Способ определения структурной однородности бутадиенстирольных и бутадиеннитрильных каучуков

 

Изобретение относится к анализу бутадиенстирольных и бутадиеннитрильных каучуков. Способ позволяет определить структурную однородность этих каучуков в отношении соотношения мономерных звеньев..Способ заключается в том, что перемешивают до полного смешения 50-100 мае.ч. сажи с 100 мае.ч. каучука, находящегося в вязкотекучем состоянии, отбирают несколько проб от момента полного смешения до 120 мин дополнительного перемешиванця наполненного каучука, проводят зкстракцию проб в растворителе для каучука, определяют соотношение мономерных звеньев в исходном каучуке и в золе каучука после экстракции и по изменению этого соотношения в зависимости от времени смешения судят о структурной однородности каучуков. Если соотношение мономерных звеньев в зоне после экстракции резко отличается от такого соотношения в исходных каучуках, то каучук неоднородный, если нет - то однородный. 2 табл. g К QO СО OJ (У1 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1l) А1 (5D 4 G 01 N 33/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

f ! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3851454/23-05 (22) 04.02.85 (46) 28.02.87. Бюл. Р 8 (71) Воронежский технологический институт (72)- Ю.Ф. Шутилин, Т.Н. Божченко, Н.Н. Полнер, В.А. Данковец, С.С. Никулин, В.С. Шеин, А.С. Молчадский, А.И. Дмитренков и В.M. Поцелуев (53) 678.762.2-134.622.01 (088.8) (56) Nielsen L.Å. Effects of

chemical hetегоgenecty in copolymers

on some physical propeztces.

Amer. Chem. $ос., 1953, ч. 75, р. 1/35-1439. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ

ОДНОРОДНОСТИ БУТАДИЕНСТИРОЛЬНЫХ И

БУТАДИЕННИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ (57) Изобретение относится к анализу бутадиенстирольных и бутадиеннитрильных каучуков. Способ позволяет определить структурную однородность этих каучуков в отношении соотношения мономерных звеньев. Способ заключается в том, что перемешивают до полного смешения 50-100 мас.ч. сажй с 100 мас.ч. каучука, находящегося в вязкотекучем состоянии, отбирают несколько проб от момента полного смешения до 120 мин дополнительного перемешивания наполненного каучука, проводят экстракцию проб в растворителе для каучука, определяют соотношение мономерных звеньев в исходном каучуке и в золе каучука после экстракции и по изменению этого соотношения в зависимости от времени смешения судят о структурной однородности каучуков. Если соотношение мономерных звеньев в зоне после экстракции резко отличается от такого соотношения в исходных каучуках, то каучук неоднородный, если нет — то однородный. 2 табл.

1293654

Изобретение относится к анализу бутадиенстирольных или бутадиеннитрильных каучуков и может быть использовано в нефтехимической промьппленности. 5

Цель изобретения — определение структурной однородности этих каучуков в отношении соотношения мономерных звеньев, Пример 1. Оценивали структур- 1О ную однородность бутадиенстирольного каучука марки СКС-30 АРПД в целом и однородность внутри его отдельных макромолекул, 100 мас.ч. полимера смешивали со !00 мас.ч. сажи марки

ПМ-100(TY) на вальцах при 65 С. После перевода каучука в вяэкотекучее состояние в него порциями добавляли

ТУ в течение 9 мин до полного смешения ТУ и полимера. Затем из 10 раэ20 ных точек смеси отобрали по 10 г смеси и усреднили в течение 2 мин, Затем остаток смеси дополнительно перемешали в течение 10, 30, 60, 120 и

150 мин с отбором образцов на анализ по вышеприведенной методике. Полученные смеси со временем обработки (после наполнения) О, 10, 30, 60, 120, 150 мин подвергали экстракции

-. в четыреххлористом углероде при 20 С в течение 48 ч.

Растворимую часть (золь) анализировали на содержание стирола методом инфракрасной спектроскопии по полосе деформационных колебаний СН групп ароматического кольца 700 см методом базовой линии. Для этого готовили 2%-ные растворы (по сухому остатку) полимера из золя в четырех- 4 хлористом углероде.

Результаты анализа состава золя приведены в табл, 1, в которой представлены также значения характеристической вязкости толуольных растворов эолей; определенные по обычной методике на капиллярном вискозиметре

Бишофа.

Снижение характеристической вязкости с увеличением длительности смешения свидетельствует об уменьшении молекулярной массы полимера, т.е. подтверждает его деструкцию. Испытания образцов со временем перемешивания более 120 мин (150 мин), показали, что состав золя остался постоянным — 20,78Х стирола.

Одновременно происходит снижение количества стирола в золе, что ука2 зывает на структурную неоднородность полимера: при смешении техуглерод связывает фракции полимера с избытком стирола. Особенно резкое снижечие стирола в золе достигается сразу после завершения смешения полимера с техуглеродом, что указывает на структурную неоднородность полимера. Снижение количества стирола в золе одновременно со снижением характеристической вязкости указывает на то, что и сами макромолекулы структурно неоднородны, так как продукты деструкции также неоднозначно связываются в ходе смешения.

Пример 2 ° Аналогично примеру оценивали структурную однородность бутадиеннитрильного каучука

СКН-18. Смешение с IIN-100 и отбор проб вели но такой же методике, но экстрагирование при 20 С 24 ч осуо щес твляли в толуоле . Ne тодом ИКС по полосе валентного колебания нитриль( ной группы 2250 см определяли количество акрилонитрила (НАК) в золях.

Результаты анализов приведены в табл. 2.

Данные приведенные в табл, 2, указывают на очень высокую однородность

СКН-18 в сравнении с СКС-30 АРПД, так как состав золя в зависимости от смешения изменился незначительно.

Это свидетельствует об относительной однородности между макромолекулами и в самих макромолекулах. Причем анализ золя после 150 мин смешения дал неизменный состав золя — 16,2Х НАК, Данные табл. 1 и 2 указывают на постоянство состава золей после

120 мин смешения. Следовательно, нерационально загружать оборудование более 120 мин, т.е; затягивать анализ °

Достаточно быстрый и точный результат можно получить через 10 мин смешения каучука с ТУ, так как табл. 1 и 2 указывают на то, что основной процесс адсорбции (и изменение состава золя) заканчивается за 10 мин;

Пример 3. Аналогично примеру 1 оценивали структурную однородность СКС-30 АРПД при дозировке

IIN-100, равной 70 мас.ч. После перемешивания в течение 45 мин провели анализ золя согласно примеру 1.

Испытания золя показали количество стирала в нем 21Х, характеристичее3 J ) кая вязкость 1,2 дл/г, т.е. образец так же оказался структурно-неоднородным и деструктировался при обработке.

Пример 4 (нейтральный). Аналогично примеру 2 проводили смешение

СКН-18 со 140 мас.ч. ТУ IIM-100. Изготовить такую смесь не удалось, так как ввод большого количества (примерно 120 мас.ч) ПИ-100 в СКН-18 сопровождался сильным повышением вязкости смеси, она не держалась на валках вальцов, поэтому было прекращено ее изготовление. Этот пример показывает, что использование в способе более 100 мас.ч. техуглерода невозможно.

93654

Пример 5 (контрольный). Аналогично примерам 2 и 4 смешивали

СКН-18 с 30 мас.ч. ТУ ПМ-100. Смесь изготавливалась легко, имела хорошую текучесть, но при проведении золь-анализа в золе наблюдалось большое количество частичек техуглерода ввиду непрочного связывания его и каучука друг с другом небольшим количеством ТУ. Это сделано невозможным анализ золя методом ИКС. Другие смеси, содержащие 50 мас.ч. ТУ и более, давали золи без частичек техуглерода, в связи с чем применение в способе менее 50 мас.ч. ТУ нецелесообразно, так как это требует дополнительной очистки золя, что искажает результаты анализа.

Таблица l

Исходный

Время перемешивания каучука с ТУ, мин

0 10 30 60 120 150

Показатели олиер

22 21,3 20,9 20,8 20,78 20,73

Характеристическая вязкость золей, дп/л

14 13 1,18 1,1 093 089

1,87 с

Количество стирола в зоне, Е 24

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет сравнительно просто, но с достаточной (такой же как и в известных способах)

5 точностью установить является ли данный каучук с различными мономерными звеньями (сопалимер) структурно неоднородным или нет, причем удается определить структурную однородность не только между отдельными макромолекулами, но и в самой макромолекуле выделить деструкцией отдельные фрагменты и, связав последние, оценить является ли макромолекула однородной по составу или нет.

Формула изобретения

Способ определения структурной однородности бутадиенстирольных и бутадиеннитрильных каучуков, заключающийся в том, что перемешивают до полного смешения 50-100 мас.ч. ° сажи со 100 мас.ч. каучука, находяя5 щегося в вязкотекущем состоянии, отбирают несколько проб от момента полного смешения до 120 мин дополнительного перемешивания наполненного каучука, проводят экстракцию проб

30 в растворителе для каучука, определяют соотношение мономерных звеньев в исходном каучуке и в золу каучука после экстракции и по изменению этого соотношения в зависимости от

35 временй смешения судят о структур ной однородности каучуков.

1293654

Таблица2

Исходный

Время перемешивания каучука с ТУ, мин.

Показатели

0 10 .30 60 120 150 полимер

Количество НАК в эоле, Ж

17,1 16,9 16,8 16,6 16,3 16,2 16,2

Характеристическая вязкость бл/г 1,90 1,35 1,20 1,04 1,00 0,97 0,96

Составитель H. Филимонов

Техред А Кравчук

Редактор В. Ковтун

Корректор М.Пожо

Заказ 381/50 Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4