пластификатор полимерных материалов и полимерный материал
Классы МПК: | C08K5/03 ароматических C08L9/00 Композиции гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями |
Автор(ы): | Бусыгин Владимир Михайлович (RU), Гильманов Хамит Хамисович (RU), Сафин Дамир Хасанович (RU), Кузьмин Вячеслав Зиновьевич (RU), Евтишина Нина Михайловна (RU), Сахабутдинов Анас Гаптынурович (RU), Шепелин Владимир Александрович (RU), Прокудина Татьяна Михайловна (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2006-02-06 публикация патента:
27.06.2007 |
Изобретение относится к пластификатору полимерных материалов, выбранных из группы: бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового каучука, взятых в соотношении 70:30, на основе алкилароматических углеводородов, описываемых общей формулой
где R1 - Н, ОН, NH 2, SO3Н; R2 и R3 - линейная или разветвленная углеводородная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода. Изобретение также относится к полимерному материалу, включающему указанный пластификатор. Техническим результатом является разработка пластификатора полимерных материалов и полимерного материала, позволяющих достигать улучшения физико-механических свойств и технологичности переработки резиновых смесей. Также введение пластификатора в каучуки способствует уменьшению их вязкости, что является показателем, характеризующим повышение их эластичности и пластичности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 табл.
Формула изобретения
1. Пластификатор полимерных материалов, выбранных из группы: бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30, на основе алкилароматических углеводородов, отличающийся тем, что в качестве алкилароматических углеводородов используют одно или несколько соединений, описываемых общей формулой
где R1 - Н, ОН, NH 2, SO3Н; R2 и R3 - линейная или разветвленная углеводородная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода.
2. Пластификатор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит до 90 мас.% углеводородов C18-С 30 или их смесей.
3. Полимерный материал, выбранный из группы: бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30, включающий пластификатор, отличающийся тем, что он в качестве пластификатора содержит пластификатор по п.1.
Описание изобретения к патенту
Группа изобретений относится к области химической технологии, в частности к пластификаторам для получения пластифицированных полимерных материалов и полимерным материалам, и может быть использовано в производстве различных полимерных материалов, резиновых смесей и покрытий.
Известно, что в качестве пластификаторов для полимеров могут применяться органические соединения самых различных классов. Эффект пластификации полимеров различными пластификаторами неодинаков и зависит от их химической природы и строения. Поэтому полимеры, содержащие одинаковые массовые количества различных пластификаторов, отличаются по комплексу физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств (Р.С.Барштейн и др. Пластификаторы для полимеров. - М.: Химия, 1982, с.173).
К распространенным пластификаторам относятся эфиры органических и неорганических кислот, например дибутилфталат, ди-(2-этилгексил)фталат, дибутилсебацинат, трикрезил- и трибутилфосфат; продукты переработки каменного угля и древесных материалов, например кумароно-инденовые смолы, канифоль, эпоксидированные масла растительные и др.
Известен способ получения пластифицированных полимерных материалов (Патент РФ №2258717, МПК7 С08К 5/51, C08L 27/06, C09D 127/06, опубл. 20.08.2005), в котором в качестве пластификатора используют новые типы пластификаторов, содержащих в своем составе помимо двух сложноэфирных групп одну полную (вторичную) фосфатную группу. Известны нефтяные пластификаторы на основе нефтепродуктов, включающих преимущественное содержание одной из групп углеводородов - парафино-нафтеновые (масла), ароматические (экстракты селективной очистки масляных фракций), парафиновых концентратов (парафины, вазелины, петролатумы), остаточные нефтяные фракции (мазуты, гудроны) и др., получаемые в известных традиционных процессах нефтепереработки: дистилляционные процессы, очистка масляных фракций селективными растворителями, депарафинизация и др. (Справочник резинщика. Материалы резинового производства. - М., 1971, с.441; Черножуков Н.И. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов. - М., 1978, с.390-391).
Известны способы получения пластификаторов ароматической основы путем селективной очистки масляных фракций различными растворителями - фенолом, фурфуролом, N-метилпирролидоном (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Под редакцией Н.Заяшникова, 1996, с.49, 118).
Наиболее широкое применение в отечественной промышленности имеет масло - мягчитель ПН-6, которое представляет собой концентрат ароматических углеводородов, получаемый компаундированием экстрактов селективной (фенольной) очистки масляных фракций нефти (ТУ 38.1011217-89).
