных поликетонов перемешивают с высокомолекулярным карбоцепным каучуком. Далее модифицированный карбоцепной каучук перемешивают с высокомолекулярными диеновыми углеводородами, наполнителями, пластификаторами, стабилизаторами, вулканизующими добавками, пигментами. Полученная резиновая смесь формуется и подвергается изотермической вулканизации для получения резины.In the General case, the modification of rubber compounds and rubber is as follows. All components of the mixture are pre-dosed. A low molecular weight unsaturated polyketone or a combination of unsaturated polyketones is mixed with high molecular weight carbochain rubber. Next, the modified carbochain rubber is mixed with high molecular weight diene hydrocarbons, fillers, plasticizers, stabilizers, vulcanizing additives, pigments. The resulting rubber composition is molded and subjected to isothermal vulcanization to obtain rubber.
В соответствии с данным изобретением модифицирование низкомолекулярными ненасыщенными поликетонами снижает вязкость резиновых смесей на основе высокомолекулярных карбоцепных полимеров. Это улучшает технологические свойства резиновых смесей и облегчает их переработку на стадии смешения компонентов и формования различных изделий. Кроме этого, такая модификация обеспечивает увеличение прочностных характеристик резин, получаемых путем вулканизации резиновых смесей. В частности, модификация обкладочных резиновых смесей по предлагаемому способу позволяет значительно повысить прочность связи обкладочной резины с шинным кордом.In accordance with this invention, modification with low molecular weight unsaturated polyketones reduces the viscosity of rubber compounds based on high molecular weight carbochain polymers. This improves the technological properties of rubber compounds and facilitates their processing at the stage of mixing the components and molding of various products. In addition, this modification provides an increase in the strength characteristics of rubbers obtained by vulcanization of rubber compounds. In particular, the modification of lining rubber mixtures according to the proposed method can significantly increase the bond strength of lining rubber with tire cord.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
Этот пример является сравнительным. Он демонстрирует модифицирование резиновой смеси и резины на основе высокомолекулярного карбоцепного цис-1,4-полибутадиенового каучука СКД-НД (Воронежсинтезкаучук), которые используют для изготовления боковин легковых шин. Модифицирование проводят с использованием низкомолекулярного полибутадиенового каучука (известный способ) и низкомолекулярного ненасыщенного поликетона (предлагаемый способ). Составы стандартной резиновой смеси по ГОСТ 19920.19-74 и модифицированных смесей показаны в таблице 1.This example is comparative. It demonstrates the modification of the rubber mixture and rubber based on the high molecular weight carbidechain cis-1,4-polybutadiene rubber SKD-ND (Voronezhsintezkauchuk), which are used for the manufacture of sidewalls of passenger tires. Modification is carried out using low molecular weight polybutadiene rubber (known method) and low molecular weight unsaturated polyketone (proposed method). The compositions of the standard rubber compound according to GOST 19920.19-74 and modified mixtures are shown in table 1.
Для модификации согласно известному способу используют серийный низкомолекулярный полибутадиен ПБ (ВФ НИИ СК, г.Воронеж), полученный растворной полимеризацией бутадиена в присутствии катализаторов Циглера-Натта. Этот жидкий олигомер имеет молекулярный вес Mn=1000 (Mw/Mn=3.0) и содержит 30.7% 1,2-звеньев. В отличие от ненасыщенного поликетона этот олигомер не имеет кислородсодержащих функциональных групп.For modification according to the known method using serial low molecular weight polybutadiene PB (VF NII SK, Voronezh) obtained by solution polymerization of butadiene in the presence of Ziegler-Natta catalysts. This liquid oligomer has a molecular weight of M n = 1000 (M w / M n = 3.0) and contains 30.7% of 1,2 units. Unlike unsaturated polyketone, this oligomer does not have oxygen-containing functional groups.
Для модификации согласно предлагаемому способу используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон НП-ПБ-9.9, полученный по Пат.RU №2230754 путем оксигенирования закисью азота стереорегулярного цис-1,4-полибутадиеного каучука (Mn=128000, Mw/Mn=2.2). Этот ненасыщенный поликетон представляет собой вязкий жидкий олигомер с молекулярным весом Мn=2200 (Mw/Mn=2.5) и содержит 9.9 мас.% кислорода в виде карбонильных С=O групп. В его состав входят звенья с карбонильными группами и бутадиеновые звеньяFor modification according to the inventive method using a low molecular weight unsaturated polyketone NP-PB-9.9 obtained by Pat.RU №2230754 nitrous oxide by the oxygenation of stereoregular cis-1,4-polybutadiene rubber (M n = 128000, M w / M n = 2.2 ). This unsaturated polyketone is a viscous liquid oligomer with a molecular weight of M n = 2200 (M w / M n = 2.5) and contains 9.9 wt.% Oxygen in the form of carbonyl C = O groups. It consists of units with carbonyl groups and butadiene units
Состав резиновой смеси на основе каучука СКД-НДTable 1.
