vulcanizare
Structura rețelei de vulcanizare. Mecanismul de vulcanizare. Vulcanizare. rețeaua are o structură complexă. Acesta, împreună cu nodurile care sunt conectate la două macromolecule (noduri tetrafuncționali), nodurile sunt observate, de asemenea, polifuncțional (compus într-un multiplu macromoleculelor de nod). ochiuri St-va depinde de concentrația de legături transversale chimice, distribuția acestora și structura chimică și greutatea moleculară medie și MWD cauciuc vulcanizabil, macromoleculele sale ramificare conținut în grila de zolfraktsii et al. Grosimea optima grid este atins atunci când toate acestea contribuind la o reticulare 1- 2% din unitățile monomerice ale macromoleculei. Defectele rețelei pot fi capetele libere ale macromoleculelor care nu sunt incluse în ea, ci sunt atașate de ea; legături încrucișate care leagă părți ale aceluiași lanț; suprapunerii sau țesăturilor etc.
Legăturile chimice transversale - punțile sunt formate sub acțiunea diferiților agenți ai lui B. și sunt fragmente ale moleculelor agentului însuși. Din compoziția chimică a acestor poduri, multe dintre caracteristicile de performanță ale cauciucurilor depind, de exemplu, de rezistența termo-oxidării. îmbătrânirea, rata de acumulare a deformațiilor reziduale în condiții de compresie la temperaturi mai ridicate. temperaturi, rezistență la medii agresive. Efectul compoziției chimice și lungimea legăturilor încrucișate asupra rezistenței cauciucurilor la temperaturi normale nu este stabilit în mod fiabil.
Structura unei rețele de vulcanizați umplută cu tehnică. carbonul (funinginea) este mai complex decât cele nefolosite din cauza interacțiunii fizice și chimice puternice a cauciucului cu umplutura. Pentru astfel de vulcanizați, nu sa găsit încă o relație cantitativă între parametrii structurii rețelei și caracteristicile de performanță. Cu toate acestea, există diferite calități. și dependențe semi-cantitative, care sunt utilizate pe scară largă pentru a proiecta rețete pentru cauciucuri și a prezice comportamentul lor atunci când VULKANIZATION
În practică, pentru a asigura performanțe ridicate ale echipamentelor, căutați min. durata VOLCANIZARE, dar în condiții care asigură o prelucrare eficientă a amestecurilor și obținerea cauciucului cu cele mai bune proprietăți. Întregul proces este împărțit în trei perioade: 1) inducție; 2) perioada de formare a rețelei; 3) re-vulcanizare (reversiune). Prin durata inducției. atunci când nu se observă reticularea măsurabilă, determină rezistența compusului de cauciuc la vulcanizarea prematură (scorch). Aceasta din urmă face dificilă procesarea amestecului și duce la o deteriorare a calității produselor. Această perioadă este deosebit de importantă în VOLCANIZAREA produselor cu mai multe straturi, deoarece prin creșterea duratei sale, aderența straturilor individuale ale amestecului în timpul formării articolului și covulcanizarea straturilor sunt îmbunătățite.
Finalizarea perioadei formării corespunde grilei optime vulcanizare - timpul în care formarea vulcanizat este în general realizată cu cele mai bune proprietăți. caracteristică importantă punct de vedere tehnic - .. Platoul vulcanizarea, adică, durata de timp pe parcursul căreia valoarea parametrului măsurat, aproape optim variază relativ puțin. Prin reversiune determină încălzirea cauciucului în continuare, după evacuarea agentului de vulcanizare reversia este prezentat într-o creștere suplimentară a duritatii a vulcanizat (de exemplu, în timpul întăririi polibutadienă, copolimeri ai butadienei cu stiren sau acrilonitril), sau, dimpotrivă, în sa înmuiat (în vulcanizarea poliizopren, cauciuc butil, etilenă-propilenă cauciuc). Aceste modificări ale proprietăților sunt asociate cu restructurarea termică a vulcanizatorului. plasă, termodinamică și termo-oxidare. transformări ale macromoleculelor.