Ароматические пластификаторы на основе только экстрактов масел недостаточно эффективны, так как имеют в своем составе невысокое содержание тяжелых ароматических углеводородов 6,2-13,1 мас.%, которые способствуют повышению эксплуатационных характеристик резиновых смесей (прочности, клейкости) (Патент РФ №2072384, МПК7 C10G 21/16, С08К 5/01, опубл. 27.01.1997).
Повысить содержание ароматических углеводородов в пластификаторе можно, если к экстракту, имеющему достаточное количество легкой и средней ароматики, добавить тяжелые ароматические углеводороды, присутствующие в нефтяных остатках и способствующие повышению прочностных свойств резиновых смесей. При этом также увеличивается вязкость пластификатора за счет введения дополнительного количества тяжелых углеводородов, что положительно отражается на прочностных показателях вулканизатов и их относительном удлинении. Кроме того, добавление к экстракту масел тяжелых нефтяных остатков расширяет сырьевые ресурсы, устраняя или уменьшая дефицит нефтяного сырья при получении пластификатора. В качестве нефтяных остатков используют остатки атмосферной и/или вакуумной перегонки нефти (мазут, гудрон), процессов деасфальтизации (асфальт), каталитического, термического крекингов (Патент РФ №2133260, МПК 6 C10G 21/00, С08К 11/00, опубл. 20.07.1999).
Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе диенового каучука, содержащая пластификатор, содержащий эфир диэтиленгликоля и нефтяное нафтеновое масло с молекулярной массой 220-230 и количеством ароматических колец в средней молекуле 0,7-1,0 в соотношении 3:7 по массе, при содержании пластификатора 8,5-30 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука (А.с. СССР №1024466, МПК3 С08L 9/00, опубл. 23.06.1983).
Известен способ пластификации резиновых смесей, в котором в качестве пластификатора применяют инденоалкилароматические смолы, полученные термической полимеризацией фракции пиролиза или кубового остатка газофракционирующей системы завода СК (А.с. СССР №159637, МПК4 C08L 9/00, опубл. 25.12.1979).
Представляет интерес использование высокоароматизированного продукта, являющегося отходом нефтехимического производства и не имеющего эффективного применения, однако надо иметь в виду, что согласно директиве ЕС установлено допустимое содержание полициклической ароматики в используемых маслах не более 3% (метод IP346), а следовательно, надо использовать продукт, который в своем составе содержит минимальное количество таких веществ, что значительно усложняет выбор ароматических отходов производства.
Наиболее близким к предлагаемому пластификатору является пластификатор полимерных материалов, представляющий собой кубовые остатки ректификации этилбензола, полученные при алкилировании бензола этиленом в присутствии хлористого алюминия, плотностью 0,92-0,96 г/см 3, молекулярной массы 300-800, содержащие в своем составе, мас.%: полиалкилбензолы 0,1-10, тяжелый остаток 89,1-99,85 (А.с. СССР №1368318, МПК4 C08L 9/00, С09К 13/02, опубл. 23.01.1988). Недостатком данного пластификатора является то, что его применение не приводит к высокой устойчивости резиновых смесей к многократному растяжению, так называемой динамической выносливости, и составляет 15,3-41,8 тыс. циклов, также является нежелательным высокое содержание в пластификаторе тяжелого остатка, в котором много неидентифицируемых ароматических углеводородов.
Задачей группы изобретений является разработка пластификатора полимерных материалов и полимерного материала, позволяющих достигать улучшения физико-механических свойств и технологичности переработки резиновых смесей.
Поставленная задача достигается использованием пластификатора полимерных материалов, выбранных из группы бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30, на основе алкилароматических углеводородов, причем в качестве алкилароматических углеводородов используют одно или несколько соединений, описываемых общей формулой
R1 - водород, -ОН, -NH 2, SO3Н;
R2 и R3 - линейная или разветвленная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода. Далее - соединение I.
Примерами таких соединений могут быть бутилоктилбензол, октилдецилбензол, пара-дидодецилбензол, бутилоктиланилин, гексилдециланилин, октилдецилфенол, бензолсульфокислота, 2,4-диизононилфенол, 2-октил-4-изонониланилин, 2-гексил-4-додецилбензолсульфокислота, 4-гексилоктилбензол и др.