The composition of the rubber mixture based on rubber SKD-ND
Модификацию проводят путем добавки в резиновую смесь 20 г указанных низкомолекулярных полимеров (таблица 1), что составляет 4.8 мас.% по отношению к суммарному количеству основного высокомолекулярного каучука и низкомолекулярного полимера. Для этого все составляющие дозируют и последовательно перемешивают на вальцах. Сначала проводят смешение высокомолекулярного каучука и низкомолекулярного полимера. Затем в полученную смесь последовательно добавляют остальные компоненты (таблица 1). Общее время смешения составляет 20 мин. Измерение вулканизационно-кинетических характеристик смесей проводят при температуре 143°С.The modification is carried out by adding 20 g of the indicated low molecular weight polymers to the rubber mixture (Table 1), which is 4.8 wt.% With respect to the total amount of the main high molecular weight rubber and low molecular weight polymer. To do this, all the components are dosed and sequentially mixed on the rollers. First, a mixture of high molecular weight rubber and a low molecular weight polymer is mixed. Then, the remaining components are successively added to the resulting mixture (table 1). The total mixing time is 20 minutes The measurement of the vulcanization-kinetic characteristics of the mixtures is carried out at a temperature of 143 ° C.
Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что модифицирование низкомолекулярными полимерами приводит к получению резиновых смесей с более низкой вязкостью по сравнению со стандартной смесью, что выражается в уменьшении минимального крутящего момента. Кроме этого, модифицирование снижает скорость вулканизации. Это дает преимущества при изготовлении резиновых изделий сложного профиля.The data shown in table 2 show that the modification of low molecular weight polymers leads to rubber mixtures with a lower viscosity compared to a standard mixture, which is reflected in a decrease in minimum torque. In addition, the modification reduces the rate of vulcanization. This gives advantages in the manufacture of rubber products with a complex profile.
Вулканизационно-кинетические характеристики резиновых смесей на основе каучука СКД-НДTable 2.
Vulcanization-kinetic characteristics of rubber compounds based on rubber SKD-ND
В таблице 3 показаны характеристики резин, полученных путем вулканизации сырых резиновых смесей при температуре 143°С. Видно, что модификация резины с помощью низкомолекулярного ненасыщенного поликетона по предлагаемому способу дает ряд преимуществ по сравнению с низкомолекулярным полибутадиеном без функциональных групп (известный способ), а также по сравнению с эластомерной композицией стандартного состава.Table 3 shows the characteristics of the rubber obtained by vulcanization of raw rubber compounds at a temperature of 143 ° C. It is seen that the modification of rubber using low molecular weight unsaturated polyketone according to the proposed method provides several advantages compared with low molecular weight polybutadiene without functional groups (known method), as well as in comparison with an elastomeric composition of standard composition.
Физико-механические характеристики вулканизатов на основе каучука СКД-НДTable 3.
Physico-mechanical characteristics of vulcanizates based on rubber SKD-ND
Предлагаемый способ модификации обеспечивает получение резины с самым высоким относительным удлинением при разрыве (600%) и с самой высокой прочностью при разрыве (25.2 МПа). Кроме этого, предлагаемый способ обеспечивает получение резины с более высоким сопротивлением раздиру (46.5 кН/м) по сравнению с известным способом модификации (42.5 кН/м). Важно, что значительное улучшение прочностных характеристик резины, модифицированной по предлагаемому способу, не сопровождается изменением таких свойств вулканизата, как твердость, эластичность и морозостойкость (табл.3).The proposed modification method provides rubber with the highest elongation at break (600%) and with the highest tensile strength (25.2 MPa). In addition, the proposed method provides rubber with a higher tear resistance (46.5 kN / m) compared with the known modification method (42.5 kN / m). It is important that a significant improvement in the strength characteristics of rubber modified by the proposed method is not accompanied by a change in vulcanizate properties such as hardness, elasticity and frost resistance (Table 3).
