Способ определения степени сшивания каучука

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СШИВАНИЯ КАУЧУКА в резине по величине золь-фракции в четыреххлористом углероде , отличающийся тем, что, с целью определения степени сшивания каучуков в резине на основе их смеси и повышения точности ощзе-деления , сначала берут 1%-ный раствор золь-фракции в четьфеххлористом углероде, снимают инфракрасные спектры , по градуировочным графическим зависимостям определяют количество каждого каучука в золь-фракции, а также их равновесное набухание в толуоле и затем рассчитывают степень сшивания каждого каучука М по формуле 1/ - н

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) ()!) 2 2 А

4(g)) G 01 N 33/44; С 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

° заа, 7

К ABTOPQHOMV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ луоле и затем рассчитывают степень сшивания каждого каучука И по формуле

Ен (1-Vq)+CPM з .„ где Uö — молярный объем растворителя, для толуола, Ч,, = 106,5 смз/г-моль, V — объемная доля каучука в набухшей системе

Ч,=(1+@.,," 1 где Q

P„eP

ГОСУДАРСтВЕННЫй КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3580412/23-05 (22) 20.04.83 (46) 23.06.85. Бюл. У 23 (72) Н.П.Швыдкая, А.С.Лыкин и Л.А.Шуманов (53) 620.1 (088.8) (56) 1. Анфимова Э.А. и др. Об определении густоты вулканизационной сетки наполненных резин. — "Каучук и резина", 1979, N - 8, с. 15-17 (прототип). (54)(5?) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

СШИВАНИЯ КАУЧУКА в резине по величине золь-фракции в четыреххлористом углероде, отличающийся тем, что, с целью определения степени сшивания каучуков в резине на основе их смеси и повышения точности определения, сначала берут 17-ный раствор золь -фракции в четыреххлористом углероде, снимают инфракрасные спектры, по градуировочным графическим зависимостям определяют количество каждого каучука в золь-фракции, а также их равновесное набухание в торавновесное набухание резин, плотность каучука и растворителя; функциональность поперечных связей, равная 4, константа взаимодейстствия каучук-растворитель.

P с где Р,Рн ! где V (2) Ро Рс

Pa — P< (3) где Я„

1 11632

Изобретение относится к области получения и переработки резиновых смесей и касается способа определения структурных параметров резин из комбинаций каучуков. S

Известен способ определения степени сшивания каучука по величине золь-фракции вулканизатов в четыреххлористом углероде 1), Данный способ не позволяет оценитьО степень сшивания каждой фазы (каждого каучука) в резине, кроме того он имеет большие погрешности (10° 157.).

Цель изобретения — оценка сте- 1 пени сшивания каждого каучука в отдельности и повышение точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определе- 2g ния степени сшивания каучука в резине по величине золь-фракции в четыреххлористом углероде сначала берут 1Х-ный раствор эоль-фракции в четыреххлористом углероде, сни- 2S мают инфракрасные спектры, по градуировочным графическим зависимостям определяют количество каждого каучука в золь-фракции, а также их равновесное набухание в толуоле и затем рассчитывают степень сшивания каждого каучука М по формуле молярный объем растворителя, для толуола V — 106,5 смз/г-моль, объемная доля каучука в набухшей системе, функциональность поперечных связей, равна 4, константа взаимодействия каучук-растворитель — равновесное набухание резин; р и P — плотность каучука и . к Р растворителя.

Применительно к резинам из сме- 55 сей каучуков необходимо измерить значение степени набухания (и содержания золь-фракции. S каждой из эластомерных фаэ. Для нахождения

Q u S необходимо определить содержание золь-фракции в вулканизате иэ комбинации каучуков, соотношение каучуков в золь-фракции вулканиэата на основе комбинаций каучуков зависимость Q = f(S) для вулканиэатов иэ индивидуальных эластомеров.

Определение содержания золь-фракции в вулканиэатах из индивидуальных каучуков и их комбинаций проводят по общепринятой методике зольгель анализа (1) со следующими изменениями. Для вулканизатов на основе смеси каучуков для полноты вымывания золь-фракции продолжительность толуольной экстракции необходимо увеличить за 48 с (экстракцию проводят в токе аргона для предотвращения деструкции углеводорода каучука).

После проведения ацетоновой и толуольной экстракции образцы сушат сначала на воздухе, в течение 1 ч при 20ОС, а затем в вакуум-шкафу при 40 С до постоянной массы.

Расчет степени равновесного набухания проводят по формуле масса исходного (после толуольной экстракции) и сухого образцов, массовая доля нерастворимых образцов в толуоле, рассчитываемая по формуле где Р„ - Macca нераствоРимых обРазцов в толуоле (по рецепту), Р,> — масса смеси (по рецепту), Расчет проводят по формуле где Р, Ра и Рд — масса исходного, после ацетоновой экстракции и экстракции растворителей образца.

Относительное содержание каучуков в золь-фракции вулканизата из комби— О 74

У У

Ол Пл, о pS 32 30 — — - = k = — =, 0,47, так как р Б 68 см

S Р Б, то Б =. (1+k) 0,97 — 47 0,2 — 3 34 см л

8см

S — O S - 0,97 — 0,2-3 34

0,8 л р, 0,3

0,8 3,38.

С помощью зависимости Q = f(S) по найденным значениям S u S определяют Ц, и Q

Полученйые значения

S = О 38» Йл = 4.12, являются исходными данными для расчета структурных параметров вулканизационной сетки рЕзин из комбинаций каучуков. Одновременно Q H

Q можно определить по данным равновесного напряжения вулканизатов

С„ и С и рассчитать степень сшивания каждой фазы (1/H g, и 1/Исл ) по формуле

50

55 з 11632 наций каучуков определяют методом

ИК-спектроскопии. Вымывание зольфракции из вулканизата растворителем (четыреххлористый углерод ССс ) проводят при 20 С со сменой последнего через каждые 2 сут в течение 10 сут (в атмосфере аргона для предотвращения деструкции углеводорода каучука).

Полноту вымывания контролируют, сопоставляя изменение массы образцов 10 после золь-гель анализа и после вымывания. Полученные 1%-ные растворы золь-фракций вулканизатов помещают в разборные кюветы и снимают ИК-спектрь на приборе ИК-20. l5

Пример 1, Расчет степени набухания эластомерных фаз серных вулканизатов СКИ:СКИС в соотношении

80:20 (сера:сульфенамид Ц 1,5:1,0), вулк. = 60, Т -" 143 С. 20

Содержание золь-фракции в вулканизаторе из комбинации каучуков равно 0,97. По данным ИК-спектроскопии ,соотношение каучуков в золь-фракции вулканизата рассчитывают по градуировочной зависимости.

62

Где Ч<> мольный объем растворителя (для толуола Ч, — 106,5 см /г-моль); объемная доля каучука в набухшей системе; фунциональность поперечных связей (обычно равна 4), константа взаимодействия каучук-растворитель (для

СКИ-3 p = 0,36, для СКМС—

30АРК Р = 0,30). где Q„ — степень равновесного набухания вулканизата, Р„ и Pð — плотность каучука и растворителя соответственно (для СКИ-3

P = 0,93 г/смз, для

CKMC — ЗОАРК Р =

0,94 г/см, для толуола p = 0,865 г/см ).

В таблице представлены сравнительные данные структурных параметров сетки вулканизатов из смесей каучуков СКИ-3 и CKNC — 30APK.

Удовлетворительное совпадение значений степени сшивания (1/М ) эластомерных фаз, полученных двумя независимыми методами, свидетельствует о правомерности предлагаемого методического подхода для определения структурных параметров сетки резин из смесей эластомеров.

П р и м е. р 2. Для вулканизатов, наполненных техническим углеродом, экспериментальные значения степени равновесного набухания резин Корректируют для учета эффекта ограничения набухания в присутствии наполнителя.

Разность между экспериментально определяемой величиной доли каучука в наполненном вулканизате и V»,„ характеризует степень взаимодействия полимер-наполнитель

Ч. = Ч. — Ч, где V — экспериментально определяемая величина доли набухшего каучука в наполненном вулканизате;

V — истинная объемная доля кау lр чука в набухшем наполненном вулканизате.

Расчет степени сшивания проводят аналогично примеру 1..1163262

Предлагаемый способ позволяет оце- погрешность предлагаемого способа нить степень сшивки каждого каучука, .составляет 3-5Х, что в сравнении с входящего в резиновую смесь,при этом известным в 3-4 раза ниже.

Расчет

Соотноше ние

СКИ:СКМС

8,7 Q 10, Q< 10

Ж 7.

8,X

038 034 412 540 166 85 168 88

0,28 2,33т 3,93 4,69 . 17,2 11,2 17,6 11,0

Составитель В.Островский

Техред Т.Дубинчак Корректор С.Черни

Редактор А.Сабо

Заказ 4100/45 Тираж 897. Нодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород., ул. Проектная, 4

80: 20

60: 40 х)

1/М,. 10 .. х) хх)

1/MC4 1/Mс ; . ° 10 :10 хх)

1/М,д,., ° 10