Исследование вязкостных свойств растворов каучука скмс-30аркп в дициклопентадиене Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

что для всех комбинаций наблюдаемые отклонения от средней величины момента трения не превышают 6-8 %, что согласуется с требованиями, предъявляемыми к изделиям.

Исследование свойств композиций на основе комбинаций БСК и БНК при выбранных соотношениях показало, что свойства связующих на их основе во многом определяются особенностями фазовой структуры* Даже при небольшом содержании БНК (25 мас.ч.) матрицу полимерной композиции формирует смесь последнего с ФФС, которая вследствие взаимной растворимости компонентов образует гомогенную среду. БСК распределён в ней ввиде частиц дисперсной фазы. Поэтому упруго-прочностные и термостойкие свойства композиций определяются преимущественно свойствами БНК и его содержанием в матрице. В тоже время данным композициям присущи свойства, характерные для твёрдых пластиков, модифицированных эластомерами [1,4]. Последние, как известно, обладают повышенным сопротивлением ударным нагрузкам, вследствие наличия низкомодульных частиц дисперсной фазы, которые, в данном случае, обладают также более низкой температурой стеклования по сравнению с матрицей [4,5], что способствует повышению ударной прочности. Корреляция между особенностями фазовой структуры и фрикционно-износивши свойствами по приведённым показате-

Кафедра химии и технологии переработки эластомеров

лям не проявляется. Однако более высокая термическая стойкость композиций, содержащих БНК, может оказаться доминирующим фактором в формировании фрикционно-износных свойств изделий вследствие меньшего термического разрушения структуры связующего, поскольку в процессе эксплуатации температура в контактной зоне возрастает до 500 °С и более [3],

Исследование возможности использования комбинаций СКМОЗОАРКМ-15 и СКН-26М при изготовлении связующего для производства фрикционных накладок сцепления показало, что использование комбинированного связующего оказывает положительное влияние на ряд ценных характеристик фрикционных материалов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кулезнёв ВЛ„ Смеси полимеров. М.: Химия. 1980, 304 с.

2. Шварц АХ.* Динзбург БМ. Совмещение каучуков с пластиками и синтетическими смолами. ML: Химия. 1972, 224 с.

3. Шаиии Н*ПМ Бородулип М«Мм Колбовский Ю,Я, Производство асбестовых технических изделий. Л.: Химия 1983, 160 с.

4. Нильсен ЛХ, Механические свойства полимеров и полимерных композиций. ЬА.: Химия. 1978, 312 с,

5. КошелЁБ Ф. Ф., Корпев А.Е., Буканов A.M. Общая технология резины, М.: Химия. 1978. 528 с.

УДК 178.178.2

М.В.Концеренко, А*А.Христолюбов, Тюрина, В*А.Ефимов, Г.А.Ефимова, Б.С. Гуров

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТНЫХ СВОЙСТВ РАСТВОРОВ КАУЧУКА СКМС-30АРКП

В ДИЦИ КЛОПЕ НТАДИЕНЕ

(Ярославский государственный технический университет)

Исследованы вязкостные свойства растворов каучука СКМС-ЗОАРКП в дициклопен-тадиене. Определена зависимость максимальной ньютоновской вязкости от концентрации каучука в растворе.

Использование реакции полимеризации цик-лоолефинов с раскрытием цикла открывает широкие возможности в области синтеза полимерных материалов и пластмасс. Одним из интенсивно развиваемых направлений в данной области является полимеризация дицикяопентадиена (ДЦГ1Д) и его производных, с целью получения материалов обладающих высокими прочностными характеристика-

ми. Полимеризацию ДЦПД проводят с использованием метода реакционно-инжекционного формования (РИФ), предполагающего инжектирование под относительно небольшим давлением жидких компонентов через головку смешения в форму, Полимеризация циклического диена протекает непосредственно в форме с образованием готового изделия.

Введение в мономер стиролсодержащих полимеров позволяет получать полиДЦПД с более высокой температурой стеклования и ударной прочностью. Однако растворы высокомолекулярных соединений в ДЦПД характеризуются значительно более высокой вязкостью, чем исходный мономер. Это обстоятельство с технологической точки зрения накладывает определенные ограничения на содержание соответствующих полимеров в растворе.

В данной работе представлены результаты исследования вязкостных свойств растворов каучука СКМС-ЗОАРКП в ДЦПД- Для исследований использовался ДЦПД с содержанием основного продукта 95% (ТУ 38-403-108-78), Измерения проводили с использованием реовискози метре Гепплера при температуре 20 ± 0,1 °С Каждое значение вязкости определяли как среднее значение из 10 параллельных измерений.

Вязкость растворов рассчитывали по формуле:

т] = Р-1«К*КГ\ где ?/ - вязкость, Пас; / время падения шарика, с; Р - напряжение сдвига, г/см2; К константа прибора, Па* см/г.

Константа прибора была определена на основании результатов исследования вязкости растворов глицерина известной концентрации и вязкости [1], КЧ),0977 ±0Д>01 Па-см/г Нами исследованы вязкостные свойства растворов каучука СКМС-ЗОАРКП в ДЦПД различной концентрации при различных напряжениях сдвига,

Результаты исследований представлены в таблице 1.

