Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин
эфиров с указанными мономерами проводили в
среде высококипящего алифатического углеводородного растворителя.
Эфиры алифатических карбоновых кислот широко применяются для
получения резин с повышенной морозостойкостью. Наибольшее распространение
получили эфиры адипиновой и себациновой кислот и одноатомных спиртов (от н-
бутилового до изодецилового). Эти эфиры характеризуются незначительной
токсичностью, поэтому они широко применяются при изготовлении упаковочных
полимерных материалов для пищевых продуктов. Самым эффективным
пластификатором, значительно повышающим морозостойкость резин, является
дибутил себацинат (ДБС). Он хорошо совмещается с каучуками и пластмассами,
имеет низкие вязкость, летучесть, высокую стойкость к экстрагированию
водой, мылами и моющими средствами. ДБС склонен к экстрагированию
углеводородами, что исключает возможность его применения в изделиях,
контактирующими с такими средами. Он применяется для изготовления резин на
основе хлоропренового и бутадиен-нитрильного каучуков с морозостойкостью до
-60(С /30/.
Для улучшения технологических свойств резиновых смесей при смешении,
вальцевании, экструзии разработан продукт РА-1109, представляющий собой
смесь эфиров органических кислот с парафином и мелом (карбонат кальция).
Введение продукта в резиновую смесь способствует снижению вязкости по Муни
и улучшению перерабатываемости, понижению гистерезисных потерь, повышению
динамического модуля, повышению степени диспергирования технического
углерода, что улучшает динамические свойства. Введение вместо РА-1109
каждого из кампонентов дает худшие результаты. Оптимальная дозировка – 3
масс.ч. /31, 32/.
Перспективным направлением в области разработки новых целевых добавок
является их синтез на основе синтетических жирных монокарбоновых кислот
(СЖК) разного фракционного состава, полученных в крупнотоннажном масштабе
при окислении парафиновых углеводородов нефти. На базе СЖК фракции С5-С9 и
диэтиленгликоля был создан новый пластификатор, названный “эфир ЛЗ-7”.
Важной особенностью пластификатора эфира ЛЗ-7 является небольшое по
сравнению с другими сложноэфирными пластификаторами изменение его вязкости
с температурой. Эффективность повышения морозостойкости резин на основе
полярных каучуков при введении сложноэфирного пластификатора тем больше,
чем меньше возрастает его вязкость с понижением температуры. Это
согласуется с результатами испытания конкретных резин с эфиром ЛЗ-7, из
которых следует, что по влиянию на морозостойкость резин эфир ЛЗ-7
значительно превосходит дибутилфталат и приближается к дибутилсебацинату
/27/.
За рубежом эфиры ЖК широко изучаются и частично применяются /9/.
Бутиловый эфир стеариновой кислоты изучался как растворитель
невулканизованного каучука и может быть использован как пластификатор
резиновых смесей на основе натурального и синтетического каучука. Бутиловый
эфир стеариновой кислоты может действовать как пластификатор для
антиадгезивов на основе уретанового каучука, для повышения связи корд-
каучук и для увеличения мягкости и адгезии при обработке. Этот стеарат
может быть использован для улучшения сопротивления световому старению
бутадиенстирольных сополимеров. Бутиловый эфир стеариновой кислоты не
только пластификатор для резин на основе хлорированного каучука, но и
обеспечивает уменьшение тепловых потерь и увеличивает водонепроницаемость
резин на основе синтетического каучука.
Бутандиолкапролат – это эфир с превосходным низкотемпературным
поведением, поэтому может быть использован как пластификатор для широкой
области каучуков. Бутилолеат применяется как смазка и пластификатор
каучуков и проявляет тенденцию ускорителя вулканизации резиновых смесей.
Циклогексилстеарат работает как пластификатор синтетических каучуков,
где может увеличивать эластичность и мягкость и действует также как агент,
улучшающий выемку из пресс-формы. Диэтиленгликольстеарат используется для
смазки каучука и может быть использован как диспергирующая добавка.
Глицерилмоностеарат действует как смазка при литье под давлением. Он
же может выполнять функцию эмульгатора и стабилизатора в латексах,
используется в виде 1 %-ной дисперсии в воде и позволяет диспергировать
многие пигменты в этих латексах.
Глицерилтристеарат нашел применение при изготовлении фактисов –
каучукоподобных продуктов путем нагревания силиконтетрахлорида и
гидрированного касторового масла в композиции на основе силиконового
каучука.
Метилгидроксистеарат выполняет функцию внутренней смазки и
технологической добавки для уменьшения поверхностной липкости в бутиловых
каучуках, он же может явиться агентом для улучшения выемки из пресс-форм
/33/.
