ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛИЗАТОРА RPA-2000 ДЛЯ ЭКСПРЕСС - ОЦЕНКИ МОЛЕКУЛЯРНО-МАССОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В КАУЧУКАХ ЭМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 66.012.1

Шевченко В.М.

студент-магистр, Тольяттинский государственный университет (Россия, Тольятти)

ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛИЗАТОРА ЯРЛ-2000 ДЛЯ ЭКСПРЕСС - ОЦЕНКИ

МОЛЕКУЛЯРНО-МАССОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В КАУЧУКАХ ЭМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

Аннотация: Проанализированы основные проблемы, возникающие при производстве каучуков эмульсионной полимеризации и основные показатели, характеризующие их качество. Найден способ экспресс-оценки молекулярно-массового распределения в каучуках. На приборе КРЛ-2000 протестированы образцы каучуков, полученных в различных производственных условиях. Выявлены отличия в молекулярно-массовом распределении этих образцов.

Ключевые слова: анализатор ЯРЛ-2000, вязкость оп Муни, каучуки, молекулярно-массовое распределение, эмульсионная полимеризация.

Основными условиями процесса эмульсионной полимеризации каучуков является выдерживание в установленном диапазоне температуры процесса и степени конверсии. Нарушение условий производственного технологического регламента может не сказаться на таких традиционных свойствах, определяемых при контроле качества продукта, как вязкость по Муни, но может привести к изменению молекулярно-массового распределения в каучуках.

Молекулярно-массовое распределение - соотношение количеств макромолекул различной молекулярной массы в образце полимера, т.е. состав полимера по молекулярным массам.[1 ]

Сужение ММР в ходе полимеризации, вероятно, связано с тем, что по мере увеличения конверсии тип ММР в конечном итоге формируется наиболее реакционно -способным при данных условиях центром полимеризации.

Повышение температуры полимеризации приводит к расширению ММР, причиной этому может стать увеличение разветвленности каучука и повышение

содержания гель-фракции в нем. Ухудшение свойств каучука приводит к возникновению трудностей при его переработке, возникает необходимость в увеличении времени смешения для разрушения возникших структур, что влечет за собой повышение трудо-и энергозатрат процесса. Эти факторы приводят падению спроса на каучук со стороны потребителя.

В связи с этим возникает потребность в мониторинге не только основных свойств, заложенных в технических условиях на каучук, но и проведении анализа изменения их ММР.

Одним из самых распространенных способов определения молекулярно-массовых характеристик каучуков является метод гель-проникающей хроматографии. Однако, метод довольно длителен по времени и требует предварительной пробоподготовки, одно только растворение каучука занимает 24 часа.

Однако существует способ экспресс-оценки молекулярно-массового распределения при помощи анализа на приборе РПА-2000. Этот метод не требует предварительной пробоподготовки, она осуществляется непосредственно в камере прибора при задании оператором нужных параметров испытания в цикле подпрограммы «TIMED».

Параметр, снимаемый с прибора и характеризующий молекулярно-массовые характеристики каучука - tana. Для удобства оценки - обратное отношение 1/ tana.

Угол сдвига фаз 5 - угол сдвига между синусоидальной деформацией и S* крутящего момента в течение колебательного цикла.

Тангенс 5 - отношение модуля вязкости к модулю упругости материала.

tg 5=G'7G' (1)

Практические исследования каучуков эмульсионной полимеризации, полученных в различных условиях производственного процесса на анализаторе RPA-2000 показывают различные значения ММР. Для тестирований было отобрано по 10 партий каучуков, полученных в условиях повышенной конверсии и температуры полимеризации и по 10 партий каучуков, полученных в условиях, соответствующих нормам технологического регламента. Результаты практического эксперимента представлены в таблицах 1 -2.

Таблица 1 - Результаты анализа ММР каучуков, полученных в условиях повышенной конверсии и температуры полимеризации на RPA-2000

№ образца М0,ед.Муни 1/Лtg(0Д-20)Гц

1 53 6,3

2 55 6,1

3 53 6,2

4 55 6,4

5 55 7,0

6 55 6,2

7 50 6,1

8 50 6,2

9 51 6,2

10 52 6,3

Таблица 2 - Результаты анализа ММР каучуков, полученных в условиях соответствующих нормам технологического регламента на RPA-2000

№ образца М0,ед.Муни 1/Лtg(0,1-20)Гц

1 52 4,9

2 54 4,9

3 53 4,8

4 49 5.0

5 51 5.1

6 48 4,9

7 52 5,3

8 51 5,1

9 54 4,9

10 53 4,8

Таким образом, у каучуков, полученных в условиях повышенной конверсии и температуры полимеризации при уровне вязкости по Муни (50-55) ед. Муни, значение ММР составляет (6,1-7,0), а у каучуков, полученных в условиях соответствующих нормам технологического регламента при уровне вязкости по Муни (48-54)ед. Муни, значение ММР составляет (4,8-5,3).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Кирпичников П.А. Химия и технология синтетического каучука: учебник для вузов / П.А. Кирпичников, Л.А. Аверко-Антонович, Ю.О.- Л.: Химия, 1987. - 269 с.

2. Презентация Ярославского семинара шинной промышленности ЯРЛ-2000,

2016.