CC BY
134
ИНГРЕДИЕНТЫ
УДК 678.049
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НОВОГО МЯГЧИТЕЛЯ ФИТО-НОРМАН-212 НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ВУЛКАНИЗАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
ПРОТЕКТОРНОЙ РЕЗИНЫ
Е.С. БОГОМАЗОВА, Т.Б. МИНИГАЛИЕВ, доцент
Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)
ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
(423578, Республика Татарстан, г. Нижнекамск, пр. Строителей, 47) E-mail: BogomazovaES@nknh.ru
В работе показано влияние нового мягчителя резиновых смесей на технологические вулканизационные свойства. Установлено, что масло ФИТО-НОРМАН-212 обладает достаточно сильным пластифицирующим действием, что и определяет технологические свойства резиновых смесей и стабилизирует вулканизационные характеристики резиновых протекторных смесей.
Ключевые слова: резиновые смеси, мягчитель, параметры вулканизации, масло Фито-Норман-212.
Интенсивное развитие резиновой промышленности, увеличение выпуска существующих и создание новых типов резин требует постоянного совершенствования сырьевой базы.
Правильный подбор и введение мягчителей в резиновую смесь позволяют не только направленно регулировать свойства готовой продукции и улучшить переработку полимерных композиций, но и изменять клейкость, когезионную прочность, параметры вулканизации, повысить срок службы и атмосферостой-кость изделий, улучшить адгезионную связь с армирующими материалами [1].
Авторами исследованы возможности применения нового мягчителя — масла Фито-Норман-212 (ФН-212) производства компании «Оргхим» в резиновой смеси, предназначенной для изготовления протекторов легковых радиальных шин. Проведён сравнительный анализ свойств резиновых смесей по основным показателям, определяемым в процессе лабораторных ис-Физико-химические свойства ФН-212 и ПН-6
пытаний, в сравнении с серийным мягчителем маслом ПН-6. Масло ФН-212 представляет собой смесь сложных эфиров карбоновых кислот. Некоторые характеристики свойств ФН-212 и ПН-6 представлены в таблице.
В опытные смеси дополнительно вводили новый мягчитель масло ФН-212 в количестве от 1 до 11 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.
На рис. 1 показано влияние соотношения ПН-6:ФН-212 на пластичность протекторной резиновой смеси. В резиновых смесях существенную роль играют мягчите-ли, повышающие пластичность, и наполнители (сажи), понижающие её. Пластичность каучука и резиновых смесей в значительной степени определяет лёгкость смешения, формуемость, шприцуемость.
g 0,300 i 0,275 | 0,250 X I 0,225 и £ 0,200 0,175, 0,150 С у ^ / ■ Фито-Норман-212 / • ПН-6 l/f --Линия тренд а Фито-Норман-212 -Линия тренда ПН-6
3 6 9 12 Содержание, мае. ч.
Рис. 1. Изменение пластичности резиновой смеси в зависимости от содержания масел ФН-212 и ПН-6
Пластичность при использовании масла ФН-212 в составе резиновой смеси выше при его содержании в пределах от 1 до 7 мас.ч., чем при использовании масла ПН-6. При увеличении дозировки мягчителей наблюдаются более высокие значения пластичности резиновой смеси, в составе которой имеется масло ПН-6. В целом с ростом количества масел, как ФН-212, так и ПН-6, наблюдается рост пластичности образцов смесей. Максимальная пластичность приходится на 11 мас.ч. масел в резиновых смесях.
Показатели Метод испытаний Результаты испытаний
ФН-212 ПН-6
Содержание воды, % мас. ГОСТ 16399 Отсут. Следы
Плотность при 20°С,
кг/дм2 ГОСТ 3900 0,965 0,960
Вязкость кинемати-
ческая, мм2/с:
при 100°С ГОСТ 33 23,9 40
при 40°С ГОСТ 33 287,6 35
Показатель прелом- ГОСТ
ления при 20°С 18995.2 1,5000 1,525
Температура, °С:
текучести ГОСТ 2477 10 —
вспышки в
открытом тигле ГОСТ 4333 240 230
застывания,
не выше ГОСТ 20287 — 36
Содержание меха-
нических примесей, % мас., не более ГОСТ 6370 Отсут. Отсут.