Из представленных данных видно, что средние значения вязкости растворов бутадмем-а-метилстирольного каучука зависят от напряжения сдвига, Причина данного явления может быть обусловлена либо неньютоновской природой исследуемых растворов, либо погрешностями, связанными с проведением исследований.

В связи с этим нами проведена проверка принадлежности выборок значений вязкости каждого раствора, определенных при разных напряжениях сдвига, к одной генеральной совокупности. Различие между двумя выборками считается незначительным, если выполняется неравенство:

<

н

q

где

х - У

) .

X , v - сравниваемые

N s N, средние значения выборок

и 2 соответственно;

Nh N2 - объём ьыборок 1 и 2, t (

q 2

значение

Р =

критерия Стьюдента (квантиль распределения Стьюдента для доверительной вероятности

Я ), I = 0,772002977; / - число степеней сво-2

боды, принимаемое равным / -. д? + д/\ _ 2 > I=

Поскольку количество измерений при каждом значении напряжения сдвига равно 10, то N¡■■=N7= 10; 5 - среднеквадратичное отклонение:

S =

2 2

2

2

где S| , -дисперсия выборок 1 и 2,

Таблица /

Зависимость вязкости растворов СКМС-ЗОАРКП в ДЦПД от концентрации каучука

Table 1 Synthetic rubber (SRMS-30 ARKP) solution viscosity as a function of rubber-dicyclopentadiene

mixing ratio

Номер Концентрация выборки каучука, % масс Напряжение сдвига, г/см2 Среднее значение вязкости раствора, Па-с

1.1 2,94 10 109

1.2 20 102

1.3 30 98

2.1 4,01 30 211 1

2.2 40 204

23 50 198

3.1 5,00 100 334 I , <

3,2 1 10 324 |

3.3 120 318

4.1 5,99 140 535 j

4.2 150 525

4.3 160 ] 517 I

5.1 7,05 180 932

S "> 190 914

5.3 200 900 j

6.1 8,03 --- 180 1155

6.2 190 1147

6.3 200 1151 |

Результаты проверки принадлежности выборок к одной генеральной совокупности представлены в таблице 2. Вязкости любого раствора каучука в ДЦПД, определенные при различных напряжениях сдвига, отличаются друг от друга, и эти различия значимы. Таким образом, значения вязкости растворов каучука в ДЦПД не могут быть отнесены к одной генеральной совокупности.

Таблица 2

Результаты проверки гипотезы значимости различий

между выборками

Table 2 The results of hypothesis verification on differences between the samples.

Номер I выборки Номер 2 выборки Среднеквадратичное отклонение, s Статистика, g Проверка гипотезы

I I.] 1.2 | 0,37688264 11,1266816 Значимо

I.I I 1.3 1,33422147 16,5371893 Значимо

1.2 I I.3 1,31772757 10,6898314 Значимо

2«I 2.2 1,23115178 9,2292208 Значимо

2.1 | 2.3 1,46281353 19,0068871 Значимо

| о ? ч 0,79975937 14,2545447 Значимо

3.1 3.2 1,21572787 8,16212429 Значимо

| 3.1 3.3 1,02002093 26,0929315 Значимо

3.2 3.3 0,96769342 17,6405697 Значимо

| 4.2 3,40983221 7,34484878 Значимо

4.1 4.3 2,9930071 17,844162 Значимо

4.2 4.3 1,87152766 12,6518078 Значимо

5.1 5.2 1,82530245 17,9066032 Значимо

5.1 5.3 2,30659193 36,0404318 Значимо

5.2 5.3 1,76991812 22,9586557 Значимо

6.1 6.2 1,40397462 5,40307274 Значимо

| 6.1 6.3 3,67665882 4,24486856 Значимо

1 6.2 6.3 3,70215903 7,5575314 Значимо

В связи с этим однозначно можно сделать вывод о том, что исследуемые растворы являются неньютоновскими жидкостями. На рис, 1 представлены зависимости вязкости растворов от напряжения сдвига.

Экстраполяция значений вязкости на ось ординат линейной функцией даёт значения максимальной ньютоновской вязкости каждого раствора. Зависимость максимальной ньютоновской вязкости от объёмной доли каучука в полулогарифмических координатах представлена на рис, 2,

о со

а ct

(Z

zr с£

ш о

о.

о ш ь-о

03 Q_

J3

н о

о ^

со а: Ш

1200 г

800

400

0

ш

2

0

100

200

300

Напряжение сдвига, г/см

Рис. I. Зависимость вязкости растворов каучука СКМС-30АРКП от напряжения сдвига.

Fig, К Synthetic rubber (SRMS-30 ARKP) solution viscosity as a

function of the shear stress

Вязкость раствора

Па с

10000

)000

00

l О

2 4 6 8 10

Концентрация каучука, % об.

Рис.2, Зависимости максимальной ньютоновской вязкости от

объёмной доли каучука в растворе

Fig. 2. Maximum newtonian viscosity as a function of rubber-dicyclopentadiene per cent by volume

ЛИТЕРАТУРА

Рабинович B.A., Хавии 3JRL Краткий химический сора вочник: Справочное пособие. Л.: Химия. 1978. 392 с.

Кафедра технологии полимерных материалов