Пример 2Example 2
Этот пример аналогичен примеру 1 с тем отличием, что низкомолекулярный ненасыщенный поликетон НП-ПБ-9.9 (Mn=2200, Mw/Mn=2.5, 9.9 мас.% кислорода) используют для модифицирования резиновой смеси и резины на основе высокомолекулярного карбоцепного бутадиен-нитрильного каучука БНКС-28АМН (Красноярский завод СК). Такие композиции применяются для изготовления маслостойких резиновых изделий. Составы стандартной резиновой смеси по ТУ 38.30313-2000 и модифицированной смеси показаны в таблице 4.This example is similar to example 1 with the difference that the low molecular weight unsaturated polyketone NP-PB-9.9 (M n = 2200, M w / M n = 2.5, 9.9 wt.% Oxygen) is used to modify the rubber mixture and rubber based on high molecular weight carbene chain butadiene -Nitrile rubber BNKS-28AMN (Krasnoyarsk plant SK). Such compositions are used for the manufacture of oil-resistant rubber products. The compositions of the standard rubber compound according to TU 38.30313-2000 and the modified mixture are shown in table 4.
Модификацию проводят путем добавки в резиновую смесь 20 г указанного ненасыщенного поликетона, что составляет 4.8 мас.% по отношению к суммарному количеству основного высокомолекулярного бутадиен-нитрильного каучука и низкомолекулярного ненасыщенного поликетона.The modification is carried out by adding 20 g of the specified unsaturated polyketone to the rubber mixture, which is 4.8 wt.% With respect to the total amount of the main high molecular weight nitrile butadiene rubber and low molecular weight unsaturated polyketone.
Состав резиновой смеси на основе каучука БНКС-28АМНTable 4.
The composition of the rubber mixture based on rubber BNKS-28AMN
Из таблицы 5 видно, что модификация по предлагаемому способу улучшает характеристики резиновой смеси. Добавка низкомолекулярного ненасыщенного поликетона понижает вязкость резиновой смеси, что выражается в уменьшении минимального крутящего момента, а также значительно снижает скорость вулканизации по сравнению со смесью стандартного состава.Table 5 shows that the modification of the proposed method improves the performance of the rubber compound. The addition of a low molecular weight unsaturated polyketone lowers the viscosity of the rubber compound, which results in a decrease in minimum torque, and also significantly reduces the rate of vulcanization compared to a standard mixture.
Вулканизационно-кинетические характеристики резиновых смесей на основе каучука БНКСTable 5.
Vulcanization-kinetic characteristics of rubber mixtures based on rubber BNKS
Характеристики резин, полученных путем вулканизации сырых резиновых смесей при температуре 143°С, показаны в таблице 6. Видно, что модификация резины по предлагаемому способу дает ряд преимуществ по сравнению с эластомерной композицией стандартного состава. Добавка низкомолекулярного ненасыщенного поликетона приводит к значительному повышению относительного удлинения (670%) и сопротивления раздиру (46.3 кН/м), а также к увеличению морозостойкости резины. Такие свойства резины, как прочность при разрыве, твердость и эластичность, практически не изменяются. Дополнительным положительным эффектом модификации является снижение коэффициента старения резины, что выражается в уменьшении изменения относительного удлинения после термоокислительного старения при 100°С в течение 48 ч.The characteristics of the rubber obtained by vulcanization of raw rubber compounds at a temperature of 143 ° C are shown in table 6. It can be seen that the modification of rubber according to the proposed method provides several advantages compared to the elastomeric composition of a standard composition. The addition of low molecular weight unsaturated polyketone leads to a significant increase in elongation (670%) and tear resistance (46.3 kN / m), as well as an increase in the frost resistance of rubber. Such properties of rubber as tensile strength, hardness and elasticity are practically unchanged. An additional positive effect of the modification is a decrease in the rubber aging coefficient, which is expressed in a decrease in the change in elongation after thermooxidative aging at 100 ° C for 48 hours.
Физико-механические характеристики вулканизатов на основе каучука БНКСTable 6.
