Материал: Клеевые композиции низкотемпературной вулканизации на основе бутадиен-нитрильных эластомеров (90

Рис. 7. Схема термораспада хинолового эфира ЭХ-1

В этом случае можно предположить, что высокие упруго-прочностные характеристики резин, полученных с ЭХ-1 в отличие от других динитрозогенерирующиех систем (таблица 5), обусловлены полной растворимостью ЭХ-1 в каучуке с образованием более равномерной вулканизационной сетки. В связи с этим в дальнейших исследованиях в качестве вулканизующего агента был использован хиноловый эфир ЭХ-1.

Таблица 5. Упруго-прочностные свойства резин на основе БНКС-40 АМН вулканизованных различными динитрозогенирирующими системами

Таким образом, показана возможность использования различных динитрозогенерирующих систем вулканизации для получения резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков при умеренных температурах вулканизации. Наиболее высокими упруго-прочностными характеристиками и наибольшей скоростью вулканизации обладают резины на основе каучука БНКС-40 АМН, вулканизованные хиноловым эфиром ЭХ-1.

Особенности термодеструкции резин на основе бутадиеннитрильных эластомеров, вулканизованных хиноловым эфиром ЭХ-1.

Термическая стабильность резин вулканизованных хиноловым эфиром ЭХ-1 была исследована методом термогравиметричекого анализа на термоанализаторе SDT Q600 в динамическом режиме.

Как видно из таблицы 6, в начальный период 5 и 10% потери массы для вулканизатов с ЭХ-1 лежат в области температур 300-380°С.

Таблица 6. Потери масс для резин на основе каучука БНКС-40 АМН, вулканизованных хиноловым эфиром ЭХ-1

11

Особенности поведения резин на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-40, вулканизованных хиноловым эфиром ЭХ-1, в условиях статической деформации сжатия.

Так как композиции на основе бутадиен-нитрильных каучуков нашли широкое применение в качестве уплотнительного и прокладочного материала, представляло интерес оценить изменение основных параметров вулканизата в условиях статической деформации сжатия.

При экспозиции композиций при повышенной температуре (100°С) значения остаточной деформации сжатия (ОДС) возрастают (рис 8). При

для наполненных композиций также наблюдается снижение показателя ОДС. В саженаполненных вулканизатах с ЭХ-1 более высокое низкое значение ОДС, вероятно может быть обусловлено более интенсивным взаимодействием на границе системы каучук-вулканизующий агент-

скорости химической релаксации kc=3,31·10-7 ,с-1, в саженаполненных резинах скорость релаксации несколько уменьшается, что коррелирует с ранее приведёнными данными.

Таким образом, саженаполненные резины, вулканизованные хиноловым эфиром ЭХ-1, могут быть рекомендованы в качестве уплотнительных материалов.

Влияние хинолового эфира ЭХ-1 на адгезионные характеристики клеевых композиций на основе бутадиен-нитрильного каучука

Известно также применение хинолового эфира ЭХ-1, в качестве промотора адгезии клеевых композиций на основе хлорированных каучуков. Однако до сих пор нет четкого представления о комплексном влиянии адгезионных добавок, на общий характер адгезионно-когезионного взаимодействия клеевых композиций, содержащих хиноловый эфир ЭХ-1, с различными субстратами.

Исследовалось влияния хинолового эфира на адгезионные свойства клеевых композиций на основе бутадиен-нитрильных каучуков при варьировании адгезионных добавок: канифоли и фенолформальдегидной смолы 101К от 0 до 40 мас.ч. Клеевая композиция представляет собой 30% раствор наполненной резиновой смеси (наполнители: технический углерод П- 803 – 30 мас.ч. и каолин -90 мас.ч.) в этилацетате. Дозировка хинолового эфира ЭХ-1в композиции составляла 5 мас.ч..

На рисунках 10,11 представлены адгезионные показатели композиции к стали и дюралюминию.

Рис. 10. Зависимость адгезии клеевой композиции от содержания канифоли при отрыве (выдержка образцов при Т=70°С, 5 часов), а) к дюралюминию, б) к стали

13

Анализ данных, представленных на рисунках 10, 11 показано, что зависимость адгезии композиции от содержания добавки, имеет экстремальный характер. Первоначальное увеличение адгезии происходит в результате взаимодействия карбоксильных групп, содержащихся в канифоли, и метилольных групп содержащихся в смоле 101, с функциональными группами, находящимися на поверхности субстрата. Повышение дозировки смолы снижает когезионную прочность композиции, но усиливает адгезионное взаимодействие с субстратом. Таким образом, когезионная прочность падает, а адгезионная растёт, что приводит к смене характера разрыва с адгезионного на когезионный и уменьшению адгезии. Максимальное значение адгезии наблюдается у клеевых композиций с хиноловым эфиром ЭХ-1 при содержании канифоли и смолы-101 в количестве 30 мас.ч.

Рис. 11. Зависимость адгезии клеевой композиции от содержания смолы101К при отрыве (выдержка образцов при Т=70°С, 5 часов) а) к дюралюминию, б) к стали

Композиции, содержащие в качестве адгезионной добавки канифоль превосходят композиции со смолой 101 по адгезионным характеристикам.

Более высокие показатели адгезии клеевой композиции к стали, а также влияние хинолового эфира на адгезионные характеристики композиции можно обосновать на основе теории кислотно-основного взаимодействия между адгезивом и субстратом. При межфазном кислотно-основном взаимодействии кислотные группы одной фазы взаимодействуют с основными группами другой, и адгезия увеличивается с ростом содержания кислотных групп адгезива и/или основных групп субстрата.

Кислотно-основные свойства адгезива и субстрата определяли с помощью параметра кислотности. Метод определения поверхностной

14

кислотности (основности) адгезива и субстрата, основан на измерении контактных углов смачивания исследуемой поверхности семью тестовыми жидкостями (таблица 7). Значения, получаемые с помощью тестовых кислот и оснований Льюиса, используют для расчета значений кислотности поверхности исследуемых композиций.

Таблица 7. Равновесные значения COS θ для тестовых жидкостей на исследуемых поверхностях

Равновесные значения косинуса угла смачивания COS θ для тестовых жидкостей на исследуемых поверхностях представлены в таблице 7.

По графическим зависимостям в координатах Фоукса для поверхностей композиции в присутствии и без хинолового эфира методом среднегеометрической аппроксимации были определены энергетические характеристики поверхности и параметры кислотности, которые приведены в таблице 8.

Таблица 8. Поверхностные энергетические характеристики и параметры кислотности поверхности адгезивов и субстратов

Где γs – свободная поверхностная энергия (СПЭ), γsp – полярная составляющая СПЭ, γsd – дисперсионная составляющая СПЭ, D – параметр кислотности

Параметр кислотности D дает информацию о кислотно-основных свойствах изучаемой поверхности, а, следовательно, и о возможности вступать в кислотно-основное взаимодействие в адгезионном соединении.

Для корректной оценки адгезионной способности используют понятие приведенного параметра ∆D = Dпокрытие –Dсубстрат. Чем выше ∆D, тем сильнее кислотно-основное взаимодействие.

Анализ данных, представленных в таблице 8 показал, что приведенный параметр ∆D имеет максимальное значение в случае адгезии клеевой композиции с хиноловым эфиром к стали (∆D = 5,98). В случае

15