Динамическая вулканизация термоэластопластов

Содержание

Слайд 2

Термоэластопласты (термопластичные эластомеры) Полимерные материалы, обладающие в условиях эксплуатации высокоэластичными свойствами,

Термоэластопласты (термопластичные эластомеры)

Полимерные материалы, обладающие в условиях эксплуатации высокоэластичными свойствами, характерными

для эластомеров. При повышенных температурах обратимо переходят в пластическое или вязкотекучее состояние и перерабатываются подобно термопластам
Слайд 3

Промышленные термоэластопласты (ТЭПы) - диенвинилароматические, - уретановые, полиэфирные, - полиолифиновые. получены

Промышленные термоэластопласты (ТЭПы)

- диенвинилароматические,
- уретановые, полиэфирные,
- полиолифиновые.
получены полиэфир-полиамидные, силоксановые,

галоген- и фосфоросодержащие ТЭПы
- термопластичные резины
Слайд 4

Термопластичные резины Термопластичные резины получают путём совмещения эластомера и термопласта. Выпускают

Термопластичные резины

Термопластичные резины получают путём совмещения эластомера и термопласта. Выпускают термопластичные

резины с несшитой, частично сшитой или полностью вулканизированной эластомерной фазой.
Для вулканизации используется метод динамической вулканизации - сшивание эластомера осуществляется при смешении компонентов.
Слайд 5

Динамические термоэластопласты (ДТЭП)

Динамические термоэластопласты
(ДТЭП)

Слайд 6

Преимущества ДТЭП исключение длительной энергоемкой стадии вулканизации, производство является безотходным и

Преимущества ДТЭП

исключение длительной энергоемкой стадии вулканизации,
производство является безотходным и экологически чистым

благодаря возможности многократной переработки без ухудшения эксплуатационных свойств,
возможность получать материалы с широким спектром свойств: от эластичных до ударопрочных,
меньший расход материала для получения изделий (в среднем на 30%),
широкий температурный интервал работоспособности (от –60 до +150°С),
термосвариваемость,
возможность переработки высокопроизводительными методами: инжекционное формование, экструзия, формование с раздувом, которые характерны для переработки пластмасс,
существенно меньшей стоимостью готового изделия
Слайд 7

Полиизопрен СКИ-3 - синтезируемый на комплексных катализаторах и литийорганических- СКИ-Л СКИ-Л

Полиизопрен
СКИ-3 - синтезируемый на комплексных катализаторах и литийорганических- СКИ-Л
СКИ-Л – синтезируемый

на литийорганических катализаторах
СКИ-3-01 – с повышенной когезионной прочностью
Слайд 8

Слайд 9

Этиленпропиленовый каучук СКЭП СКЭПТ с циклопентадиеном, циклогексадиеном- 1,4, циклооктадиеном- 1,5, этилиденнорборненом

Этиленпропиленовый каучук

СКЭП
СКЭПТ
с циклопентадиеном,
циклогексадиеном- 1,4,
циклооктадиеном- 1,5,
этилиденнорборненом

Слайд 10

Циклопентадиен: СКЭПТ с тилиденнорборненом:

Циклопентадиен:
СКЭПТ с тилиденнорборненом:

Слайд 11

Получение ДТЭП Главной особенностью технологии получения ДТЭП из комбинации каучук-термопласт является

Получение ДТЭП

Главной особенностью технологии получения ДТЭП из комбинации каучук-термопласт является совмещение

стадии смешения и вулканизации
процесс протекает при высоких температурах (150°-220°С),
необходимо современное высокоскоростное смесительное оборудование
Слайд 12

Влияние рецептурно-технологических параметров на структуру и свойства ДТЭП Типичная пластограмма получения ДТЭП

Влияние рецептурно-технологических параметров на структуру и свойства ДТЭП Типичная пластограмма получения ДТЭП


Слайд 13

Изменение упруго-прочностных свойств ДТЭП в зависимости от числа оборотов ротора Зависимость

Изменение упруго-прочностных свойств ДТЭП в зависимости от числа оборотов ротора Зависимость

упруго-прочностных свойств ДТЭП СКЭПТ:ПП – 50:50 от скорости вращения роторов: 1 – прочность при разрыве, 2 – относительное удлинение.

n, об/мин

Слайд 14

Влияние продолжительности динамической вулканизации на упруго-прочностные свойства ДТЭП (соотношение СКН : ПЭНД=50:50

Влияние продолжительности динамической вулканизации на упруго-прочностные свойства ДТЭП (соотношение СКН :

ПЭНД=50:50
Слайд 15

Влияние продолжительности динамической вулканизации на предел прочности при разрыве (а) и

Влияние продолжительности динамической вулканизации на предел прочности при разрыве (а) и

относительное удлинение при разрыве (б) для ДТЭП на основе СКИ-3 и ПП
Слайд 16

При данных технологических параметрах получаются ДТЭП с оптимальным комплексом свойств вследствие

