ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕНОВОГО КАУЧУКА (ЭПК) С НИТРИЛ-БУТАДИЕН-КАУЧУКОМ (НБК)

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕНОВОГО КАУЧУКА (ЭПК) С НИТРИЛ-БУТАДИЕН-КАУЧУКОМ (НБК)

Рзаева Сона Вагиф

зав. лаб. кафедры Электромеханика, Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности,

Азербайджан, г. Баку

RESEARCH OF THE PROPERTIES OF MODIFIED ETHYLENE - PROPYLENE RUBBER (EPR) WITH NITRILE BUTADIENE RUBBER (NBR)

Sona Rzayeva

Head of laboratory Department of Electromechanics, Azerbaijan State University of Oil and Industry,

Azerbaijan, Baku

АННОТАЦИЯ

В научных исследованиях показана роль дикумилпероксида и 4,4'-дитиобис-N-фенилмалеимида, представляющих собой структурообразующие полимерные системы ЭПК-БНК+ПД и ЭПК-БНК+ПД+ДТБПМ, полученные в результате совместной модификации, изучен высокомолекулярный БНР с ЭПК, температурой и излучением. Исследовано влияние дозы на скорость вулканизации композиционного материала, изучены его структура и реологические свойства.

ABSTRACT

In scientific studies, the role of dicumyl peroxide and 4,4'-dithiobis-N-phenylmaleimide, which are structure-forming polymer systems EPA-NBR+PD and EPA-NBR+PD+DTBPM, obtained as a result of joint modification of high-molecular BNR with EPA, temperature and radiation, has been studied. The influence of the dose on the rate of vulcanization of the composite material was studied, its structure and rheological properties were studied.

Ключевые слова: модификация эластомеров, этилен пропиленовый каучук, сшивание.

Keywords: elastomer modification, ethylene propylene rubber, crosslinking.

Важнейшим направлением повышения качества и долговечности эластомерных материалов с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками является модификация эластомеров высо­комолекулярными и низкомолекулярными реакционноспособными соединениями.

В условиях происходящих в настоящее время радикальных изменений в технологии производства полимерных композиционных материалов широкое применение нашла замена традиционных методов их получения и переработки на прогрессивный материал, получаемый реакцией вытеснения, в частности термическим и радиационным отверждением. В ходе этого процесса смешивание осуществляется одновременно с ненасыщенным диеновым эластомером и вулканизированным эластомером [1-3].

Индивидуальные составы, известные термо- и радиационно-вулканизированные эластомеры сочетают в себе свойства при использовании в процессе рециклинга. В результате вулканизатов получены частицы каучуковой фазы, распределенные как в сплошном полимерном материале. Размер частиц не более нескольких микрон. Свойства вулканизатов зависят от многих факторов, при­роды полимеров, соотношения используемых полимеров, соотношения компонентов каучука, размера частиц резиновой смеси, степени сшивки, типа вулканизационной системы и т. д.

При изучении поведения установлено, что при высоких кратностях деформации свойства композиции определяются в основном дисперсной фазой. Аналогичный вывод о роли дисперсной и сшитой каучуковой фазы в формировании свойств эластомеров. На практике эласто­мерные композиции на основе смеси различных полимеров широко используются для того, чтобы компенсировать недостатки одного преимущества другого полимера. Путем выравнивания (модификации) каучуков ЭПМ с ненасыщенными достигается значительное улучшение их свойств в процессе эксплуатации.

В качестве объекта исследования взят сополимер этилен-пропиленового каучука (ЭПМ, Россия), полученный на катализаторе сополимеризации этилена и пропилена в присутствии комплексообразующих катализаторов. Содержание связанного пропилена 36-45%. Для модификации каучуком ЭПМ использовался ненасыщенный нитрил-бутадиеновый каучук (НБК), содержащий связанный акрилонитрил в соотношении 80:20, 70:30 и 60:40. В результате исследования методом Фурье-спектроскопии в бутадиеновой части полимера при 30°С полимеризации изомерный состав двойных связей в полимере составляет 1,2-изомер 14,3% 1,4-изомер и 14,8% транс -1,4-изомер 70%.

В сочетании с ЭПДМ с НБК обратите внимание на повышенную скорость и ненасыщенное сшивание (отверждение). Одной из основных проблем при сшивке (отверждении) ЭПМ является отсутствие ненасыщенности в боковых цепях полимера. Поэтому при выборе компонентов для модифицированной смеси учитывают индивидуальный структурный перекись дикумила (2,5-диметил-2,5-дитретбутилпроксигексан).

Таким образом, пероксидсодержащие кислотные группы (например, пероксид бензола) менее чувствительны к ингредиентам эластомерной смеси, чем дикумилпероксид (ДП). Поэтому мы при применении ДП в качестве отвердителя не вводим в состав наполнителей, что способствует расщеплению пероксидов, что нарушает процесс вулканизации [4-5].

В качестве ускорителя вулканизации использовали 4,4'-дитиобис-N-фенилмалеимид (ДТБФМ), обладающий высокой энергией связи атомов, соединяющих малеимидную группу, который активен в отношении ускорения реакций вывода малеимидных радикалов и образования поперечных связей.

Совмещение с эластомерами соответствующего качества вулканизата-связующей системы проводили на вальцовой мельнице при температуре 303⁰К в течение 8-10 мин. Состав исследуемых эластомерных композиций приведен в таблице 1.

Таблица 1.

Состав исследуемых полимерных смесей

Показана перспективность использования высокомолекулярных НБК для модификации ЭПДМ с повышенной ненасыщенностью и скоростью отвер­ж­дения. Рассмотрена роль пероксида дикумила (ПД) и ДТБФМ в полимерных системах max ЭПМ-БНК+ПД и ЭПМ-БНК+ПД+ДТБФМ при тепловом и радиационном воздействии [4,6]. С помощью физико-химических и спектральных методов анализа показано изменение молекулярной структуры полимерных систем. Определены кинетика высвобождения сшивания, гелевая фракция, резуль­тирующая сетка цепей концентрации для каждой тест-системы в зависимости от продолжительности нагревания и дозы облучения. Установлено, что сшивка полимерных систем с участием пероксида дикумила протекает по радикальному типу. Модификации ЭПМ-БНК при 60:40 в присутствии ускорителя 4,4'-дитиобис-N-фенилмалеимида (ДТБФМ) улучшают как технологичность смесей эластомеров, так и ряд важных характеристик вулканизатов.

Список литературы:

1. Sh.M.Mammadov, "Fundamentals of the synthesis technology, processing and vulcanization of butadiene-nitrile rubbers", LAP. Lambert Ac. Germany (2015), 350 p.
2. I.V.Garmonova, Syntetic Rubber. “Chemistry” 1986, Saint-Petersburg, 750 p.
3. O.V.Litvin, Basics technology of the rubber synthesis. “Chemistry” 1991, Saint-Petersburg 582 p.
4. Sh.M.Mammadov, S.V.Rzaeva, R.H.Mehdiyeva, H.N.Akhundzada, Structural parameters and dynamical properties of the radiative and peroxide vulcanizates based on EPM participation, American Journal of Polymer Science,2016, pp.12-17
5. J. George, K. T. Varguhese, S. Thomas, Dynamically Vulcanized Thermoplastic Elastomer Blends of Polyethylene and Nitrle Rubber. Polym. 2000, 41, 1507-1517.
6. P. S. Majumder and A. K. Bhowmick, “Structure–Property Relationship of Electron-Beam-Modified EPM Rubber”, Journal of Applied Polymer Science, 77(2), 2000, pp. 323-337.