Лабораторная работа 2 Сетчатые эластомеры Студентка Шульженко М. Г. Группа вхт41 москва 2015 Цель работы
 Скачать 2.7 Mb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" Кафедра ФХП Лабораторная работа №2 «Сетчатые эластомеры» Студентка: Шульженко М.Г. Группа: ВХТ-41 МОСКВА 2015 Цель работы: Ознакомиться с методикой испытаний эластомеров на растяжение, определить влияние времени вулканизации на структурные и физико-механические характеристики вулканизованных эластомеров. Объекты исследования: Сырая (невулканизованная) резиновая смесь и образцы резины в виде пластин вулканизованных в электропрессе в течение различного времени. Состав смеси-3. Оборудование и материалы: разрывная машина(динамометр), толщиномер, штангенциркуль, линейка, образцы резины в виде двусторонних лопаток для растяжения, мелко нарезанная стружка из резины, сульфит натрия, уксусная кислота, формалин, крахмал, толуол, весы. Теоретическая часть: Вулканиза́ция — технологический процесс взаимодействия каучуков с вулканизующим агентом, при котором происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. При этом повышаются прочностные характеристики каучука, его твёрдость и эластичность, снижаются пластические свойства, степень набухания и растворимость в органических растворителях. Вулканизующими агентами могут являться: сера, пероксиды, оксиды металлов, соединения аминного типа и др. Для повышения скорости вулканизации используют различные катализаторы-ускорители..  Вулканизация полиизопрена (натурального каучука) серой.Вулканизации обычно подвергается смесь каучука с различными компонентами, обеспечивающими необходимые эксплуатационные свойства резин. Реакции межмакромолекулярного взаимодействия приводят к образованию сетчатых структур ,по средствам соединения исходных линейных или разветвленных макромолекул полимера. Данные реакции могут протекать по двум направлениям:
Сетчатые структуры в полимерах могут образовываться и по принципиально иному пути. Этот путь заключается в образовании разветвленных и далее сетчатых структур при ступенчатых реакциях синтеза полимеров из мономеров или олигомеров с концевыми функциональными группами при их содержании не менее трех, хотя бы в одной из данных молекул. Получающиеся при этом сетчатые структуры, обычно, являются более совершенными и лучше описываются количественно по сравнению с сетками, полученными при сшивании макромолекул полимеров. Стоит также отметить, что реакции сшивания исходных макромолекул полимеров можно так же разделить на несколько путей:
Реакции функциональных групп исходных макромолекул друг с другом и реакции низкомолекулярных реагентов по функциональным группам, расположенным вдоль макромолекулярных цепей. Общая схема реакций может быть представлена в следующем виде: R-S-S-R ↔ 2RS; KaH + RS*→ Ka* + RSH Ka* +Ka* → Ka --Ka (сшивка); Ka* + RS*→ KaSR (модификация цепи) RS* + RSSR → RSR + RSS* ; Ka + RSS* → KaSSR (модификация цепи) KaSSR→ KaS +RS* +KaH → KaS* +Ka* +RSH→ Ka-S-Ka (сшивка) Продукты превращения дисульфидных ускорителей (меркаптаны - RSH) могут присоединяться к двойным связям эластомеров, приводя к их модификации. В присутствии серы дисульфиды и меркаптаны реагируют с ней с образо- ванием активных промежуточных полисульфидов, распад которых приводит к сшиванию макромолекул каучука: R-S-S-R + S8 → RSS8 SR + KaH → Ka-Sx-SR + RS8-xH; Ka-SxSR→ Ka-Sx+ RS* + KaH → Ka-Sx+ Ka* + RSH →Ka -Sx- Ka (полисульфидная сшивка) RSH + S8 → RSxH—RS*(x-y) +*Sy-H; Ka* + *SyH → KaSyH + KaH → →KaS*(y-1) + Ka* + H2 S → KaS(y-1) –Ка Одной из важных характеристик процесса вулканизации эластомеров помимо механизма действия сшивающих систем являются его кинетические параметры: окисление макромолекул, их циклизация, цис-транс-изомеризация, разветвление, внутримолекулярное присоединение фрагментов вулканизующего агента или ускорителей и др. Развитие этих процессов определяется условиями вулканизации (температурой и продолжительностью) и составом резиновой смеси. Для измерения кинетики вулканизации существуют различные химические и физические методы. Химические методы позволяют оценить кинетику вулканизации по расходу вулканизующего агента или отдельных компонентов вулканизующей группы. Физические методы основаны на определении физико-механических свойств образцов изготовленных в течение различных времен вулканизации. В особую группу можно выделить динамические методы, в основе которых лежит определение момента сопротивление деформирования образца при знакопеременных сдвиговых деформациях при сравнительно малых амплитудах в широком диапазоне частот колебаний. Характеристика объектов исследования: Объектом исследования являются вулканизованные пластины из резиновой смеси-3 с продолжительностью вулканизации 10,15,30,40 минут. Рецептура резиновой смеси приведена в таблице 1. Таблица 1 - Рецепт резиновой смеси-2
|