Пластификатор дополнительно может содержать до 90 мас.% углеводородов с числом углеводородных атомов от 18 до 30 или их смесей (далее соединение II).
Предлагаемый полимерный материал, выбранный из группы бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30, включает в качестве пластификатора пластификатор на основе алкилароматических углеводородов, причем в качестве алкилароматических углеводородов используют одно или несколько соединений, описываемых общей формулой
R1 - водород, -ОН, -NH 2, SO3Н;
R2 и R3 - линейная или разветвленная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода.
В качестве углеводородов C18-С30 или их смесей могут быть использованы, например, пентамеры пропилена (ТУ 2411-020-05766801-94), фракция альфа-олефинов С20-С 26 (ТУ 2411-068-05766801-97), разветвленные предельные углеводороды С20-С30 , используемые в качестве масел ПАОМ-2,4 (ТУ-0253-004-54409843-2004) и др.
В качестве полимерного материала могут быть использованы каучуки общего назначения: изопреновый, бутадиеновый, бутадиен-стирольный, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30.
Заявляемый пластификатор может быть получен реакцией алкилирования бензола, фенола, анилина непредельными углеводородами С4-С20 или их смесями и сульфированием алкилароматических соединений.
Процессы алкилирования бензола, фенола, анилина проводят известными методами, описанными в научно-технической литературе (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М: Химия. - 1988. - С.230-250; Гайле А.А., Сомов В.Е., Варшавский О.М. Ароматические углеводороды: выделение, применение, рынок: Справочник. - СПб.: Химиздат, 2000. - С.125-126, 347).
Сульфирование алкилароматических соединений проводят серной кислотой или олеумом по известному способу, описанному в литературе (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия. - 1988, стр.315-322). В качестве исходных алкилароматических соединений могут быть использованы диалкилбензолы, полученные при алкилировании бензола.
Отличительными признаками группы изобретений является использование в качестве пластификатора полимерных материалов алкилароматического соединения или нескольких алкилароматических соединений, описываемых общей формулой
R1 - водород, -ОН, -NH 2, SO3H;
R2 и R3 - линейная или разветвленная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода.
Данная группа изобретений обладает критерием патентоспособности «новизна», так как в литературе не описано использование пластификатора полимерных материалов на основе вышеуказанных соединений и полимерного материала, содержащего указанный пластификатор.
Использование полученного пластификатора позволяет придать пластифицированным материалам улучшенные эксплуатационные свойства, увеличить устойчивость к многократному растяжению, снизить нагрузку на окружающую среду за счет использования пластификатора, не содержащего в своем составе полициклическую ароматику, что не описано в аналогичных технических решениях и говорит о соответствии заявляемый группы изобретений критерию «изобретательский уровень».
«Промышленная применимость» подтверждается примерами конкретного выполнения, приводимыми ниже.
Физико-химические характеристики пластификатора приведены в таблице 1.
Для проведения сравнения пластификатора по заявляемому изобретению исследовались рецептуры резиновых смесей с применением известного пластификатора и рецептуры резиновых смесей, в которых известный пластификатор был заменен на заявляемый по изобретению, что, однако, не ограничивает применение данного пластификатора для пластификации других полимерных материалов.
Для изучения свойств резиновых смесей с применением заявляемого пластификатора были использованы резиновые смеси на основе полимерных материалов, содержащих каучук бутадиеновый (СКД), бутадиен-стирольный (ДССК), изопреновый (СКИ-3), смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30. Для приготовления полимерного материала на 100 массовых частей каучука вводили 15 массовых частей пластификатора (Таблица 7). Смеси готовили на лабораторных вальцах, пластификатор вводили в каучук совместно с техническим углеродом.
Для сравнения приведены результаты испытаний резиновых смесей с известным пластификатором ПН-6. Результаты испытаний приведены в таблицах 2-5.
Заявляемые пластификаторы были испытаны в качестве наполнителей каучуков бутадиенового (СКД), изопренового (СКИ-3) и дивинил-стирольного (ДССК). В растворы каучуков СКИ-3, СКД и ДССК, полученные в условиях производственных режимов, введены масло ПН-6 (для сравнения) и заявляемый пластификатор в дозировках от 5 до 20 м.ч. на 100 м.ч. каучука. Растворы подвергали дегазации, выделению и сушке. Полученные каучуки, содержащие пластификатор, анализировали на вязкость по Муни, что характеризует эффективность применяемого пластификатора. Показатели вязкости каучуков, содержащих пластификатор, представлены в таблице 6, из которой следует, что введение пластификаторов в каучук обеспечивает снижение вязкости по Муни.