Physico-mechanical characteristics of vulcanizates based on rubber BNKS
Пример 3Example 3
Этот пример аналогичен примеру 1 с тем отличием, что низкомолекулярный ненасыщенный поликетон НП-ПБ-9.9 (Мn=2200, Mw/Mn=2.5, 9.9 мас.% кислорода) используют для модифицирования обкладочной резиновой смеси и резины на основе цис-1,4-полиизопренового каучука СКИ-3. Такие композиции применяют для изготовления шинных резинокордных систем. Для сравнения в примере также проведено модифицирование по известному способу с использованием низкомолекулярного полимера ПДИ-1К с концевыми гидроксильными группами (Стерлитамакский Нефтехимический Завод, Mn=3300, Mw/Mn=3.5, массовая доля гидроксильных групп 0.8 мас.%). Этот олигомер получают путем растворной сополимеризации бутадиена и изопрена.This example is similar to example 1 with the difference that the low molecular weight unsaturated polyketone NP-PB-9.9 (M n = 2200, M w / M n = 2.5, 9.9 wt.% Oxygen) is used to modify casing rubber and cis-based rubber 1,4-polyisoprene rubber SKI-3. Such compositions are used for the manufacture of rubber tire systems. For comparison, the example was also modified according to the known method using a low molecular weight polymer PDI-1K with terminal hydroxyl groups (Sterlitamak Petrochemical Plant, M n = 3300, M w / M n = 3.5, mass fraction of hydroxyl groups 0.8 wt.%). This oligomer is obtained by solution copolymerization of butadiene and isoprene.
Составы стандартной резиновой смеси и модифицированных смесей показаны в таблице 7. Модификацию проводят путем добавки в резиновую смесь 10 г указанных низкомолекулярных полимеров, что составляет 4.8 мас.% по отношению к суммарному количеству основного высокомолекулярного полиизопренового каучука и низкомолекулярного полимера.The compositions of the standard rubber compound and modified mixtures are shown in Table 7. The modification is carried out by adding 10 g of the indicated low molecular weight polymers to the rubber compound, which is 4.8 wt.% With respect to the total amount of the main high molecular weight polyisoprene rubber and low molecular weight polymer.
Из таблицы 8 видно, что модификация по предлагаемому и известному способу не изменяет минимальный крутящий момент и соответственно вязкость резиновой смеси. Скорость вулканизации в обоих случаях также практически не изменяется по сравнению со стандартным составом смеси, что для композиции данного типа является положительным результатом.From table 8 it is seen that the modification according to the proposed and known method does not change the minimum torque and, accordingly, the viscosity of the rubber compound. The cure rate in both cases also remains virtually unchanged compared to the standard composition of the mixture, which is a positive result for this type of composition.
Состав обкладочной смеси на основе каучука СКИ-3Table 7.
The composition of the coating mixture based on rubber SKI-3
Вулканизационно-кинетические характеристики обкладочных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3Table 8.
Vulcanization-kinetic characteristics of lining rubber compounds based on rubber SKI-3
Характеристики резин, полученных путем вулканизации сырых резиновых смесей при температуре 143°С, показаны в таблице 9. Видно, что модификация резины с помощью низкомолекулярного ненасыщенного поликетона по предлагаемому способу дает ряд преимуществ по сравнению с низкомолекулярным полимером с концевыми гидроксильными группами (известный способ), а также по сравнению с эластомерной композицией стандартного состава. Предлагаемый способ модификации обеспечивает получение резины с самым высоким относительным удлинением при разрыве (600%) и с самой высокой морозостойкость (-55°С). При введении в резину низкомолекулярного ненасыщенного поликетона прочность при разрыве, твердость и эластичность не изменяются по сравнению со стандартной композицией, но выше по сравнению с резиной, модифицированной по известному способу.The characteristics of the rubber obtained by vulcanization of crude rubber compounds at a temperature of 143 ° C are shown in table 9. It can be seen that the modification of rubber using a low molecular weight unsaturated polyketone by the proposed method provides several advantages compared to a low molecular weight polymer with terminal hydroxyl groups (known method), as well as compared with an elastomeric composition of a standard composition. The proposed modification method provides rubber with the highest elongation at break (600%) and with the highest frost resistance (-55 ° C). When low molecular weight unsaturated polyketone is introduced into the rubber, the tensile strength, hardness and elasticity do not change compared to the standard composition, but higher compared to rubber modified by the known method.
Физико-механические характеристики вулканизатов на основе каучука СКИ-3Table 9.
Physico-mechanical characteristics of rubber-based vulcanizates SKI-3
Наиболее важным положительным эффектом модификации по предлагаемому способу является значительное повышение прочности связи обкладочной резины с металлокордом 4Л30. При модификации по предлагаемому способу прочность связи обкладочной резины с металлокордом 4Л30 составляет 205 Н, что выше по сравнению с композицией стандартного состава (прочность связи 156 Н). При модификации по известному способу этот показатель, наоборот, ухудшается и составляет 150 Н.The most important positive effect of the modification according to the proposed method is a significant increase in the bond strength of the lining rubber with the 4L30 steel cord. When modified by the proposed method, the bond strength of the lining rubber with the 4L30 metal cord is 205 N, which is higher compared to the standard composition (bond strength 156 N). When modified by a known method, this indicator, on the contrary, worsens and amounts to 150 N.
