CC BY
32
УДК 666.968.9
А.Т. Хайрутдинова
магистрант,
ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский
технологический университет»,
г. Казань
С.И. Вольфсон
д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии переработки эластомеров, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский
технологический университет»,
г. Казань
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА ПЛАСТИФИКАТОРА НА СВОЙСТВА ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ СИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА
Аннотация. В статье рассмотрено исследование физико-механических свойств герметизирующего композита на основе силоксанового низкомолекулярного каучука при добавлении пластификатора (парафина жидкого фракции С14-С17) в количестве от 15 до 150 м.ч. (массовые части к 100 массовым частям каучука). Выявлено, что при фиксированном количестве усиливающего наполнителя - пирогенного диоксида кремния, повышение количества парафина до 125 м.ч. повышает эластичность (до его определенного количества) и снижает прочность, твердость композита. Кроме того, увеличение количества парафина до 150м.ч. снижает тиксотропность герметизирующего материала.
Ключевые слова: герметизирующий материал, силиконовый низкомолекулярный каучук.
A.T. Khayrutdinova, Kazan National Research Technological University, Kazan
S.I. Volfson, Kazan National Research Technological University, Kazan
STUDY OF THE EFFECT OF CONTENT OF PLASTICIZER ON THE PROPERTIES OF SEALING
MATERIAL BASED ON SILICONE RUBBER
Abstract. The physico-mechanical properties of sealing composite based on silicon low-molecular rubber when adding the plasticizer (paraffin liquid fraction C14-C17) in the amount of 15 up to 150 phr (parts by weight per hundred parts rubber) were investigated. It is revealed that for a fixed amount of reinforcing filler which is pyrogenic silica, the in-crease in the amount of paraffin to 125 phr. improves elasticity and reduces the strength and hardness of the compo-site. Besides increasing the amount of paraffin to 150 phr. reduces the thixotropy of the sealing material.
Keywords: sealing material, silicone low-molecular rubber.
Введение
Большой интерес для практического использования представляют клеи-герметики на основе низкомолекулярных кремнийорганических каучуков строительного назначения. Успешное практическое применение герметиков обусловлено стабильностью свойств при низких и высоких температурах, при воздействии влаги и атмосферных условий, при тиксотропности -возможности нанесения их как на горизонтальные, так и на вертикальные поверхности [1].
Композиции, из которых создаются кремнийорганические герметики, состоят из полимерной основы, наполнителей, различных добавок (пластификаторов, антиоксидантов и адгезионных компонентов), сшивающих агентов и катализаторов вулканизации [2]. Удешевление сырьевой себестоимости базовых композитов происходит путем увеличения в рецептуре количества более дешевых составляющих, не ухудшая при этом эксплуатационных и качественных свойств. Расширение ассортимента композитов экономкласса является актуальной задачей организаций-производителей.
В представленной работе приведены результаты испытаний образцов герметизирующего композита строительного назначения, отличающегося содержанием пластификатора (парафина фракции С14-С17). Для приготовленных образцов определены показатели твердости, ус-
ловной прочности при разрыве, относительного удлинения, сопротивления текучести.
Экспериментальная часть
В качестве компонентов герметизирующего композита использовались силиконовый низкомолекулярный каучук с вязкостью (14-16) Пас, пирогенный диоксид кремния с удельной площадью поверхности (175-225) м /г, парафин нефтяной жидкий С14-С17 и метилтриацетокси-силан. Паста композита готовилась тщательным перемешиванием низкомолекулярного каучука (100 м.ч.), парафина (15, 30, 60, 90, 110, 125, 150 м.ч.) и пирогенного диоксида кремния (15 м.ч.) в течение не менее 30 минут. Получение вулканизата герметизирующего материала осуществлялось смешением 100 м.ч. полученной пасты с 4 м.ч. метилтриацетоксисилана.
Пластины вулканизованных образцов для проведения физико-механических испытаний готовились на прессе. Формование производилось в течение 7 часов под давлением 4 кгс/см , после чего производилась выдержка пластин на воздухе при 24°С в течение еще 65 часов. Для определения твердости приготовленные пластины были наложены друг на друга до общей толщины (6,0±0,3) мм. Твердость определялась прижатием твердомера к образцу не менее чем в трех точках в разных местах образца. За результат испытания приняли среднее арифметическое всех измерений.
Определение условной прочности, относительного удлинения при разрыве, а также обработка результатов испытаний проводились по ГОСТ 21751. Для испытаний вырубной машиной из пластин, приготовленных по вышеуказанному методу, были приготовлены по три образца с толщиной (2,0±0,2) мм. Образцы были закреплены в зажимном устройстве разрывной машины 2001-Р-05 № 99. Скорость движения подвижного зажима - (500±50) мм/мин. В момент разрыва фиксировалась сила и длина рабочего участка.
Определение сопротивления текучести проводилось согласно ГОСТ 25945 путем установления заполненного герметиком лотка в вертикальное положение, выдерживания в таком положении в течение 2-х часов и измерения величины стекания герметизирующего материала. Результаты, полученные при испытании образцов, отличающихся содержанием парафина, представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Физико-механические характеристики образцов герметика
Наименование Количество парафина в рецептуре пасты, м.ч. к 100 м.ч. каучука
показателей 15 30 60 90 110 125 150
Твердость, у.е. 17 15 14 13 12 10 7
Условная прочность, МПа 0,91 0,72 0,68 0,59 0,46 0,25 0,1
Относительное удлинение в момент разрыва, % 252 283 300 316 305 248 203
Сопротивление текучести, мм 0 0 0 1 3 5 11
Как видно по результатам испытаний, при увеличении количества парафина при неизменном количестве пирогенного диоксида кремния в образцах (15 м.ч.), являющегося активным наполнителем, наблюдается снижение физико-механических характеристик и сопротивления текучести, характеризующего тиксотропность материала, которая важна для материалов строительного назначения. Увеличение содержания парафина до 90 м.ч. приводит к увеличению эластичности. При дальнейшем увеличении содержания парафина наблюдается снижение относительного удлинения образцов.
Результаты данных испытаний могут служить основой для разработки ряда марок строительного герметизирующего материала на основе силиконового каучука, отличающихся эксплуата-
ционными характеристиками. К тому же возможны дальнейшие исследования с целью усиления высоконаполненных парафином образцов. Для этого необходимы эксперименты с увеличением количества пирогенного диоксида кремния или с изменением используемых его марок, например с более высокой удельной поверхностью, либо модифицированными марками [3].
Выводы
В результате проведенных исследований установлены значения наполнения силокса-нового герметика парафином нефтяным жидким, приводящие к изменению физико-механических характеристик и тиксотропности. При увеличении содержания парафина наблюдается уменьшение прочности, твердости и тиксотропности. Увеличение относительного удлинения происходит до содержания парафина в количестве 90 м.ч., дальнейшее увеличение парафина приводит к снижению относительного удлинения.
На основании данных экспериментов возможен выбор рецептур герметика с оптимальными свойствами.
Список литературы:
1. Хлебников А. Синтез надежности и качества. Казань: Вертолет, 2011. 240 с.
2. Долгов О.Н., Воронков М.Г., Гринблат М.П. Кремнийорганические жидкие каучуки и материалы на их основе. Л.: Химия, 1975. 114 с.
3. Охотина Н.А., Курбангалеева А.Р., Панфилова О.А. Сырье и материалы для резиновой промышленности. Казань: Изд-во КНИТУ, 2014. 111 с.
