Назначение. Внутренние и внешние лубриканты. Соединения физически блокирующие силанольные группы наполнителей. Соединения, способные к химическому взаимодействию с силанольными группами наполнителей.

1.1. Основные термины и определения

Технологически добавки для резиновых смесей с кремнекислотными наполнителями являются относительно новой группой материалов для резин, появление которых связано с расширением объемов потребления кремнекислотных наполнителей.

Технологически добавки в резиновых смесях с кремнекислотными наполнителями выполняют следующие функции:

·улучшают перерабатываемость резиновых смесей и степень диспергирования наполнителей;

·снижают вязкость резиновых смесей и увеличивают время до начала преждевременной вулканизации;

·ускоряют процессы силанизации кремнекислотных наполнителей;

·снижают или блокируют нежелательные процессы реагломерации частиц наполнителей при хранении резиновых смесей, сопровождающиеся ухудшением перерабатываемости смесей;

·снижают энергозатраты на производство смесей и повышают производительность оборудования;

·в ряде случаев появляется возможность снижения содержания дорогостоящих бифункциональных силанов в резиновых смесях.

Технологически добавки для резиновых смесей с кремнекислотными наполнителями в зависимости от механизма и направленности их действия можно условно разделить на следующие группы:

·Традиционные ТД, выполняющие функцию «внутренних и внешних лубрикантов», обеспечивая снижение вязкости и улучшение экструзионных характеристик резиновых смесей.

·Диспергаторы - гидрофобизирующие соединения, способные к «физическому» блокированию силанольных групп кремнекислотных наполнителей.

·Диспергаторы - гидрофобизирующие продукты, способные к химическому взаимодействию с силанольными группами кремнекислотных наполнителей.

·Продукты, ускоряющие процессы силанизации бифункциональными и монофункциональными органосиланами, в том числе путем «связывания» продуктов реакции.

·Кремнекислотные наполнители с низкой удельной поверхностью.

1.2.Традиционные технологические добавки, выполняющие функцию «внутренних и внешних лубрикантов»

При взаимодействии бифункциональных силанов с кремнекислотными наполнителями происходит гидрофобизация поверхности наполнителя и снижение концентрации поверхностных силанольных групп, ответственных за уровни межагрегатного взаимодействия наполнителя. Вместе с тем в процессе силанизации из-за стерических препятствий полностью блокировать силанольные группы не удается. Остающиеся свободными силанольные группы несут ответственность за процессы реагломерации наполнителя в процессах хранения резиновых смесей, сопровождающиеся ростом вязкости резиновых смесей и ухудшением их перерабатываемости. Для снижения указанных негативных эффектов и применяются ТАД.

Типичными представителями ТАД этой группы являются жирные кислоты и цинковые соли жирных кислот. Применением цинковых соединений жирных кислот можно добиться значительного улучшения технологических и физико-механических свойств резин.

1.3.Соединения, физически блокирующие силанольные группы кремнекислотных наполнителей

Для блокирования силанольных групп, не прореагировавших в процессах взаимодействия кремнекислотных наполнителей с бифункциональными силанами, и для стабилизации реологических свойств в резиновые смеси вводят дополнительно полярные соединения - гидрофобизирующие агенты, физически блокирующие силанольные группы кремнекислотных наполнителей:

·азотсодержащие продукты (никотинамид, мочевина, амины, в частности, октиламин);

·кислородсодержащие соединения (гликоли, эфиры органических кислот гидрогенизированных и негидрогенизированных сахаров).

1.4.Соединения, способных к химическому взаимодействию с силанольными группами кремнекислотных наполнителей

К третьей группе технологических добавок - соединений, способных к химическому взаимодействию с силанольными группами кремнекислотных наполнителей, относится п-октилтриэтоксисилан (OTES). OTES применяется в комбинациях с бифункциональными силанами, с одновременным снижением дозировок последних.

1.5.Продукты, ускоряющие процессы силанизации бифункциональными и монофункциональными органосиланами, в том числе путем «связывания» продуктов реакции

Качество резин с применением кремнекислотных наполнителей в сочетании с бифункциональными силанами (БФС) в значительной степени определяется полнотой прохождения процесса «силанизации» кремнекислотных наполнителей БФС на стадиях изготовления резиновых смесей.

К числу катализаторов реакций взаимодействия этоксильных групп органосиланов с силанольными группами кремнекислотных наполнителей относятся следующие соединения: сильные органические основания, такие как алкоксиды К или Na; затрудненные амины; гуанидины; органофосфаты; органические соединения олова и др.

К катализаторам, наряду с их каталитической активностью в реакциях силанизации, предъявляется ряд требований: адсорбционная активность по отношению к поверхности кремнекислотных наполнителей с одновременным выполнением функции диспергатора наполнителя; растворимость в каучуках; удобная выпускная форма; соответствие экологическим требованиям.