Другим важным положительным эффектом модификации по предлагаемому способу является значительное повышение динамической усталостной выносливости резины при многократных деформациях (150%). При модификации по предлагаемому способу эта величина составляет 69000 циклов, что выше по сравнению с композицией стандартного состава (57200 циклов). При модификации по известному способу этот показатель, наоборот, ухудшается и составляет 55400 циклов.Another important positive effect of the modification according to the proposed method is a significant increase in the dynamic fatigue endurance of rubber during repeated deformations (150%). When modified by the proposed method, this value is 69,000 cycles, which is higher compared to the standard composition (57,200 cycles). When modified by a known method, this indicator, on the contrary, worsens and amounts to 55400 cycles.
Пример 4Example 4
Этот пример аналогичен примеру 3 с тем отличием, что для модифицирования обкладочной резиновой смеси и резины используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон НП-ПБ-14.7 с более высоким содержанием карбонильных групп (содержание кислорода 14.7 мас.%). Этот ненасыщенный поликетон получен по Пат. RU №2230754 путем оксигенирования закисью азота цис-1,4-полибутадиеного каучука и представляет собой вязкий жидкий олигомер с молекулярным весом Mn=800 (Mw/Mn=2.1).This example is similar to example 3 with the difference that low-molecular unsaturated polyketone NP-PB-14.7 with a higher content of carbonyl groups is used to modify the lining rubber mixture and rubber (oxygen content 14.7 wt.%). This unsaturated polyketone obtained by Pat. RU No. 2230754 by oxygenation with nitrous oxide of cis-1,4-polybutadiene rubber and is a viscous liquid oligomer with a molecular weight of M n = 800 (M w / M n = 2.1).
Модификацию проводят путем добавки в стандартную резиновую смесь 1 г указанного жидкого олигомера, что составляет 0.5 мас.% по отношению к суммарному количеству основного высокомолекулярного каучука и низкомолекулярного поликетона. В результате модификации указанным способом прочность связи обкладочной резины с металлокордом возрастает по сравнению с композицией стандартного состава и достигает 175 Н (таблица 10).The modification is carried out by adding 1 g of the indicated liquid oligomer to the standard rubber mixture, which is 0.5 wt.% With respect to the total amount of the main high molecular weight rubber and low molecular weight polyketone. As a result of the modification by this method, the bond strength of the lining rubber with the steel cord increases compared to the standard composition and reaches 175 N (table 10).
Динамическая усталостная выносливость резины также возрастает по сравнению с композицией стандартного состава (57204 циклов) и достигает 74630 циклов (таблица 10). Такие свойства вулканизата, как прочность при разрыве, твердость и эластичность, не изменяются по сравнению со стандартной композицией.The dynamic fatigue endurance of rubber also increases compared to a standard composition (57204 cycles) and reaches 74,630 cycles (Table 10). The properties of the vulcanizate, such as tensile strength, hardness and elasticity, do not change compared to the standard composition.
Прочность связи обкладочной резины на основе каучука СКИ-3 с металлокордомTable 10.
The bond strength of rubber-based rubber SKI-3 with steel cord
Пример 5Example 5
Этот пример аналогичен примеру 3 с тем отличием, что для модифицирования обкладочной резиновой смеси и резины используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон НП-ПБ-0.2 с более низким содержанием карбонильных групп (содержание кислорода 0.2 мас.%). Этот ненасыщенный поликетон получен по Пат. RU №2235102 путем оксигенирования закисью азота цис-1,4-полибутадиеного каучука и представляет собой полимер с молекулярным весом Мn=92000 (Mw/Mn=2.0).This example is similar to example 3 with the difference that low-molecular unsaturated polyketone NP-PB-0.2 with a lower content of carbonyl groups is used to modify the lining rubber mixture and rubber (oxygen content 0.2 wt.%). This unsaturated polyketone obtained by Pat. RU No. 2235102 by oxygenation with nitrous oxide of cis-1,4-polybutadiene rubber and is a polymer with a molecular weight of M n = 92000 (M w / M n = 2.0).