Reacțiile elementare care apar în timpul vulcanizării, structura chimică definită a agentului de cauciuc și de întărire, precum și condițiile de proces. De obicei, indiferent de natura acestor reacții, există 4 etape. VULCANIZARE Pe prima, care acoperă în principal inductorii. agent perioadă vulcanizing merge într-o formă activă: un agent așa-numitul vulcanizarea eficace ca rezultat al reacției sale cu procesul de acceleratori și activatori (DAI). [Aplicare componente relativ stabile ale sistemului vindecare cauzate de necesitate relativ lungă (până la un an) cauciuc plante de depozitare, precum și economisirea de timp pentru o compoziție de cauciuc plasticitate, deoarece exclude altfel posibilitatea fasonarea.]
De fapt reticulare cuprinde două etape: a) activarea macromolecule care rezultă din reacția lor cu DAB, ceea ce duce la formarea de ion polimer radical liber polimer sau agent intermediar aductul vulcanizing activ la o macromoleculă; b) interacțiunea a două macromolecule activate (fie activate sau neactivate) pentru a forma o legătură transversală. În cea de-a patra etapă, legăturile încrucișate "primare" sunt rearanjate în structuri mai stabile din punct de vedere termic și chimic; când vulcanizarea spumelor de cauciuc. de exemplu, polisiloxan sau fluororuburi, aceasta este o tehnologie separată. funcționare - expunere în termostate de aer.
Specificitatea. Reacțiile particulare considerate - mediu foarte vâscos și un exces mare de cauciuc, comparativ cu cantitatea de agent de vulcanizare (de obicei 1-5% în greutate din cauciuc). Majoritatea agenților de vulcanizare sunt slab solubili (solizi) sau slabi compatibili (lichide) cu cauciuc; Prin urmare, se disperseze uniform în agentul de vulcanizare cauciuc unui mediu sub formă de particule (picături) la cea mai mică dimensiune posibilă este utilizat spec. dispersanți, care sunt agenți tensioactivi pentru acest sistem. Un agent de dispersie bun este, de exemplu, stearat de zinc, care este format în amestecul de cauciuc în timpul reacției acidului stearic și ZnO, aplicat ca activatori prezență vulcanizarea sulf grupelor polare în macromolecula, insoiubiie polare în compoziția de cauciuc și alte câteva. Factorii care contribuie la concentrare locală chiar solubil agenţi de vulcanizare cauciuc reacțiile consecință vulcanizare condițional, sunt parțial ca omogene (dizolvat DAB) și în parte ca heterogen [reacție cauciuc secțiunea ranitse - particulă (picăturii) DAV]. Se crede că reacțiile eterogene conduc la formarea unor segmente înguste de rețea MWD între macromolecule reticulate, permițând o flexibilitate crescută, dinamice. rezistența și rezistența vulcanizată. Statistic. caracteristica distribuției reticulare a reacțiilor omogene este preferabilă în pregătirea sigiliilor. cauciuc, cea mai importantă a cărei proprietate este o mică acumulare a deformațiilor reziduale în timpul comprimării.
Deoarece fracțiunea este eterogenă. Structura vulcanizatorului depinde de reacții. plasa, proprietățile vulcanizatelor sunt determinate nu numai de mecanismul reacțiilor chimice, dar și de mărimea și distribuția particulelor dispersate ale agentului de vulcanizare și DOV în cauciuc, intensitatea intermolului. interacțiunea la limita interfazică etc. Influența acestor factori se manifestă atunci când cauciucul este amestecat cu ingredientele și amestecul de cauciuc este prelucrat. Prin urmare, proprietățile vulcanizării depind de "preistoria" unui anumit eșantion.
Tehnologia vulcanizării. Sisteme de vulcanizare. Majoritatea compușilor din cauciuc suferă VULCANIZARE la 130-200 ° C în special. agregate (prese, autoclave, formatoare de vulcanizare, băi de sare, cazane, mașini de turnare prin injecție, etc.), folosind o varietate de agenți de răcire (supraîncălzit abur, aer cald, încălzire electrică și altele.). Etanșările, straturile de cauciuc etc. vindecă adesea aprox. 20 ° C (VOLCANIZARE "rece").
Naib. componente importante ale sistemului de vulcanizare a sulfului - acceleratoare de vulcanizare; variind tipul și cantitatea (cu prezența obligatorie a activatorului Vulcanizare - un amestec de ZnO cu acid stearic), este posibilă variația vitezei structurii rețelei și a proprietăților cauciucului într-un domeniu larg. Structura chimică a acceleratorului determină viteza de formare și reactivitatea DAV. În cazul vulcanizării sulfului, este un accelerator de compus polisulfidic (Usk) de tip VSC-Sx-Usk sau Usk-Sx-Zn-Sy-Usk. Ca rezultat al reacțiilor DAV-urilor cu grupe metilenice sau (și) legături duble ale macromoleculei, se formează legături încrucișate conținând unul sau mai mulți atomi de sulf.
