CC BY
8Решетневскуе чтения. 2018
УДК 678.43
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУКТУРИРОВАНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В ПРИСУТСТВИИ ЗАМЕЩЕННЫХ ПИРАЗОЛОВ
В. Д. Ворончихин*, П. Е. Селютина, П. С. Мельникова, Д. И. Персидская, А. В. Любяшкин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
*E-mail: vvd-77@mail.ru
Представлены результаты изучения процесса структурирования эластомерных композиций на основе натурального каучука в присутствии замещенных нитрозопиразолов.
Ключевые слова: эластомерная композиция, структурирование, замещенные нитрозопиразолы.
THE STUDY OF THE PROCESS OF STRUCTURING THE ELASTOMER COMPOSITIONS IN THE PRESENCE OF SUBSTITUTED PYRAZOLES
V. D. Voronchikhin*, P. E. Selyutina, P. S. Melnikova, D. I. Persidskaya, A. V. Lyubyashkin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: vvd-77@mail.ru
The paper presents the results of studying the process of structuring elastomeric compositions based on natural rubber in the presence of substituted nitrozopyrazoles.
Keywords: elastomeric composition, structuring, substituted nitrozopyrazoles.
Одним из распространенных способов соединения деталей при конструкционной сборке является их склеивание. Представленный на рынке ассортимент клеев достаточно разнообразен [1] и выбор типа клея определяется сферой применения изделий, в которых он предполагается к использованию.
Значительным преимуществами клеевых композиций на основе натурального каучука является их универсальность, т. е. возможность использования для соединения деталей и полуфабрикатов бытового (в том числе, пищевого) и промышленного назначения. Однако, его существенным недостатком является легкость деструкции при повышенной температуре и под действием кислорода воздуха [2]. В связи с этим, является актуальным поиск полифункциональных ингредиентов для композиций на основе натурального каучука, сочетающих антиокислительные, адгезон-но-активные и иные свойства.
Ранее было установлено, что замещенные нитро-зопиразолы обладают полифункциональными свойствами [3; 4]. В связи с этим представлял интерес исследование влияния замещенных нитрозопиразолов на процессы структурообразования в эластомерных композициях.
Исследования проводились в эластомерной композиции на основе натурального каучука, используемой для создания клея. В качестве структурирующих агентов в композиции использовалась комбинация дибензотиазолдисульфида (альтакс) и 2-меркапто-бензотиазола (каптакс).
Объектами исследования являлись 3-(мето-ксиметил)-4-нитрозо-5-фенил-1Н-пиразол и 3-мето-ксиметил-4-нитрозо-5-(п-хлорфенил)-1Н-пиразол, синтезированные по методике [5]. Дозировка приме-
няемых модификаторов в составе композиций составляла 1,0 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука.
Изготовление композиций осуществлялось на валковом смесителе с последующей вулканизацией на гидравлическом прессе при температуре 145 °С.
Изучение процесса структурирования опытных композиций осуществлялось методом оценки структурных параметров вулканизационной сетки по методике, изложенной в [6]. В качестве растворителей использовались толуол и м-ксилол, имеющих разное сродство к полимерной матрице. В качестве оценочных критериев использовались равновесная степень набухания Q1, степень набухания гель фракции Q2, содержание гель-фракции (Г) и золь-фракции (З).
Применение исследуемых замещенных нитрозо-пиразолов приводит к снижению скорости вулканизации. Это выражается в увеличении Ql и Q2, относительного контрольного образца (см. таблицу). При этом установлено, что 3-(метоксиметил)-4-нитрозо-5-фенил-1Н-пиразол, в сравнении с 3-метоксиметил-4-нитрозо-5-(п-хлорфенил)-1Н-пиразолом, более интенсивно снижает скорость процессов структурирования композиций.
Большее значение р2 в композициях, содержащих 3-метоксиметил-4-нитрозо-5-(п-хлорфенил)-1Н-пиразол, относительно контрольной смеси (см. таблицу) характеризует наличие более редкой вулканиза-ционной сетки. На это также указывает большее значение гель-фракции в модифицированной композиции.
Полученные результаты позволяют предположить возможность использования исследуемых замещенных нитрозопиразолов при изготовлении низкомодульных клеевых композиций.
Химия и химические технологии
Структурные характеристики вулканизатов, содержащих замещенные нитрозопиразолы
Время вулканизации Контрольная смесь Тип модификатора
3-(метоксиметил)-4-нитрозо-5-фенил-1 Н-пиразол 3-метоксиметил-4-нитрозо-5-(п-хлорфенил)-1 Н-пиразол
01 1 02 1 З I Г 01 1 02 1 З I Г 01 1 02 1 ЗI Г
Растворитель толуол
5 минут - - 100 I - - - 100 I - - - 100 I -
10 минут 1161 1443 18 I 82 - - 100 I - 2122 3407 32 I 68
15 минут 976 1186 16 I 84 - - 100 I - 1640 2041 19 I 81
20 минут 744 899 16 I 84 1601 2128 24 I 76 1263 1507 15 I 85
Растворитель м-ксилол
5 минут - - 100 I - - - 100 I - - - 100 I -
10 минут 1120 1387 18 I 82 - - 100 I - 2688 4416 37 I 63
15 минут 909 1121 17 I 83 - - 100 I - 1655 2056 19 I 81
20 минут 721 879 16 I 84 1566 2085 24 I 76 1189 1435 16 I 84
Библиографические ссылки
1. Петрова А. П. Клеящие материалы : справ. М. : Редакция журнала «Каучук и резина», 2002. 196 с.
2. Агаянц И. М. Натуральный каучук, в поисках рецепта. М. : [б. и.], 2010. 700 с.
3. Исследование влияния n-замещенных 3-метил-4-нитрозо-Ш-пиразолов и 4-нитрозоанилинов на рео-кинетику вулканизации ненаполненных эластомерных композиций / А. С. Косицына, Т. А. Фроленко, В. Д. Ворончихин и др. // Журнал Сибирского федерального университета. Сер. Химия. 2014. Т. 7, № 2. С. 185-191.
4. Гончаров Е. В. Нитрозогетероциклические соединения в качестве модификаторов эластомерных композиций : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Красноярск, 2009. 16 с.
5. Синтез ранее неизвестного 1-(п-хлорфенил)-4-метокси-1,2,3-бутантриона-2-оксима и нитрозопира-зола на его основе / Д. И. Персидская, В. В. Ефимов, А. В. Любяшкин и др. // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения : сб. материалов по итогам Всерос. науч.-практ. конф. (7 декабря 2017, г. Красноярск) ; СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2017. С. 467-469.
6. Шварц А. Г. Номограммы для определения густоты пространственной сетки вулканизатов // Каучук и резина. 1957. № 7. С. 31-34.
References
1. Petrova A. P. Kleyashchie materialy. Spravochnik. [Adhesive materials. Handbook] M. : ZAO "Redakciya zhurnala "Kauchuk i rezina", 2002. 196 p.
2. Agayanc I. M. Natural'nyj kauchuk, v poiskah recepta [Natural rubber, looking for a recipe]. M. : [b. i.], 2010. 700 p.
3. Issledovanie vliyaniya n-zameshchennyh 3-metil-4-nitrozo-1N-pirazolov i 4-nitrozoanilinov na reokinetiku vulkanizacii nenapolnennyh elastomernyh kompozicij [Study of the effect of n-substituted 3-methyl-4-nitroso-lH-pyrazoles and 4-nitrosoaniline to rheokinetic curing unfilled elastomeric compositions] / A. S. Kosicyna, T. A. Frolenko, V. D. Voronchihin et al. // Zhurnal Sibirskogo federal'nogo universiteta. Seriya: Himiya. 2014. T. 7, № 2. P. 185-191.
4. Goncharov E. V. Nitrozogeterociklicheskie soedi-neniya v kachestve modifikatorov elastomernyh kom-pozicij : avtoreferat diss. ... kand. tekhn. nauk [Nitroso-geterocyclic compounds as modifiers of elastomeric compositions : diss. abstract ... candidate of technical sciences]. Krasnoyarsk, 2009. 16 p.
5. Sintez ranee neizvestnogo 1-(p-hlorfenil)-4-metoksi-1,2,3-butantriona-2-oksima i nitrozopirazola na ego osnove [The synthesis of the previously unknown 1-(p-chlorophenyl)-4-methoxy- 1,2,3-butatriene-2-oxime and nitrosophenol based on it] / D. I. Persidskaya, V. V. Efimov, A. V. Lyubyashkin et al. // Lesnoj i himicheskij kompleksy - problemy i resheniya : sb. materialov po itogam Vseros. nauch.-prakt. konf. [Forest and chemical complexes-problems and solutions : collection of materials on the results of vseros. scientific. prakt. сonf.]. Krasnoyarsk, 2017. P. 467-469. (In Russ.)
6. Shvarc A. G. Nomogrammy dlya opredeleniya gustoty prostranstvennoj setki vulkanizatov [Nomograms to determine the density of the spatial grid of vulcani-zates] // Kauchuk i rezina. 1957. № 7. Р. 31-34.
© Ворончихин В. Д., Селютина П. Е., Мельникова П. С., Персидская Д. И., Любяшкин А. В., 2018
