SU914586A1

SU914586A1 - Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука 1

Info

Publication number: SU914586A1
Application number: SU802954741A
Authority: SU
Inventors: Natan S Pechuro; Valerij N Torkhovskij; Pavel A Vernov; Vladimir A Glagolev; Aleksandr G Liakumovich; Aleksej N Merkurev; Vera N Zelenova; Lyudmila R Lyusova; Nikolaj G Cherkasov; Viktor K Frantsuzov; Gennadij Z Skripnik; Zinaida D Shulyakovskaya
Original assignee: Mo I Tonkoj Khim Technologii
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к вулканизуемой резиновой смеси на основе карбоцепного каучука, и может быть использовано для получения шин и резинотехнических изделий.

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, содержащая в качестве пластификатора традиционные материалы — сосновую смолу, масло ПН—6, масло-мягчитель, мазут и другие [11Недостаток этой смеси связан с низким технико-экономическим показателем, обусловленным дефицитностью используемого пластификатора (сосновая смола), либо с ее неудовлетворительными технологическими свойствами и недостаточно высокими физико-механическими свойствами резин из этой смеси (при использовании в качестве пластификатора масла ПН—6, масла-мягчителя, мазута). Кроме того, масло ПН—6, масло-мягчитель, мазут и другие нефтепродукты являются потенциальным сырьем для нужд энергетики и их использование в качестве пластификатора в связи е этим весьма нежелательно.

2

Наиболее близкой по химической природе к предлагаемой является вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука , включающая пластификатор — продукт деструкции изопренового (некондици5 онного) каучука с молекулярной массой ' 7000 — 20000, например, в количестве

10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука [2].

Однако известная резиновая смесь обладает неудовлетворительными технологическими свойствами, а резины из нее — низкими эксплуатационными свойствами.

Цель изобретения — улучшение технологических свойств резиновой смеси и эксплуатационных свойств резин из нее, а именно: повышение пластичности, улучшение со15 противления раздиру, динамической выносливости, теплостойкости, сопротивления разрастанию прокола, снижение истираемости.

Поставленная цель достигается тем, что вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая плас⁰ тификатор, в качестве последнего содержит продукт термической деструкции полимерных отходов производства высокомолекулярного цис-1,4-полиизопрена, с молекуляр914586

3

ной массой 500 — 3000, в количестве 6 — 12 мае. ч. на 100 мас.ч. каучука.

Полимерные отходы образуются на различных стадиях технологического процесса, а также при чистке реакторов и другого оборудования цехов полимеризации и последующей обработки каучука.

Деструкцию осуществляет при атмосферном давлении нагреванием отходов при 280—345°С в течение 10—50 мин. Полученный пластификатор — ТППО (продукт термической переработки полимерных отходов) при комнатной температуре является однородной вязкотекучей массой, характеризующейся следующими показателями: средне’числовая молекулярная масса 500—3000 (определена методом измерения тепловых эффектов конденсации); содержание компонентов, мае. °/₀: углерод 87,4—88,2; водород 11,3—11,9; неорганические примеси 0,5-0,7.

Основная масса золы, содержащейся в полимерных отходах, остается на стенках реактора и ее удаляют при чистке последнего.

Термической деструкцией (переработкой) полимерных отходов производства каучука марки СКИ—ЗС и СКИ—3—01 получают пластификатор с близкими показателями.

Пример 1. Известная резиновая смесь.

Наполненная 50 мас.ч. технического углерода резиновая смесь на основе изопренового каучука марки СКИ—3, (100 мас.ч.) содержит в качестве пластификатора 10 мае. продукта деструкции некондиционного изопренового каучука СКИ—3 с молекулярной массой 15000 (продукт ТДП). Пластификатор получают при 250°С и прохождении реакции в течение 120 мин. Полученный продукт ТДП при комнатной температуре — малоподвижная масса, что затрудняет его дозирование, диспергирование в резиновой смеси и увеличивает время смешения.

Резиновую смесь готовят на лабораторных смесительных вальцах (160x320 мм) при 60—70°С, загрузке 800 г и продолжительности смешения 22 мин. Последовательность введения ингредиентов следующая, мин:

Каучук 0

Стеарин 1

Окись цинка, сульфенамид Ц 2 НеозонД 5

Пластификатор (ТДП) 6

Технический углерод 10

Сера 20

Технологические свойства резиновой смеси оценивают путем определения пластичности по ГОСТ 415—75.

Вулканизацию резиновой смеси ведут в электропрессе при 143±2°С. Испытания вулканизата проводят в соответствии с ГОСТ 270—75 (определение коэффициента теплостойкости по прочности), по ГОСТ 261—53

(определение динамической выносливости при многократном, растяжении), по ГОСТ 9983—62 (определение сопротивления разрастанию прокола), по ГОСТ 262—73 (определение сопротивления раздиру и коэффициента теплостойкости по раздиру) и по ГОСТ 426—66 (определение истираемости).

Пример 2—8. Наполненные 50 'мае. ч. технического углерода резиновые смеси на основе изопренового каучука СКИ—3 (100 мае.

ч.) содержат в качестве пластификатора продукт ТППО со среднечисловой молекулярной массой 1070 в количествах соответственно 10, 6,12, 3 и 15 мас.ч. (примеры 2—6).

Аналогичные резиновые смеси содержат в качестве пластификатора по 10 мас.ч. продукта ТППО с молекулярной массой 500 (пример 7) и с молекулярной массой 3000 (пример 8).

Последовательность введения ингредиентов такая же, как и в примере 1, однако, вследствие меньшей молекулярной массы (более низкой вязкости) продукта ТППО введение в смесь технического углерода возможно уже на 8 мин, а серы — на 18 мин. Суммарная продолжительность смешения при этом составляет 20 мин.