Модификацию проводят путем введения в резиновую смесь 50 мас.% указанного ненасыщенного поликетона по отношению к суммарному количеству высокомолекулярного каучука и низкомолекулярного поликетона. Для этого готовят резиновую смесь, содержащую 100 г ненасыщенного поликетона и 100 г полиизопренового каучука. Содержание остальных компонентов не отличается от стандартного состава (таблица 7).The modification is carried out by introducing into the rubber mixture 50 wt.% Of the specified unsaturated polyketone in relation to the total amount of high molecular weight rubber and low molecular weight polyketone. To do this, prepare a rubber mixture containing 100 g of unsaturated polyketone and 100 g of polyisoprene rubber. The content of the remaining components does not differ from the standard composition (table 7).
В результате такой модификации прочность связи обкладочной резины с металлокордом достигает 180 Н, что выше по сравнению с композицией стандартного состава (таблица 10). Динамическая усталостная выносливость резины также возрастает по сравнению с композицией стандартного состава и достигает 80630 циклов. Такие свойства вулканизата, как прочность при разрыве, твердость и эластичность, не изменяются по сравнению со стандартной композицией.As a result of this modification, the bond strength of the lining rubber with the steel cord reaches 180 N, which is higher compared to the standard composition (table 10). Dynamic fatigue endurance of rubber also increases compared to a standard composition and reaches 80630 cycles. The properties of the vulcanizate, such as tensile strength, hardness and elasticity, do not change compared to the standard composition.
Пример 6Example 6
Этот пример аналогичен примеру 3 с тем отличием, что для модифицирования обкладочной резиновой смеси и резины используют низкомолекулярный ненасыщенный поликетон НП-ПИ-3.9 (содержание кислорода 3.9 мас.%), полученный по Пат. RU №2230754 путем оксигенирования закисью азота цис-1,4-полиизопренового каучука (Mn=380000, Mw/Mn=2.9). Этот ненасыщенный поликетон содержит звенья с карбонильными группами и изопреновые звенья и представляет собой вязкий жидкий олигомер с молекулярным весом Мn=1000 (Мw/Мn=1.9).This example is similar to example 3 with the difference that low-molecular unsaturated polyketone NP-PI-3.9 (oxygen content 3.9 wt.%) Obtained according to Pat. RU No. 2230754 by oxygenation with nitrous oxide of cis-1,4-polyisoprene rubber (M n = 380000, M w / M n = 2.9). This unsaturated polyketone contains units with carbonyl groups and isoprene units and is a viscous liquid oligomer with a molecular weight of M n = 1000 (M w / M n = 1.9).
Модификацию проводят путем введения в резиновую смесь 20 мас.% указанного ненасыщенного поликетона по отношению к суммарному количеству высокомолекулярного каучука и низкомолекулярного поликетона. Для этого готовят резиновую смесь, содержащую 40 г ненасыщенного поликетона и 160 г полиизопренового каучука. Содержание остальных компонентов не отличается от стандартного состава (таблица 7).The modification is carried out by introducing into the rubber mixture 20 wt.% Of the specified unsaturated polyketone with respect to the total amount of high molecular weight rubber and low molecular weight polyketone. To do this, prepare a rubber mixture containing 40 g of unsaturated polyketone and 160 g of polyisoprene rubber. The content of the remaining components does not differ from the standard composition (table 7).
В результате модификации указанным способом прочность связи обкладочной резины с металлокордом возрастает по сравнению с композицией стандартного состава и достигает 230 Н (таблица 10). Динамическая усталостная выносливость резины также возрастает по сравнению с композицией стандартного состава и достигает 86020 циклов. Такие свойства вулканизата, как прочность при разрыве, твердость и эластичность, не изменяются по сравнению со стандартной композицией.As a result of the modification in this way, the bond strength of the lining rubber with the steel cord increases compared to the standard composition and reaches 230 N (table 10). Dynamic fatigue endurance of rubber also increases compared to a standard composition and reaches 86,020 cycles. The properties of the vulcanizate, such as tensile strength, hardness and elasticity, do not change compared to the standard composition.
Пример 7Example 7
Этот пример аналогичен примеру 3 с тем отличием, что модифицирование обкладочной резиновой смеси и резины проводят с помощью комбинации низкомолекулярных ненасыщенных поликетонов. Для модифицирования используют жидкие ненасыщенные поликетоны НП-ПБ-9.9 (Mn=2200, Mw/Mn=2.5, содержание кислорода 9.9 мас.%) и НП-ПИ-1.7 (Mn=2800, Mw/Mn=1.6, содержание кислорода 1.7 мас.%), полученные по Пат.RU №2230754 путем оксигенирования закисью азота соответственно цис-1,4-полибутадиенового и цис-1,4-полиизопренового каучуков.This example is similar to example 3 with the difference that the modification of the lining rubber mixture and rubber is carried out using a combination of low molecular weight unsaturated polyketones. For modification, liquid unsaturated polyketones NP-PB-9.9 (M n = 2200, M w / M n = 2.5, oxygen content 9.9 wt.%) And NP-PI-1.7 (M n = 2800, M w / M n = 1.6, oxygen content 1.7 wt.%) Obtained according to Pat.RU No. 2230754 by oxygenation with nitrous oxide, respectively cis-1,4-polybutadiene and cis-1,4-polyisoprene rubbers.