Осуществление группы изобретений иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1
Пластификатор представляет собой смесь соединений I. В качестве соединения I использовали соединение общей формулы
4-эйкозил-изобутилбензол, где R1 - водород, R2 - радикал C 20H41, R3 - радикал С4H9 и 2,4-диизононилфенол, где R1 - гидроксильная группа, R 2 и R3 - радикал C 9H19.
Пример 2
По аналогии с примером 1, где в соединении I R1 - водород, R2 - радикал C8H 16, R3 - радикал С 16H33. Соединение II - пентамеры пропилена. Соединение I и соединение II в массовом соотношении 50:50.
Пример 3
По аналогии с примером 1, где в соединении I R1 - водород, R2 и R3 - радикал C12 H25. Соединение II - пентамеры пропилена.
Соединение I и соединение II в массовом соотношении 10:90.
Пример 4
По аналогии с примером 1, где в соединении I R1 - гидроксильная группа, R 3 - радикал С6Н13 , R2 - радикал C10 H21. Соединение II - масло ПАОМ-2.
Соединение I и соединение II в массовом соотношении 90:10.
Пример 5
По аналогии с примером 1 в качестве соединениия I использовали 2,4-диизононилфенол, где R1 - гидроксильная группа, R2 и R 3 - радикал C9H19 и 4-октил-2-изонониланилин, где R1 - аминогруппа, R2 - радикал C8H 17, R3 - радикал C 9H19.
Пример 6
По аналогии с примером 1, где в соединении I R1 - гидроксильная группа, R3 - радикал С4 H9, R2 - радикал С14H29. Соединение II - фракция альфа-олефинов C20-C 26.
Соединение I и соединение II в массовом соотношении 10:90.
Пример 7
По аналогии с примером 1, где в соединении I R1 - аминогруппа, R2 - радикал C8H17, R3 - радикал C9H 19. Соединение II - пентамеры пропилена.
Соединение I и соединение II в массовом соотношении 90:10.
Пример 8
По аналогии с примером 1, где в соединении I R 1 - аминогруппа, R2 - радикал C 8H17, R3 - радикал C8H17. Соединение II - пентамеры пропилена.
Соединение I и соединение II в массовом соотношении 50:50.
Пример 9
По аналогии с примером 1, где в соединении I R1 - аминогруппа, R3 - радикал С4H 9, R2 - радикал C 20H41. Соединение II - фракция альфа-олефинов С20-С26.
Соединение I и соединение II в массовом соотношении 10:90.
Пример 10
По аналогии с примером 1 в соединении I использовали 2-гексил-4-додецилбензолсульфокислота, где R1 - сульфогруппа, R2 - радикал С 6Н13, R3 - радикал C12H25 и пара-дидодецилбензол, где R1 - водород, R2 и R3 - радикал С12H25.
Пример 11
По аналогии с примером 1, где в соединении I R 1 - сульфогруппа, R2 - радикал С 10H21, R3 - радикал C10H21. Соединение II - масло ПАОМ-4
Соединение I и соединение II в массовом соотношении 50:50.
Пример 12
По аналогии с примером 1, где соединении I 4-октил-2-изононилбензолсульфокислота, где R1 - сульфогруппа, R2 - радикал C8H16, R3 - радикал C9H 19 и 2,4-диизононилфенол, где R1 - гидроксильная группа, R2 и R 3 - радикал C9H19 .
Пример 13
По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R 1 - водород, R2 - радикал С 10Н21, R3 - радикал С10Н21.
Пример 14
По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R1 - гидроксильная группа, R2 и R 3 - радикал C9H19 .
Пример 15
По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R 1 - аминогруппа, R3 - радикал С 4Н9, R2 - радикал С12Н25.
Пример 16
По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R1 - сульфогруппа, R3 - радикал C 8H17, R2 - радикал С10Н21.
