ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО МЕДАМИНА В КАЧЕСТВЕ ИНГРЕДИЕНТА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты исследований новых ингредиентов в составе промышленных резиновых смесей, предназначенных для резинотехнических изделий. Показано влияние вновь исследуемого ингредиента­ -  технического медамина при разработке рецептур эластомерных композиций в качестве ускорителя вулканизации на пласто-эластические свойства резиновых смесей, физико-механические свойства вулканизатов.

Создан научно обоснованный технологический процесс производства РТИ, усовершенствованием рецептуры резиновых смесей для производства резиновых изделий различного назначения с применением технического медамина, обеспечивающих целенаправленное улучшение технологических и эксплуатационных свойств резиновых смесей и вулканизатов.  

ABSTRACT

The article presents the results of research into new ingredients in industrial rubber compounds intended for rubber products. The influence of the newly studied ingredient - technical medamin - in the development of elastomer compositions as a vulcanization accelerator on the plastic-elastic properties of rubber mixtures and the physical and mechanical properties of vulcanizates is shown.

A scientifically based technological process for the production of rubber products has been developed, improving the formulation of rubber compounds for the production of rubber products for various purposes using technical medamin, ensuring targeted improvement of the technological and operational properties of rubber compounds and vulcanizates.

Ключевые слова: технический медамин, 2-меркаптобензотиазол, ускорители, рецептура, эластомеры, свойства вулканизатов, резиновые смеси, резиновые изделия.

Keywords: technical medamin, 2-mercaptobenzothiazole, accelerators, formulation, elastomers, properties of vulcanizates, rubber compounds, rubber products.

Введение

Для повышения стойкости резин к подвулканизации и к тепловому старению, уменьшение накопления остаточной деформации, а также снижение стоимости резиновых смесей на основе хлоропренового каучука за счёт исключения из его состава дорогостоящих ингредиентов предприняты попытки по применению технического 2-БМК медамина.

В работах нами исследовано влияние различных технологических добавок на технологические свойства резиновых смесей и физико-механические свойства вулканизатов на их основе. Наряду с технологическими добавками, на свойства резин оказывают влияние и другие ингредиенты, среди которых следует выделить ускорители, повышающие скорость вулканизации и понижающие температуру структурирования каучуков. Применение ускорителей позволяет уменьшить количество вулканизующего агента и устранить его выцветание на поверхность резиновых изделий, уменьшить возможность перевулканизации, повысить сопротивление старению, а также улучшить физико-механические свойства резин. Выбором различных ускорителей можно также влиять на реометрические и физико-механические показатели резин. Поэтому исследование новых ускорителей, удовлетворяющих этим требованиям, является актуальной задачей. В настоящее время в качестве ускорителей серной вулканизации резиновых смесей используются 2- меркаптобензотиазол и 2,2'-дитиобисбензтиазол.

В последнее время на рынке сырья для резинотехнической и шинной промышленности в качестве ускорителя предлагается различные виды серной вулканизации, в связи с этим нами проведены исследования и возможности применения технического медамина, изучено его влияние на свойства резиновых смесей и вулканизатов. Показана возможность его использования как альтернативный ингридиент 2-меркаптобензотиазолу в резинотехнических изделиях, а также как альтернативное 2,2'-дитиобисбензтиазолу используемого в таких же назначениях. Установлена возможность альтернативного компонента 2-меркаптобензотиазолу и его комбинации с 2,2'-дитиобисбензтиазолом на технический медамин в резинах на основе бутадиен-нитрильного и других каучуков, применяемых для изготовления маслобензостойких резиновых деталей.

Целью исследования является возможность использования в качестве нового класса ингредиентов резиновых смесей ­­- ускорителя вулканизации технического медамина,  взамен 2-меркапто­бензотиазола в эластомерных композициях.

Основными задачами исследования заключаются: в подборе рецептуры резиновых смесей (типов каучука и ингредиентов) для резино-технических изделий, обладающих оптимальным сочетанием эксплуатацион-ных и технологических характеристик эластомерных композиций; на основании полученных результате предложить новые ингредиенты, а именно технический медамин с функционального действием в качестве ускорителя вулканизации для широкого ассортимента резин.

Материалы и методы

Исследования проводились для резиновых смесей двух марок 81-330 и 81-550 с серной вулканизующей системой на основе каучуков СКИ- 3 и СКМС-30АРКМ-15, используемых для изготовления переда и подошвы резиновой обуви на предприятии «Кафолат». В их составы кроме каучуков входят сера, нафтам-2, цинковые белила, стеарин, технический углерод, канифоль, каолин и др. ингредиенты /1-4/.