În industrie ca acceleratori sulfurici Vulcanizarea este cea mai utilizată (70% din consumul total al acestor ingrediente) folosind tiazoli substituiți și sulfenamide. În primul rând, de exemplu 2-mercaptobenzotiazol, dibenzotiazolildisulfid furniza vulcanizarea platou larg de cauciuc și termookislit rezistență ridicată. îmbătrânire. Sulfenamides cum ar fi N-ciclohexil-2-benzothiazolylsulfenamide (sulfenamidă C) morfoliltiabenzotiazol (M sulfenamidă), reduce tendința de a amestecurilor de vulcanizare prematură, amestecuri și îmbunătățirea maleabilitate articole monolitice retardatule procese secundare (de exemplu, degradarea și cauciucul izomerizare).
În prezența. acceleratori din grupul tiurami, cum ar fi tetra-metiltiuramdisulfida, dipentametilentiuramtetrasulfida cauciuc obținut cu o mai bună. rezistența la căldură. Acești compuși furnizează de mare viteză vulcanizării sulfuric capabile cauciucurile vulcanizate dienice și fără sulf elementar. Chiar mai accelerare vulcanizarea observată atunci când se utilizează așa-numitele ultrauskoriteley-ditiocarbamați și xantații. În prezența. mai întâi (dimetilditiocarbamat, Zn, dietilamina dietilditiocarbamat) amestec de cauciuc poate fi vulcanizat într-un timp scurt, la 110-125 ° C Membrii solubili în apă a acestui grup de compuși, de exemplu, dimetilditiocarbamat Na, este utilizat pentru vulcanizarea compuși din latex și niște adezivi din cauciuc. Xantați, cum ar fi Zn butii xantat, este utilizat în principal în compozițiile adezive vulcanizate la 20-100 ° C,
introdus pentru prima dată în practica acceleratori de vulcanizare cu sulf - (produse de anilină condensare cu aldehide) aldegidaminy și guanidine (în principal difenil guanidină) - se caracterizează printr-o acțiune întârziată. Datorită acestui fapt, ele sunt convenabile pentru obținerea de eboniți și produse masive. Difenilguanidina, în plus, este utilizată pe scară largă în combinație cu tiazoli pentru creșterea activității acesteia din urmă; Acesta a dezvoltat un număr mare de sisteme de acceleratoare binare care furnizează o vulcanizare mai eficientă decât fiecare dintre ele în mod individual.
Pentru a reduce în mod eficient tendința de a pârli amestecurile de cauciuc cu sistem de vulcanizat sulfuric întârzietori utilizat pârli-N-HH-trozodifenilamin, anhidridă ftalică, N-tsiklogeksiltioftalimid. Efectul acestor ingrediente este redus la o scădere a vitezei de reacție a componentelor sistemului de vulcanizare cu cauciuc sau între ele în formarea DAB.
În scopul de a obține cauciuc cu spets. proprietăți în industrie extinde utilizarea unor astfel de agenți VULCANIZARE, ca peroxizi organici, alchilfenol-formalde. rășini, oligoester acrilați etc. compuși nesaturați, derivați organici policalogeni, compuși nitrozoizi etc. Există, de asemenea, interes crescut în VULCANIZARE sub acțiunea radiațiilor. radiații și alți factori fizici. Peroxid și radiații. cauciucul diferă. rezistența la căldură și proprietățile dielectrice îmbunătățite; cauciuc, alchil fenol-formald vulcanizat. rășini, - rezistență ridicată la abur supraîncălzit. Vulcanizarea cauciucurilor care conțin grupări funcționale în macromolecule este posibilă și cu ajutorul compușilor care intră în reacții chimice cu aceste grupuri. Astfel, vinilpiridină cauciucuri poligalogenproizvodnymi vulcanizat cauciuc halogenat (policloropren, polietilenă clorosulfonată, cauciuc clorobutilic, fluororubbers) - diamine și polioli, uretan-diizocianați.
Enciclopedii chimice. Volumul 1 >> La lista articolelor
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: