Вулканизация СКС-30 арм-15 в присутствии стеариновокислого 9-этил-3,6-диаминокарба3ола Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 250 1975

ВУЛКАНИЗАЦИЯ СКС-30 АРМ-15 В ПРИСУТСТВИИ СТЕАРИНОВОКИСЛОГО 9-ЭТИЛ-3,6-ДИАМИН0КАРБА30ЛА

В. Д. БОГОСЛОВСКИЙ, Н. И. ЮХНОВЕЦ

(Представлена научно-методическим семинаром органических кафедр химико-технологического факультета)

Сополимерные бутадиен-стирольные маслонаполненные синтетические каучуки, к ним относится и СКС-30 АРМ-15, при смешении с остальными ингредиентами резиновой смеси не требуют предварительной пластикации. Относясь к каучукам общего назначения, маслонаполненные бутадиен-стирольные каучуки получили широкое применение в производстве резиновых изделий прессовой вулканизации (шин, РТИ, формовой резиновой обуви).

Задачи повышения производительности вулканизационного оборудования при вулканизации изделий в форме требуют создания быстро вулканизующихся резин с определенным комплексом физико-механических свойств и отсутствием склонности к преждевременной вулканизации. В общем случае ускорение вулканизации достигается рациональным выбором и дозировкой комбинации ускорителей вулканизации и вулканизующегося агента. Для бутадиен-стирольного и некоторых типов других СК рекомендуются ускорители замедленного действия типа сульфена-мидных.

Амины активируют ускорители вулканизации группы тиазола. В присутствии активированных основаниями ускорителей жирные кислоты могут оказывать дополнительное активирующее действие. Активирующее действие оснований частично компенсируется действием жирных кислот. Поэтому, применяя жирные кислоты и активированные основаниями ускорители типа меркаптопроизводных, можно увеличить период сохранения текучести резин при температуре вулканизации с одновременным улучшением физико-механических свойств вулканизатов [1].

Целью работы была проверка возможного активирующего действия стеариновокислого 9-этил-3,6-диаминокарбазола на вулканизацию стандартной смеси типа протекторной для шин. Смесь готовилась на каучуке СКС-30 АРМ-15. Ускоритель вулканизации— альтакс (бензотиазол-дисульфид).

Синтез стеариновокислого 9-этил-3,6-диаминокарбазола включал несколько стадий. Первой стадией было получение 9-этил-3,6-динитрокар-базола нитрованием 9-этилкарбазола дымящей азотной кислотой в среде нитробензола.

На второй стадии полученный динитрокарбазол восстанавливался оловом и соляной кислотой в среде уксусной кислоты. Получающийся 9-этил-3,6-диаминокарбазол — неустойчивое, легко окисляющееся сое-

со СП

Таблица 1

Физико-механические показатели опытных резин и вулканизатов на СКС-30 АРМ-15. Температура вулканизации 143°С

Смесь 1 2 3

Вре;

Время вулканизации, мин Время вулканизации, мин ля вулканизации, мин

Показатели 10 20 30 45 90 10 20 30 45 90 10 20 30 45 90

Пластичность смеси начальная 0,40 0,32 0,37

Пластичность после 60-

минутного кипячения в воде 0,46 9,31 0,34

Прочность на разрыв, кг\см2 8 40 125 195 261 25 60 130 220 262 32 104 196 250 278

Относительное удлинение, % 1100 1300 1200 1000 810 960 1110 1100 870 650 1070 1050 1000 860 670

Остаточное удлинение, % 140 120 110 60 38 120 110 62 50 30 110 68 52 40 24

Твердость по Шору 16 26 34 36 45 32 35 38 42 47 28 37 43 45 50

Эластичность по Шобу 28 27 27 28 28 29 27 27 28 29 27 27 28 29 28

Коэффициент старения (144 часа при 70° С)

вулканизата 60 минут

По прочности 230 : 270=0,85 270 : 260 = 1,04 256:285=0,94

По относительному удлинению 680 : 900=0 ,73 600 -.780=0,77 550 : 800=0,69

динение. Поэтому соляную кислоту брали с избытком <и получали более стойкую солянокислую соль диамина.

На последней стадии получался стеариновокислый 9-этил-3,6-диа-минокарбазол. Солянокислый диамин нейтрализовали расчетным количеством щелочи, и быстро отфильтрованный 9-этил-3,6-диаминокарбазол переносился в горячий раствор стеариновой кислоты в бензоле.

Реакционная масса отфильтровывалась, и при охлаждении из фильтрата выпадала соль в виде белого кристаллического вещества с температурой плавления 70—76° С. Выход соли составлял 94% от теоретического.

Опытные резиновые смеси были приготовлены по следующим рецептам (в % на 100 весовых частей каучука):

Рецепт I Рецепт 2 Рецепт 3

СКС—ЬО АРМ —15 100 100 100

Стеариновая кислота 2,0 2,0 2,0

Белила цинковые 5,0 5,0 5,0

Сажа газовая 50 50 50

Сера 2,0 2,0 2,0

Альтакс 2,0 1,0 1,5

Стеариновокислый 9-этил-3,6-

диаминокарбазол — 2,4 1,2

Рецепт I — стандартный для каучука СКС-30 АРМ-15 — типовой протекторной смеси. Дозировки ускорителей в смесях эквимолекулярны. Соотношение дозировок 0,5:0,5 молярных для смеси 2 и 0,75:0,25 — для смеси 3.

Опытные смеси вулканизовались в прессе при 143±1°С. Физико-механические показатели опытных резин и вулканизатов определялись по стандартным методикам [2].

Опытные резиновые смеси не склонны к преждевременной вулканизации. Вулканизаты резин, вулканизованных в присутствии стеариново-кислого 9-этил-3,6-диаминокарбазола, отличались высокой прочностью, лучшей упругостью и более широким плато вулканизации. Остальные показатели аналогичны таковым для контрольной смеси с одним ускорителем — альтаксом.

Резиновые смеси на комбинации ускорителей в начале процесса вулканизовались быстрее. Время достижения оптимума вулканизации, по произведению упругости, составляет для контрольной смеси 1 и опытной 2 — 45 мин, а для опытной смеси 3 — 30 мин. Опытные смеси отличаются лучшей теплостойкостью.

Из анализа результатов физико-механических испытаний опытных резин и вулканизатов следует, что стеариновокислый 9-зтил-3,6-диамино-карбазол в комбинации с альтаксом служит активным противостарите-лем и ускорителем вулканизации резин на СКС-30 АРМ-15. Резины не склонны к преждевременной вулканизации и дают вулканизаты с улучшенными физико-механическими характеристиками. Время вулканизации можно уменьшить.

ЛИТЕРАТУРА

1. В. Гофман. Вулканизация и вулканизующие агенты. «Химия», Л., 1968.

2. Резина. Методы испытаний. Стандартгиз, М., 1960.