При данных технологических параметрах получаются ДТЭП с оптимальным комплексом свойств вследствие

образования дисперсии микрогелевых частичек сшитого каучука размером 0.5-5 мкм, равномерно распределенных в фазе термопласта.
Под действием механических воздействий одновременно (последовательно-параллельно) происходит как диспергирующее смешение, то есть разрушение частиц до наименьших размеров, так и простое смешение - распределение частиц в пространстве без изменения размеров и состава.
Слайд 17

Выбор пар каучук-пластик упругопрочностные свойства ДТЭП определяются взаимосвязанными характеристиками исходных компонентов:

Выбор пар каучук-пластик

упругопрочностные свойства ДТЭП определяются взаимосвязанными характеристиками исходных компонентов:


степенью кристалличности термопласта W;
критическим межфазным натяжением Y;
молекулярной массой между узлами, образованными перепутанными макромолекулами каучука Мс;
прочностью термопласта σ.
Слайд 18

Чем меньше разница между межфазным натяжением каучука и термопласта при комнатной

Чем меньше разница между межфазным натяжением каучука и термопласта при комнатной

температуре, тем выше степень диспергирования полимеров в композиции и, следовательно, физико-механические показатели ДТЭП.
Действие величины Мс проявляется в меньшей степени, чем Y и W, что, видимо, связано с вулканизацией каучука.
Слайд 19

Слайд 20

Чем меньше различие вязкостей эластомера и термопласта, тем лучше смешение, выше степень гомогенизации и однородность композиций.

Чем меньше различие вязкостей эластомера и термопласта, тем лучше смешение, выше

степень гомогенизации и однородность композиций.
Слайд 21

Влияние молекулярной массы каучука на технологические параметры динамической вулканизации и прочностные свойства ДТЭП на основе СКИ-ПП

Влияние молекулярной массы каучука на технологические параметры динамической вулканизации и прочностные

свойства ДТЭП на основе СКИ-ПП
Слайд 22

с уменьшением ММ каучука существенно возрастает время t2 достижения максимума динамической

с уменьшением ММ каучука существенно возрастает время t2 достижения максимума динамической

вулканизации Мкр2.
молекулярная масса каучука практически не оказывает влияния на вулканизационные параметры динамической вулканизации и свойства получаемых ДТЭП в случае, если ММ каучука превышает 400 тыс.
Слайд 23

Значительное влияние на свойства ДТЭП оказывают тип и концентрация вулканизующей системы,

Значительное влияние на свойства ДТЭП оказывают тип и концентрация вулканизующей системы,

определяющей скорость и степень вулканизации эластомера
Слайд 24

Ускорители серной вулканизации неорганические (оксиды магния, цинка, кальция, свинца (свинцовый глёт), ртути, серебра); органические

Ускорители серной вулканизации
неорганические (оксиды магния, цинка, кальция, свинца (свинцовый глёт), ртути,

серебра);
органические
Слайд 25

Органические ускорители вулканизации альдегидамины (продукты конденсации альдегидов и аминов), гуанидины, дитиокарбаматы, тиурамы, ксантогенаты, тиазолы, сульфенамиды.

Органические ускорители вулканизации

альдегидамины (продукты конденсации альдегидов и аминов),
гуанидины,
дитиокарбаматы,
тиурамы,


ксантогенаты,
тиазолы,
сульфенамиды.
Слайд 26

Альдегидамины Продукты конденсации анилина с альдегидами [C6H5 – N = CH

Альдегидамины

Продукты конденсации анилина с альдегидами
[C6H5 – N = CH – R]n
где

R – H или алкил
Слайд 27

Гуанидины

Гуанидины

Слайд 28

Дитиокарбаматы

Дитиокарбаматы

Слайд 29

Тиурамы

Тиурамы

Слайд 30

Ксантогенаты

Ксантогенаты

Слайд 31

Тиазолы Тпл. = 179 0С Дибензтиазолилдисульфид Тпл. = 175 0С

Тиазолы

Тпл. = 179 0С

Дибензтиазолилдисульфид

Тпл. = 175 0С

Слайд 32

Сульфенамиды

Сульфенамиды

Слайд 33

Другие виды вулканизации вулканизация пероксидами, дисульфидами, непредельными соединениями, алкилфенолформальдегидными олигомерами, галагеносодержащими

Другие виды вулканизации

вулканизация пероксидами,
дисульфидами,
непредельными соединениями,
алкилфенолформальдегидными олигомерами,
галагеносодержащими соединениями, дитиолами,

нитрозо-, азо- и диазосоединениями;
процессы под действием радиационного излучения
Слайд 34

Вулканизация пероксидами

Вулканизация пероксидами

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Вулканизация органическими дисульфидами