Модификацию проводят путем введения в резиновую смесь по 4.8 мас.% указанных ненасыщенных поликетонов по отношению к суммарному количеству основного высокомолекулярного каучука и низкомолекулярных поликетонов. Для этого готовят резиновую смесь, содержащую 10 г ненасыщенного поликетона НП-ПБ-9.9, 10 г ненасыщенного поликетона НП-ПИ-1.7 и 180 г полиизопренового каучука. Содержание остальных компонентов не отличается от стандартного состава (таблица 7).The modification is carried out by introducing into the rubber mixture 4.8% by weight of the indicated unsaturated polyketones with respect to the total amount of the main high molecular weight rubber and low molecular weight polyketones. To do this, prepare a rubber mixture containing 10 g of unsaturated polyketone NP-PB-9.9, 10 g of unsaturated polyketone NP-PI-1.7 and 180 g of polyisoprene rubber. The content of the remaining components does not differ from the standard composition (table 7).
В результате модификации указанным способом прочность связи обкладочной резины с металлокордом возрастает по сравнению с композицией стандартного состава и достигает 220 Н (таблица 10). Динамическая усталостная выносливость резины также возрастает по сравнению с композицией стандартного состава и достигает 82330 циклов. Такие свойства вулканизата, как прочность при разрыве, твердость и эластичность, не изменяются по сравнению со стандартной композицией.As a result of the modification by this method, the bond strength of the lining rubber with the steel cord increases compared to the standard composition and reaches 220 N (table 10). Dynamic fatigue endurance of rubber also increases compared to the standard composition and reaches 82,330 cycles. The properties of the vulcanizate, such as tensile strength, hardness and elasticity, do not change compared to the standard composition.
Пример 8Example 8
Этот пример аналогичен примеру 2 с тем отличием, что модифицирование резиновой смеси и резины на основе высокомолекулярного бутадиен-нитрильного каучука проводят с помощью низкомолекулярного ненасыщенного поликетона НП-БН-5.4 (содержание кислорода 5.4 мас.%), полученного по Пат. RU №2230754 путем оксигенирования закисью азота бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18А. Этот ненасыщененый поликетон содержит звенья с карбонильными группами и звенья с нитрильными группами и представляет собой вязкий олигомер с молекулярным весом Mn=6300 (Mw/Mn=2.3).This example is similar to example 2 with the difference that the modification of the rubber mixture and rubber based on high molecular weight nitrile butadiene rubber is carried out using low molecular weight unsaturated polyketone NP-BN-5.4 (oxygen content of 5.4 wt.%) Obtained according to Pat. RU No. 2230754 by oxygenation with nitrous oxide nitrile butadiene rubber BNKS-18A. This unsaturated polyketone contains units with carbonyl groups and units with nitrile groups and is a viscous oligomer with a molecular weight of M n = 6300 (M w / M n = 2.3).
Модификацию проводят путем введения в резиновую смесь 15 мас.% указанного ненасыщенного поликетона по отношению к суммарному количеству высокомолекулярного каучука и низкомолекулярного поликетона. Для этого готовят резиновую смесь, содержащую 60 г ненасыщенного поликетона и 340 г бутадиен-нитрильного каучука. Содержание остальных компонентов не отличается от стандартного состава (таблица 4).The modification is carried out by introducing into the rubber mixture 15 wt.% Of the specified unsaturated polyketone in relation to the total amount of high molecular weight rubber and low molecular weight polyketone. To do this, prepare a rubber mixture containing 60 g of unsaturated polyketone and 340 g of nitrile butadiene rubber. The content of the remaining components does not differ from the standard composition (table 4).
Модификация резины по предлагаемому способу дает преимущества по сравнению с эластомерной композицией стандартного состава (таблица 11). Добавка низкомолекулярного ненасыщенного поликетона приводит к значительному повышению относительного удлинения (650%) и сопротивления раздиру (52 кН/м). Такие свойства резины, как прочность при разрыве, твердость, эластичность и морозостойкость, практически не изменяются.Modification of rubber according to the proposed method gives advantages compared with the elastomeric composition of a standard composition (table 11). The addition of a low molecular weight unsaturated polyketone leads to a significant increase in elongation (650%) and tear resistance (52 kN / m). Such properties of rubber as tensile strength, hardness, elasticity and frost resistance are practically unchanged.