6 Смоляные кислоты
Смоляные кислоты – природные карбоновые кислоты главным образом
фенонтренового ряда общей формулы С19Н27-31СООН (молекулярная масса 300-
304). Смоляные кислоты продуцируются всеми хвойными растениями; эти кислоты
– главная составная часть живицы (50-70 % по массе), экстрактивных
смолянистых веществ из соснового осмола (45-60 %), таллового масла (30-45
%), канифоли (75-95 %). Качественный состав смесей смоляных кислот
практически одинаков, но наблюдаются значительные различия в их
количественном составе.
Среди сиоляных кислот особенно часто встречаются трициклические
соединения, отличающиеся положением двойных связей или заместителей и
пространственной конфигурацией, что обусловливает различие в их химических
свойствах /35/.
Смоляные кислоты таллового масла (СКТМ) являются смесью изомеров
кислот С20Н30О2 и продуктов их диспропорционирования под влиянием
температуры или кислых катализаторов. К ним оносятся левопимаровая (следы),
декстропимаровая, изодекстропимаровая, абиетиновая, неоабиетиновая,
палюстровая, дигидроабиетиновая, тетрагидроабиетиновая и дегидроабиетиновая
кислоты /7/. Разработанные способы выделения и идентификации смоляных
кислот позволили получить более точные данные о составе смоляных кислот, в
частности, опровергнуть мнение Аскана о наличии в талловом масле особой
пинабиетиновой кислоты. Установлено, что пинабиетиновая кислота
представляет собой смесь, по крайней мере, трех или четырех смоляных
кислот.
Смоляные кислоты таллового масла отличаются от смоляных кислот,
находящихся в смолах соснового дерева, как в количественном, так и в
качественном отношении. Это во многом объясняется условиями их получения.
Первичная левопимаровая кислота легко изомеризуется в секреции дерева,
а также при нагревании в щелочной или кислой среде, образуя адиетиновую и
другие кислоты.
Таким образом, смоляные кислоты таллового масла состоят из
декстропимаровой и тетрагидроабиетиновой кислот, а также из продуктов
окисления. Это предопределяет качество получаемой из указанных смоляных
кислот талловой канифоли и позволяет получить из них большое количество
других продуктов, т.к. дегидроабиетиновая кислота имеет бензольное ядро /6,
7/.
Смоляные кислоты таллового масла легко окисляются кислородом воздуха.
При этом уменьшается их растворимость в бензиновых углеводородах.
Нерастворимая в петролейном эфире часть СКТМ (оксикислоты) служит поэтому
мерой самоокисления. Прежде всего, самоокислению подвергаются кислоты типа
абиетиновой. Декстропимаровые кислоты не окисляются /34/.
Смоляные кислоты таллового масла нашли свое применение в резиновой
промышленности. Например, для увеличения озоностойкости резин, они содержат
1-4 масс.ч. смеси, содержащей по30-35 масс.ч. три сложных эфира спиртов С6,
С12, С18 со смоляными кислотами, полученными при химической переработке
древесины сосны – из живичной, экстракционной и талловой канифоли и из
жирных отходов производства крафт-бумаги /35/.
Для увеличения скорости вулканизации, уменьшения внутреннего трения
при каландровании и экструзии, повышения адгезионных свойств резины,
резиновая смесь содержит 5-35 масс.ч. производных смоляных кислот с
амидными группами, формулы R1N(H)R2 /36/.
В качестве повысителей клейкости, в резинах для автокамер применяют
пентол “C” и пентол “П”, изготавливаемые на основе таллового пека,
являющегося вторичным продуктом целлюлозо-бумажной промышленности при
получении талловой канифоли методом ректификации таллового масла /37/.
7 Исследование таллового масла в качестве заменителя более дорогих
технологических добавок
На современном этапе рыночных отношений в России проблемы, связанные с
разработкой научных основ производства и технологии оформления процессов, а
также ассортимента химических продуктов и реактивов химического синтеза
претерпевают некоторые изменения. Это связано с резким повышением цен на
нефтехимическое сырье и, как следствие, значительным сокращением их
производства, а подчас и остановки ряда промышленных предприятий,
использующих эти соединения /38/.
По оценкам отечественных и зарубежных экономистов, а также
маркетинговых служб, в настоящее время в качестве заменителя таких
компонентов наиболее целесообразным оказалось применение натуральных
продуктов природного происхождения, как наиболее дешевых и экологически
безопасных. Причем эта тенденция может сохраниться и в будущем.
Следует
| |  скачать работу |
Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин |
