Тема 1.6. Исследование резиновых смесей методом электронной микроскопии. Ингредиенты резиновых смесей.

1. вулканизирующие агенты

Вулканизирующие агенты участвуют в образовании пространственно-сеточной структуры вулканизата. Обычно в качестве таких веществ применяют серу и селен, для некоторых каучуков - перекиси. Для резины электротехнического назначения применяют органические сернистые соединения - тиурам (тиурамовые резины).

1.1. Сера

В производстве резины качество вулканизата определяется в известной мере дисперсностью добавляемого порошка серы.  Представляет собой желтый порошок, имеющий характерный запах, вступает в реакцию вулканизации в температурном диапазоне 120-180 °С, размер частиц серы от 5мкм до 50 мкм.

Химическая формула: S

На рис.1.1. представлена микрофотография серы при различных увлечениях. Видно, что сера представляет собой порошок с частиц различной формы, имеет специфическую бугристую поверхность.

×500

×2000

×20000

https://lh6.googleusercontent.com/T9gYYM4jJQxVi2xHFIXClye8i0gOClrW8tA32GM2Qvgd5ELfGD6gldgD-AvgLpVQh910uKKZU0qEHzIAudxsl3i68sLzRvj1nvgPVhWUq5m0lUor6VQ2Ehdj52Uxv4-FRA6XWp4

https://lh3.googleusercontent.com/WbEQ_IBQiNIs4gdcFVvIP0mGeiLg1zsLlgsKlZi__HHn2AJ1lEXs-CUA2hN-ku3IS9tbZNo50UbISdgx1dXRcREL4hJZ47kMB99MxlmAz1HPwInQu6eo0L_6NTDIoosFdA8HGDM

https://lh5.googleusercontent.com/hNWsywLTn4pVp87UGmKqekC8h-6WKDw6g-EV_8HsuRYtOtO5RWDgsyZScgXEax7cLuuR3cfnseiIS2TnazL_pU-U2NKCPpjeb0A4cK6tYXsD19Y6_bphMZB0w9obHLXuiricL9Y

Рис.1.1. Электронные микрофотографии серы

2.Активатор вулканизации

Активатор вулканизации применяется в резиновой промышленности для активации вулканизации резин на основе ненасыщенных каучуков. В качестве активаторов наиболее широкое применение находят оксид цинка и композиции, полученные на его основе.

2.1. Оксид цинка

Активаторами являются химические добавки, активирующие ускорители вулканизации, что делает процесс более эффективным. Оксид цинка являются наиболее широко применяемым активатором для широкого круга каучуков общего назначения. В современной технологии вулканизация каучука осуществляется обычно с применением органических ускорителей и их активаторов.

Химическая формула: ZnO

На микроснимках видно, что частицы оксида цинка имеют высокую дисперсность. Их размерности достигают нанометрового диапазона: от 20 нм до 300 нм, имеют правильную гексагональную структуру. При больших увлечениях видно, что частицы оксида цинка с высокой удельной поверхностной энергией агломерируются.

×500

×2000

×20000

https://lh5.googleusercontent.com/pmKvWKLGy7SwZsQdrNbOIq3_UwpoWdDByns501EWLi-Em-z1EERd1bxWQsyx23buJ87D2p6G8Sa_qpNXLueIXW0mCpMhHmy9dPvw_S333oQH6z3ssoMZyV8gkYHrzIXLVGXI-KA

https://lh4.googleusercontent.com/EA8CJSyMh4YHy1t2_aGrv8FOcwTtWPgah-ra1gpQTZj0WeQY9CrzmjMzxYMv7_doei9rRz9-_H3rbQkTokv7DQH-fk3byscZABTOJq3NAMKuo9rIhn_CMNUBOrM96JeaXglUhm8

https://lh3.googleusercontent.com/JHHslDrthcPrYcXG92LYK18qJv3YlRVUMeuTKfv2k41yKw-L2SqSqFGD34mOXXJHVjNL8rGPTgOBWoKwnn1LffLkaKqwING1gTrrI2VTlwWoJbEcw69qCDDtHkRyvl331eG0w3E

Рис.2.1. Электронные микрофотографии оксида цинка

3. Ускорители вулканизации

Ускорители вулканизации - это вещества, которые вводятся в резиновую смесь для ускорения процесса вулканизации и повышения физико-механических свойств резины.

3.1. Альтакс

Альтакс (дибензотиазолдисульфид) представляет собой порошок желто-серого цвета с высокой критической температурой действия (126 °С), вследствие чего он сообщает резиновым смесям высокую стойкость к преждевременной вулканизации. Альтакс является ускорителем высокой активности, применяется в дозировке 0,8--1,5% от массы каучука.

Химическая формула: C₁₄HNS

На микрофотографиях рис. 3.1. представлен альтакс, видно, что он представляет собой порошок, состоящий из более мелких сросшихся частиц, которые имеют размеры от нано- до микрометра.

×500

×2000

×20000

https://lh5.googleusercontent.com/7SEVWDgPbNzUN-ap_s8Ig2UASHMZbFtO8lAAN2RPix2EitvFrAjBNGWAcBVILIO3Eca67_BMeMu4EdUPZexSVrxA7YLV9DWKSmMbWxEMYgcpPCnkJmXENDJtbVqmGM0yLeLnPvw

https://lh5.googleusercontent.com/Dcd5cdhQ-BOG2_oMkoCsfz6a3Vb9jZ5ZhZnBSxBOA6hoBrZL2oJHipthQZBUoend0U7_7sOueVl2MB0lzECxg_dceuCy-O9DOUF2NHJ5nj1vKqs7rT6W6q6AeMDwDD-741jdzAc

https://lh5.googleusercontent.com/nSuIPTDkFsvqFOdD-bmbZ6mI0ueraP-6OrJa2sQeKrcdbANi6KXO14hOcAXLrfHUEknElcKghbL9Ics9894guRJh745rcugO5Gk_EPkLJUiKsa33XabztpduiZDuoRr9M8Au8Sw

Рис.3.1. Электронные микрофотографии альтакса

3.2. Дифенилгуанидин

Дифенилгуанидин является основным щелочным ускорителем вулканизации из класса гуанидинов, усиливает действие других ускорителей, в основном, применяется в сочетании с каптаксом. Представляет собой бесцветные кристаллы; т. пл. 148-148,5оС, т. кип. 170 °С (с разложением).

Химическая формула: (C6H5NH)2C=NH

Структурная формула:

https://lh6.googleusercontent.com/vugWJzVBLjG0yqrr-BjUyo34KqXZBSoH6xlImrjKBD3-vr9I24jOm9VTfB7cy8Au1v3H2DGUpaH3Jko-8SABZieXViTFMwomBlO4rq_VDaPfox21icxDZF94U7UboNg-QiAaWQc

На микрофотографиях ДФГ, представленных на рис.3.2, видно, что порошок состоит из агломерировавшихся мелких частиц, которые имеют размеры от нано- до микрометра.

×500

×2000

×20000

https://lh6.googleusercontent.com/f72e5XazBvKMqE4ev2zjaegfcAkzhelfrkYQf2MPNIs9PvT3jKu9JVmt_kLRVOVzbptDx53VW4GOro-VadWQy61CYBPUKjoIYfLJ4LiNkNNf5HMT407STD4PaU3VVQx6t_nQKOs

https://lh5.googleusercontent.com/1pZrzFMVxdES9gHszXELjQFuOTviRNhs62GhK7wvfw5XKxMXYPvhg7okon_5T1k_gCwoPtGVRXOvWUy3BVjU7RpYAZ430fcu0au46QbBTzZO69Y8GD2J2x8OgidTrRaIyr_uICU

https://lh6.googleusercontent.com/aZm9LqtIQdVbm9NnjgHAAg1jUg_wetdexkDI2K-Ku6kTxNmBk8tfzmj135WxJW1pbACfKGxIQXxGWRWT0uDhkHp3cXSjzp4oUh2zQHot8ScebM8qZbrlZA4E5JWgOr2ZA-vKdvs

Рис.3.2. Электронные микрофотографии ДФГ

3.3. Сульфенамид Ц

Сульфенамид Ц (N-Циклогексилбензотиазосульфенамид-2) первичный ускоритель средней активности, подходящий для резиновых смесей на основе натурального и синтетических каучуков. Представляет собой гранулированный порошок от кремового до светло-зеленого цвета; с характерным запахом; т. пл. 103°С, т. разл. 130 °C. Растворим в бензоле, этилацетате, не растворим в воде.

Химическая формула: C13H16N2S2

На микрофотографиях сульфенамид Ц, представленных на рис.3.3, видно, что гранулы состоят из плотно соединенных частиц.

 ×35

 ×500

 ×2000

 ×20000

 https://lh3.googleusercontent.com/EvX_B7FAaDvzxt9TlrNZ5nXI3O-5Juj98rY5n_cDzURZeRXZkRpw5DHpxiUrrNSl8HpUut1mH_K4GQ1-c0QG0uJikioer3UAKntRwMLOF9V6st_UidOMMzByC0bd70SZX4hLwgg

 https://lh4.googleusercontent.com/JDL1oBWoTNlkSD3nxRHq1Zs6vTQGOpkd2m3cJLRUj7CKwXFzEEAf2PqdJNdgrcvVcAJ4IK8GuM-m6lrAJKq9qqtjN1fAwTrmgCdmbrs9fGiPkRyhn9s4a05_Rmie9RlUKsYPczM

 https://lh5.googleusercontent.com/JrV_7L9Mxiwj_OoeCCfS98MkKxLKfYVGrLXbGIiaI1BfGvPhbBOVGrI8NLolps5pY6QI938C1fBzXhpZ4uR29IUPqny2QuSNfXyN28qKoh_raXWOl989gye8sGJN2R_n8EXmmjM

 https://lh4.googleusercontent.com/Ld_QGNUCqfkpHwzExzAdt9xJUuWxFYZJ26kFEz8OSl8IuV5uhSpVfVU5MmzdhKFaTJMhQyU0l46XzcEsPYBW6YuF9-h1PTViWdWBdOiPnnuiunVmdYZJRL3U48e58LKbEpcnrKU

 Рис. 3.3. Электронные микрофотографии сульфенамид Ц

4. Противостарители

Противостарители - вещества, замедляющие процесс старения резин озонного растрескивания, разрушения под влиянием многократных деформаций, теплового и светового старения. Физические противостарители (парафин, воск) растворяются в резине при вулканизации и затем диффундируют на поверхность, образуя пленку, стойкую к воздействию кислорода и озона. Для замедления термоокислительного старения в резины вводят антиоксиданты неозон Д, ацетонанил Р, диафен ФП, амидтиофосфоновой кислоты (Б-25), сантофлекс, неозон, флектал.

4.1. Диафен ФП

Диафен ФП имеет свойства антиоксидантов, антиозонантов и противоутомителей. Защищает резины от теплового старения, повышает выносливость при многократных деформациях. Особенно эффективно защищает статически и динамически напряженные резины от атмосферного старения. На свету окрашивает резины и контактирующие с ними материалы. Несколько повышает жесткость смесей. Увеличивает склонность к подвулканизации и скорость вулканизации смесей на основе НК, СКИ-3 и полихлоропрена.

Химическая формула: C15H18N2

Нас микроснимках 4.1. видно, что диафен ФП имеет плотную структуру, примерный размер частиц составляет 0.5-2 см, цвет фиолетово-коричневый.

×35

×500

×2000

×20000

 х35

 х500

 х2000

 х20000

Рис. 4.1. Электронные микрофотографии диафен ФП

4.2. Нафтам-2 (Неозон Д)

Антиоксидант общего назначения, защищает каучуки и резины от теплового старения, повышает сопротивление резин разрушению при многократных деформациях.Применяется в качестве стабилизатора синтетических каучуков и для защиты резин на основе каучуков общего назначения. Используется в производстве резиновых технических изделий, подвергающихся тепловому старению и динамическим деформациям.

Химическая формула: С16Н13N

На микрофотографиях 4.2 видно, что нафтам-2 представляет собой порошок или рассыпающиеся чешуйки толщиной0,3-0,6 мм, имеющие плотную структуру; цвет - от светло-серого или светло-коричневого.

×500

×2000

×20000

х500

х2000

х20000

Рис.4.2. Электронные микрофотографии нафтама-2


5. Технический углерод

Технический углерод П-803 является печной сажей, используемой для усиления резин, которая представляет собой продукт неполного сгорания нефтяных жидких углеводородов в печах. Она снижает истирание шин и подошв, увеличивая срок их службы. Применяется в изготовлении резинотехнических изделий.

Фракция, мкм

20-120

рН водной суспензии

6,9

Массовая доля потерь при 105 °С, %

1,1

Зольность при 900 °С

8

Массовая доля остатка после просева через сито с сеткой

 014 - 0,09

Удельная условная поверхность, м2г

9

×2000

×20000

mwn2KdvLCbT-Y8p8N0TZjuSS9vDIkWgV0LE6p0EWwDQ2IBCSS5TyWHKQT0b81VFra6WfGYcSyZ_S_ZFCUa3hErlf0LrA4zuThmFMbYGNDUA4qw8MIehMqe-b4kTZi9jiGgm5ZtU

F4ZJrX-eKxFv6_xA1rOs21Z1jJ35KQYTq5BTkskqukz4LheJ7CktrQLKpy595r24vxztLPPz9ttcftWZdGFv61pfrbEqCKDtMvUjRptpRWVFVAcS9Zjyvc_cwL9REcQrPlNf3sE

Рис.5. Электронные микрофотографии технического углерода П-803

 

Последнее изменение: Sunday, 13 March 2016, 23:37