Физико-механические характеристики вулканизатов на основе каучука БНКСTable 11.
Physico-mechanical characteristics of vulcanizates based on rubber BNKS
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007130650/04A RU2345101C1 (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Method of modifying rubber mixes and rubbers |
PCT/RU2008/000330 WO2009022941A1 (en) | 2007-08-10 | 2008-05-28 | Method for modifying rubber mixtures and rubbers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007130650/04A RU2345101C1 (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Method of modifying rubber mixes and rubbers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2345101C1 true RU2345101C1 (en) | 2009-01-27 |
Family
ID=40350890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007130650/04A RU2345101C1 (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Method of modifying rubber mixes and rubbers |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2345101C1 (en) |
WO (1) | WO2009022941A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011149374A1 (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Катализа Им. Г.К.Борескова Сибирского Отделения Ран | Method for modifying rubber mixes and rubbers |
RU2442796C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Воронежский синтетический каучук" | Way of production of modified 1,4-cis-polybutadiene |
RU2501820C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-12-20 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Butadiene-nitrile rubber based rubber mixture |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118969C1 (en) * | 1994-06-28 | 1998-09-20 | Акционерное общество открытого типа "Московский шинный завод" | Rubber modifying agent |
US6242523B1 (en) * | 1999-03-08 | 2001-06-05 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubber composition with liquid high Tg polymer and tire with tread thereof |
US6251992B1 (en) * | 1999-09-10 | 2001-06-26 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubber composition containing hydroxyl terminated polyalkylene polymer and tire with tread thereof |
-
2007
- 2007-08-10 RU RU2007130650/04A patent/RU2345101C1/en not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-05-28 WO PCT/RU2008/000330 patent/WO2009022941A1/en active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011149374A1 (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Катализа Им. Г.К.Борескова Сибирского Отделения Ран | Method for modifying rubber mixes and rubbers |
RU2442796C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-02-20 | Открытое акционерное общество "Воронежский синтетический каучук" | Way of production of modified 1,4-cis-polybutadiene |
RU2501820C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-12-20 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Butadiene-nitrile rubber based rubber mixture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009022941A1 (en) | 2009-02-19 |
WO2009022941A8 (en) | 2009-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3976628A (en) | Process for polylithiating unsaturated polymers | |
US4547560A (en) | Random styrene-butadiene copolymer rubber | |
EP0581618B1 (en) | Rubber composition and production thereof | |
KR101339380B1 (en) | Rubber composition for tire and tire | |
JP5006609B2 (en) | Elastomers with reduced hysteresis using lithium aminomagnesate polymerization initiators | |
JP5577406B2 (en) | Polybutadiene catalyzed by neodymium | |
EP1557433B1 (en) | Process for the preparation of polybutadiene with a low branching degree | |
EP2221195B1 (en) | Tire with a rubber composition and a tread of polybutadiene rubber | |
US4259218A (en) | Rubber compositions and method therefor | |
US8394883B2 (en) | Vulcanizable blend comprising partially hydrogenated vinylarene-conjugated diene branched polymers | |
EP3106491B1 (en) | Rubber composition for tires | |
JP4123019B2 (en) | Cis-1,4-polybutadiene and method for producing the same | |
JP5463838B2 (en) | Method and composition for producing cis-1,4-polybutadiene | |
US4721749A (en) | Tire tread compounds based on vinyl polybutadiene | |
RU2522568C2 (en) | Rubber compositions, containing polymer component with multimodal molecular-weight distribution | |
RU2345101C1 (en) | Method of modifying rubber mixes and rubbers | |
WO2019043929A1 (en) | Polybutadiene rubber | |
RU2414486C2 (en) | Method of preparing rubber mixtures and rubber | |
JP3672382B2 (en) | Pneumatic tire | |
EP3418073A1 (en) | Rubber composition containing styrene/butadiene elastomer and silica reinforcement and tire | |
JP2022001647A (en) | Rubber composition and method for producing the same | |
US6114451A (en) | Rubber composition | |
JP3933796B2 (en) | Rubber mixture and rubber composition | |
JP3240770B2 (en) | Method for producing rubber composition | |
Blumel | Molecular Structure and Properties of Polybutadiene Rubbers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180811 |