Вулканизация органическими дисульфидами

Слайд 38

Дибензтиазолилдисульфид

Дибензтиазолилдисульфид  

Слайд 39

Структура и морфология ТЭП зависит от термодинамической совместимости полимеров в процессе

Структура и морфология ТЭП

зависит от термодинамической совместимости полимеров в процессе их

получения
Повышают совместимость в смесях полимеров:
выбор полимеров,
увеличением степени совулканизации
полимеров, введением добавок,
воздействием на смесь высокого давления в сочетании с повышенной скоростью сдвига.
Слайд 40

Для термодинамически несовместимых полимерных смесей требуется создание высокодисперсной гетерогенной структуры «полимер в полимере»

Для термодинамически несовместимых полимерных смесей

требуется создание высокодисперсной гетерогенной структуры «полимер в

полимере»
Слайд 41

Механизмы диспергированиятермодинамически несовместимых полимерных смесей: деформирование первичных частиц в волокна («жидкие

Механизмы диспергированиятермодинамически несовместимых полимерных смесей:
деформирование первичных частиц в волокна («жидкие цилиндры»),
разрушение

этих волокон на капли
коалесценция
Слайд 42

Размер частиц: где U –энергия разрушения дисперсной фазы; G – межфазное

Размер частиц:
где U –энергия разрушения дисперсной фазы; G – межфазное натяжение;

W=0-1 – вероятность удачных столкновений частиц, приводящих к коалесценции; Y – объемная доля частиц; η - вязкость смеси,; γ - скорость сдвига.
Слайд 43

Размер микрогелевых частиц эластомерной фазы будет зависеть: от межфазного натяжения, ММР

Размер микрогелевых частиц эластомерной фазы будет зависеть:

от межфазного натяжения,
ММР полимеров,


соотношения полимеров,
соотношения вязкостей полимерных компонентов,
их термодинамической совместимости,
скорости сдвига ,
от степени сшивания,
механо-химических разрывов и коалесценции частиц вулканизованного каучука
Слайд 44

Оптимальный размер частиц каучука: 0.5 мкм для СКЭПТ-ПП 1 – 10

Оптимальный размер частиц каучука:

0.5 мкм для СКЭПТ-ПП
1 – 10 мкм

для СКС-ПП,
0,2 мкм для СКН-ПВХ.
Слайд 45

Другим важным фактором, определяющим свойства ДТЭП, является непрерывная фаза термопласта

Другим важным фактором, определяющим свойства ДТЭП, является непрерывная фаза термопласта

Слайд 46

Способы повышения межфазного взаимодействия подбор полимеров, способных реагировать друг с другом

Способы повышения межфазного взаимодействия

подбор полимеров, способных реагировать друг с другом (например,

хлорполиэтилен и полиамид)
применение добавок, способствующих повышению технологической совместимости
предварительного смешения наполнителя с менее полярным полимером
Слайд 47

Влияние содержания привитого к молекулам термопласта нитрильного каучука на энергию разрушения

Влияние содержания привитого к молекулам термопласта нитрильного каучука на энергию разрушения

ДТЭП на основе композиций CКН : ПП
Слайд 48

Повысить адгезионное взаимодействие между полимерными фазами можно в случае предварительного смешения

Повысить адгезионное взаимодействие между полимерными фазами можно в случае предварительного смешения

наполнителя с менее полярным полимером

ДТЭП на основе СКН и ПП:
вариант 1 – техуглерод вводили в каучук, а затем добавляли все остальные ингредиенты.
вариант 2 – техуглерод вводили в полиолефин, а затем добавляли каучук и остальные ингредиенты.
Прочность (вариант 2) > Прочность (вариант 1)

Слайд 49

Слайд 50

Влияние типа третьего мономера СКЭПТ на плотность сшивки эластомерной фазы в

Влияние типа третьего мономера СКЭПТ на плотность сшивки эластомерной фазы в

ДТЭП на основе СКЭПТ и ПП (серная вулканизующая система)
Слайд 51

Использование бессерной вулканизующей системы на основе бисмалеинимида и перекиси приводит к уменьшению плотности сшивки

Использование бессерной вулканизующей системы на основе бисмалеинимида и перекиси приводит к

уменьшению плотности сшивки
Слайд 52

Влияние термостарения на плотность цепей вулканизационной сетки (ν*10-3 моль/см3) в ДТЭП на основе СКЭПТ-ПП

Влияние термостарения на плотность цепей вулканизационной сетки (ν*10-3 моль/см3) в ДТЭП

на основе СКЭПТ-ПП
Слайд 53

Влияние воздействия агрессивных сред на плотность цепей вулканизационной сетки (ν*10-3 моль/см3) на основе СКЭПТ:ПП

Влияние воздействия агрессивных сред на плотность цепей вулканизационной сетки (ν*10-3 моль/см3)

на основе СКЭПТ:ПП