Резиновые смеси готовили на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150. Стандартные образцы резиновых смесей вулканизовали при 150ºС в течение 30 мин в двухэтажном прессе.

Для вулканизатов по стандартным методикам определялись: физико- механические свойства (ГОСТ 270); твёрдость по ШОРу А (ГОСТ 263); истираемость (ГОСТ12251); сопротивление раздиру (ГОСТ 262) в лаборатории предприятия «Кафолат».

Результаты и обсуждение

Результаты испытаний пласто-эластических свойств сырых резиновых смесей и свойств вулканизатов с использованием технического медамина в качестве ускорителя вулканизации, представленные в таблицах 1-2, демонстрируют соответствие показателей требованиям, предъявляемым к резиновым смесям.

В таблице 1. приведены варианты первой резиновой смеси с применением ускорителей (в мас. ч. на 100,00 мас. ч. каучука) и резуль­таты исследования влияния ускорителей на реометрические и физико-механические свойства вулканизатов на ее основе.

Из данных таблицы 1. следует, что для второго варианта резиновой смеси, содержащего технический медамин, по сравнению с первым вариантом характерны меньшие величины времен начала (ts) и оптимума (t90) подвулканизации.

При этом для второго варианта резиновой смеси значения скорости подвулканизации (1/(t90 - ts)) и крутящего момента (S'max) достигают больших величин по сравнению с первым вариантом, содержащим 2-меркаптобензотиазол.

Таким образом, технический медамин по эффективности ускорения процесса вулканизации резиновой смеси не уступает 2- меркаптобензо-тиазолу и является альтернативным ингридиентом резиновых смесей.

Таблица 1.

Влияние ускорителей на свойства первой резиновой смеси

Из данных таблицы 2. видно, что вулканизаты обоих вариантов резиновой смеси удовлетворяют требованиям научно-технической документации (НТД), предъявляемым по упруго-прочностным свойствам к исследуемой резине. Значения предела прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и твердости для вулканизатов обоих вариантов резиновой смеси отличаются незначительно. Резина, содержащая оба ускорителя вулканизации, характеризуется хорошим сопротивлением к истиранию и раздиру.

В дальнейшем исследовалось влияние технического медамина в сопоставлении с 2-меркаптобензотиазолом на свойства второй резиновой смеси. В таблице 2. приведены варианты, а также результаты исследо­вания реометрических и физико-механических свойств этой резиновой смеси. Из таблицы 2. следует, что вариант резиновой смеси, содержащий технический медамин, по сравнению с вариантом с 2-меркаптобензотиазолом обладает меньшими величинами времен начала и оптимума подвулканизации и большими значениями скорости подвулканизации и крутящего момента.

Вулканизат второго варианта резиновой смеси по упруго-прочностным свойствам не уступает вулканизату первого варианта.

Таблица 2.

Влияние ускорителей на свойства второй резиновой смеси

Следовательно, как и для первой резиновой смеси, технический медамин может быть использован в качестве ускорителя вулканизации для второй резиновой смеси. Таким образом, технический медамин может быть использован как альтернативный ингредиент 2-меркаптобензотиазолу применяемый в качестве ускори­теля серной вулканизации резиновых смесей.

Выводы.

Проведены исследования по усовершенствованию рецептур резиновых смесей для производства резиновых изделий различного назначения с применением в качестве ускорителей вулканизации медамина, показали, что применение технического медамина взамен применяемого 2-меркаптобензо-тиазола приводят к получению вулканизатов со стабильными показателями технологических и технических свойств эластомеров.

Список литературы:

1. Гришин, Б. С. Материалы резиновой промышленности (информаци-онно-аналитическая база данных): в 2 ч. / Б. С. Гришин. –Казань: КГТУ, 2010. – Ч. 1. – 506 с.
2. Дик, Дж. С. Технология резины: рецептуростроение и испытания / Дж. С. Дик; под ред. Дж. С. Дика. – СПб.: Научные основы и технологии, 2010. – 620 с.
3. Резниченко, С. В. Большой справочник резинщика: в 2 т. / С. В. Резниченко, Ю. Л. Морозов. – М.: ООО «Издательский центр «Техинформ» МАИ», 2012. – Т. 1. – 744 с.; Т. 2. – 648 с.
4. Шашок, Ж. С. Основы рецептуростроения эластомерных композиций: учеб.-метод. пособие / Ж. С. Шашок, К. В. Вишневский. – Минск: БГТУ, 2015. – 73 с.