Противоположной пластичности величиной является эластическая восстанавливаемость деформированных резиновых смесей. Графики зависимости эластического восстановления от массового содержания масел представлены на рис. 2.
9 12
Содержание, мае. ч.
Рис. 2. Изменение эластического восстановления резиновой смеси в зависимости от содержания масел ФН-212 и ПН-6
9 12
Содержание, мае. ч.
рицей, что существенно повышает их технологичность, повышает клейкость резиновых смесей.
При этом наименьшее снижение вязкости наблюдается при меньших дозировках ФН-212. Это можно объяснить следующим образом: в готовой резиновой смеси происходит миграция ряда компонентов. Вероятнее всего при малых дозировках ФН-212 на поверхность мигрирует такое количество, которое достаточно для образования аутогезионных связей. А при увеличении дозировки ФН-212 увеличивается доля, мигрирующая на поверхность выцвета, и происходит экранирование адгезионно-активных центров на поверхность эласто-мерной матрицы.
Введение масла ФН-212 в резиновую смесь влияет на скорость вулканизацию. На рис. 4 видно, что время достижения оптимума закономерно уменьшается при увеличении дозировки ФН-212, наблюдается также скачок при содержании масла 1 мас.ч., но с увеличением содержания ФН-212 зависимость практически линейна. В случае применения масла ПН-6 в составе резиновой смеси наблюдается отдаление достижения 90% -й вулканизации.
По данным рис. 2 можно судить о более высоких значениях показателя эластического восстановления при использовании в составе резиновой смеси масла-пластификатора ФН-212, чем в случае применения ПН-6. Максимум приходится на 5 мас.ч. ФН-212. Это характеризует резиновые смеси как малотехнологичные.
Пластоэластические свойства резиновых смесей характеризуют их поведение при формовании заготовок изделий перед вулканизацией. Они влияют на производительность технологического процесса и качество готовой продукции. Обеспечение заданного уровня этих свойств особенно важно при литье под давлением, шприцевании, каландровании. Например, чрезмерное повышение вязкости резиновой смеси может привести к более длительному заполнению литьевой формы и преждевременной вулканизации, а при использовании маловязких смесей возможно образование дефектов в изделии.
Вязкость резиновых смесей с маслом ФН-212 существенно ниже, чем с ПН-6 (рис. 3), вероятнее всего вследствие лучшей совместимости с каучуковой мат-
6 9 12
Содержание, мае. ч.
Рис. 4. Изменение времени достижения 90%-й вулканизации резиновой смеси в зависимости от содержания масел ФН-212 и ПН-6
Когезионная прочность характеризует резиновую смесь, как способность принимать необходимую форму изделия вплоть до разрыва физических связей, что косвенно говорит о пластифицирующем действии нового мягчителя, который ведёт себя как структурный пластификатор, а не истинный, что видно на рис. 5.
9 12
Содержание, мае. ч.
Рис. 3. Изменение вязкости резиновой смеси в зависимости от содержания масел ФН-212 и ПН-6
Рис. 5. Изменение когезионной прочности резиновой смеси в зависимости от содержания масел ФН-212 и ПН-6
При общем падении когезионной прочности смесей с применением масла ФН-212 следует отметить, что диапазон стабилизации свойств значительно шире, чем с маслом ПН-6, что позволяет успешно регулировать когезию с помощью специальных добавок при соизмеримых показателях когезионной прочности.