Примеры 9 и 10. Наполненные 50 мае. ч технического углерода резиновые смеси на основе изопренового каучука СКИ—3 (100 мас.ч.) содержат в качестве пластификатора продукт ТППО со среднечисловой молекулярной массой 300 (пример 9) и 7000 (пример 10). Первый из этих продуктов получают деструкцией полимерных отходов при 380°С, а второй — при 250°С в течение 180 мин. Резиновые смеси содержат эти пластификаторы в количестве 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Приготовление резиновой смеси по примеру 9 проводят аналогично примерам 2—8. Приготовление резиновой смеси по примеру ГО проводят аналогично примеру 1.

Вулканизацию резиновых смесей, а также испытания резиновых смесей и резин (вулканизатов) из них в примерах 2—10 проводят аналогично примеру 1.

В табл. 1 приведены рецептуры резиновых смесей, приготовленных в примерах 1 — 10. Технологические свойства смесей и эксплуатационные свойства вулканизатов представлены в табл. 2.

Из табл 2 видно, что предлагаемая резиновая смесь имеет улучшенные технологические свойства. Так, пластичность резиновой смеси, содержащей продукт ТППО предлагаемой молекулярной массы и в предлагаемых количествах (примеры 2—4, 7, 8), возрастает в 1,1 —1,4 раза по сравнению с известной смесью (пример 1). При умень- шении содержания в смеси продукта ТППО до 3 мас.ч. (пример 5) пластичность снижается, а при увеличении до 15 мас.ч. (пример 6) — возрастает настолько значительно, что затрудняет переработку смеси.

914586

Вулканизаты, полученные из предлагаемой резиновой смеси, превосходят приготовленные на основе известной смеси по комплексу эксплуатационных свойств. Эти преимущества сохраняются при использовании продукта ТППО молекулярной массы 500— 3000 в коли.честве 6—12 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука (примеры 2—4, 7,8). Так, сопротивление раздиру вулканизатов, содержащих продукт ТППО, в 1,3—1,4 раза выше, а истираемость в 1,3—1,4 раза ниже, чем у известной смеси.

Коэффициент теплостойкости по прочности в 1,1—1,3 раза, а по раздиру в 1,6—1,7 раза выше у вулканизатов, полученных на основе предлагаемой резиновой смеси. Наибольшие преимущества предлагаемая смесь имеет в области динамических свойств. Выносливость вулканизата при многократном растяжении возрастает в 2,0—2,6 раза, а

сопротивление разрастанию прокола — в 1,4—1,5 раза.

При вулканизации резновой смеси, содержащей продукт ТППО, молекулярной массы 300, получают пористый вулканиза? за счет перехода в паровую фазу низкокнпящих фракций пластификатора (пример 9).

Резиновая смесь и вулканизат на ее основе, содержащие продукт ТППО молекулярной массы 7000, заметных преимуществ перед известной резиновой смесью не имеют

« (пример Ю).

Таким образом, использование в качестве пластификатора продукта ТППО молекулярной массы 500—3000 в количестве 6— 12 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука, позволяет и У^ЛУ^ЧШИТЬ технологические свойства резиновой смеси (снижается время приготовления резиновой смеси приблизительно на 10%, повышается пластичность резины) и повысить

эксплуатационные свойства вулканизатов.

Таблица 1

Содержание ингредиентов, мас.ч., по примерам

Ингредиенты смеси

	1 (известная)	2	3	1»	5	6	7	8	9	10
цис-Полиизопрено-
вый каучук СКИ-3	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0
Стеарин технический	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
Окись цинка	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Сульфенамид Ц	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Неозон Д	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Продукт ТДП
(мол. масса 15000)	10,0'	-	-		-	-
Продукт ТППО
(мол. масса 1070)	-	10,0	6,0	12,0	з.о	15,0
Продукт ТППО
(мол. масса 500)	-	-	-			-	10,0	—
Продукт ТППО
(мол. масса 3000)		-		-	-			10,0
Продукт ТППО
(мол.масса 300)		-		-		—			10
Продукт ТППО
(мол.масса 7000)	- .	-	-	-			—		—	10,0
Технический угле-
род ПМ-75	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0
Сера	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0

914586

8

Таблица 2

Показатели	Примеры
1 ^известная^'	2	3	4	5	6	7	8	9 ________I	10
Пластичность	0,42	0,53	0,48	0,54	0,30	0,68	0,61	0,50	Резины пористые	0,43
Сопротивление раздиру, кН/м	90	123	125	120	100	98	121	123	То же	95
Истираемость, мм^/кДж	90	65	68	63	70	60	68	70	- 11 -	88
Коэффициент теплостойкости при 100°С по прочности	0,61	0,75	0,77	0,71	0,62	0,70	0,78	0,69	_н -	0,64
по раздиру	0,50	0,85	0,85	0,83	0,70	0,78	0,84	0,81		0,61
Динамическая выносливость при многократном растяжении (£ = 150%), тыс.циклов	15	39	33	34	21	28	37	30	-1 * —	16
Сопротивление разрастанию прокола, тыс. циклов	95	141	134	. 140	125	135	142	137	Рези- 99 ны пористые

Claims

Формула изобретения

Вулканизуемая резиновая смесь на основе карбоцепного каучука, включающая 35 пластификатор, отличающаяся тем, что, с целью улучшения технологических свойств резиновой смеси и эксплуатационных свойств резин из нее, смесь содержит в качестве пластификатора продукт термической деструкции полимерных отходов производства высокомолекулярного цис-1,4-полиизопрена молекулярной массы 500—3000 в количестве 6—12 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.