Рассмотрев результаты исследования, можно сказать, что масло ФН-212 обладает достаточно сильным пластифицирующим действием, что и определяет технологические свойства резиновых смесей и стабилизирует вулканизационные характеристики резиновых протекторных смесей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Милославский Д.Г., Черезова Е.Н., Ахмедьянова РА., Лиакумович А.Г. Эпоксидирование технической олеиновой кислоты пероксидом водорода на пероксофосфовольфрамат-ной каталитической системе, образующейся in situ // Бутле-ровские сообщения. — 2012. — № 3, Т. 29. — С. 72-78. "
2. Ельшевская ЕА., Писаренко Т.И. Диспактолы — новые отечественные технологические добавки полифункционального действия // Каучук и резина. — 1993. — № 5. — С. 48-51.
STUDY THE EFFECT OF THE NEW SOFTENER PHYTO NORMAN-212 ON TECHNOLOGICAL PROPERTIES AND VULCANIZING THE TREAD RUBBER
Bogomazova E.S.,
Minigaliev T.B., Docent, Nizhnekamsk Institute of Chemical Technology (branch) Kazan National Research Technological University (47, Stroiteley prosp.., Nizhnekamsk, Republic of Tatarstan, Russian Federation, 423578)
E-mail: BogomazovaES@nknh.ru
ABSTRACT
The work shows the influence of the new softener of rubber compounds on the technological properties of vulcanization. It is found that the oil Phyto NORMAN 212 has a sufficiently strong plasticizing action, and determines that the technological properties of rubber mixtures and vulcanization characteristics stabilizes the tread rubber mixtures.
Keywords: rubber compounds, softener, vulcanization parameters, oil Phyto Norman 212.
REFERENCES
1. Miloslavskiy D.G., Cherezova Ye.N., Akhmed'yanova R.A., Liakumovich A.G. Epoksidirovaniye tekhnicheskoy oleinovoy kisloty peroksidom vodoroda na peroksofosfovol'framatnoy kataliticheskoy sisteme, obrazuyushcheysya in situ [Epoxidation of technical oleic acid to hydrogen peroxide peroksofosfovolframatnoy catalyst system formed in situ]. Butlerovskiye soobshcheniyam [Butlerov messages]. 2012, no. 3, vol. 29, pp. 72-78. (In Russian).
2. Yel'shevskaya Ye.A., Pisarenko T.I. Dispaktoly — novyye otechestvennyye tekhnologicheskiye dobavkipolifunktsional'nogo deystviya [Dispaktol are new domestic technological additives of multifunctional action]. Kauchuk i rezina [Rubber and rubber], 1993, no. 5, pp. 48-51. (In Russian).
XX МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ СЪЕЗД ПО ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ
26-30 сентября 2016 года Екатеринбург, Россия
Уважаемые коллеги!
Приглашаем Вас принять участие в работе XX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, который состоится с 26 по 30 сентября 2016 года в г. Екатеринбурге.
В рамках съезда традиционно демонстрируются достижения мировой и отечественной химической науки в таких областях, как методология химического синтеза (включая синтез новых сверхтяжелых элементов с высокой стабильностью и химических веществ с необычной структурой и перспективными свойствами), наноматериалы и нанотехноло-гии, конструкционные и функциональные материалы, биомолекулярная химия и биотехнология (в том числе биокатализ и биосенсорный анализ), молекулярная электроника, супрамолекулярная химия, электрохимическая энергетика, альтернативные энергоносители и моторные топлива из растительного сырья, новые методы и приборы для изучения химических процессов и анализа веществ, а также другие. Оргкомитет XX Менделеевского съезда Контактная информация:
Организационный комитет XX Менделеевского съезда (ученые секретари): Доктор химических наук, профессор Горбунова Юлия Германовна
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119991, Москва, Россия, Ленинский проспект 31, корп. 4
тел: +7 495 955 48 74
E-mail: mendeleev2016@gmail.com
Кандидат химических наук Кузнецова Ольга Александровна
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Уральское отделение Российской академии наук»
620990, Екатеринбург, Россия, Первомайская 91
тел: +7 343 374 34 77
E-mail: mendeleev@prm.uran.ru
Web-site: www.mendeleev2016.uran.ru