Как видно из данных таблиц 2-5, заявляемый пластификатор придает резиновым смесям на основе полимерных материалов, содержащих указанный пластификатор и каучуки СКД, ДССК и СКИ улучшенные физико-механические свойства, особенно резко увеличивается устойчивость к многократному растяжению, что является очень важным показателем технологических свойств резиновых смесей. Введение предлагаемого пластификатора способствует уменьшению вязкости каучуков (таблица 6), что является показателем, характеризующим повышение их эластичности и пластичности.
Таблица 1 Физико-химические характеристики пластификатора | |||||||
Примеры | Соединение I | Массовое соотношение соед.I: соед.II | Физико-химические характеристики пластификатора | ||||
Внешний вид | Плотность, г/см3 | Вязкость кинематич., мм2/с | Темпер-ра застывания, °С | Темпер-ра вспышки, °С | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Пример сравнения | ПН-6 | - | вязкая жидкость темного цвета | 0,96-0,98 | 30-35 | <36 | 230 |
Пример 1 | Смесь 4-эйкозил-изобутилбензола и 2,4-диизононилфенола | - | вязкая жидкость коричн. цвета | 0,914 | 13,5 | -10 | 198 |
Пример 2 | 4-гексадецилоктилбензол | 50:50 | вязкая жидкость коричн. цвета | 0,954 | 23,4 | 8 | 234 |
Пример 3 | парадидодецилбензол | 10:90 | вязкая жидкость коричн. цвета | 0,976 | 37,5 | 16 | 252 |
Пример 4 | 2-гексил-4-децилфенол | 90:10 | вязкая жидкость желтого цвета | 0,938 | 16,5 | 12 | 218 |
Пример 5 | Смесь 2,4-диизононил-фенола и 2-октил-4-изонониланилина | - | вязкая жидкость коричн. цвета | 0,912 | 11,8 | -3 | 180 |
Пример 6 | 2-изобутил-4-тетрадецилфенол | 10:90 | вязкая жидкость темного цвета | 0,972 | 35,6 | 14 | 248 |
Пример 7 | 2-октил-4-изонониланилин | 90:10 | вязкая жидкость желтого цвета | 0,935 | 18,5 | 9 | 221 |
Пример 8 | 2,4-диоктиланилнн | 50:50 | вязкая жидкость коричн. цвета | 0,910 | 23,8 | 6 | 212 |
Пример 9 | 2-изобутил-4-эйкозиланилин | 10:90 | вязкая жидкость темного цвета | 0,969 | 38,2 | 18 | 254 |
Продолжение таблицы 1 | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Пример 10 | Смесь 2-гексил-4-додецилбензолсульфокислоты и парадидодецилбензола | - | вязкая жидкость, коричн. цвета | 0,940 | 19,0 | 10 | 222 |
Пример 11 | 2,4-дидецилбензол-сульфокислота | 50:50 | вязкая жидкость коричн. цвета | 0,968 | 32,3 | 15 | 244 |
Пример 12 | Смесь 4-октил-2-изононил-бензолсульфокислоты и 2,4-диизононилфенола | - | вязкая жидкость темного цвета | 0,980 | 40,0 | 22 | 260 |
Пример 13 | 2,4-дидецилбензол | - | вязкая жидкость желтого цвета | 0,902 | 11,5 | -12 | 184 |
Пример 14 | 2,4-диизононилфенол | - | вязкая жидкость желтого цвета | 0,910 | 12,3 | -3 | 193 |
Пример 15 | 2-изобутил-4-додециланилин | - | вязкая жидкость желтого цвета | 0,912 | 13,8 | 1,5 | 198 |
Пример 16 | 2-октил-4-децилбензолсульфокислота | - | вязкая жидкость коричн. цвета | 0,937 | 15,6 | 3,5 | 204 |
Таблица 2 Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКИ-3 | |||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | ||||||||
ПН-6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 45 | 42 | 40 | 39 | 43 | 45 | 41 | 45 | 44 |
Реологические показатели при 160°С | |||||||||
ML, ф/д | 12,5 | 12,5 | 12,6 | 12,0 | 12,6 | 12,1 | 12,1 | 13,0 | 12,5 |
Мн, ф/д | 31,8 | 31,5 | 31,2 | 30,7 | 31,5 | 30,1 | 30,5 | 30,8 | 31,0 |
t s, мин | 3,6 | 3,5 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 2,6 | 2,7 | 3,5 | 3,4 |
t 50, мин | 6,0 | 5,0 | 5,1 | 4,9 | 5,1 | 4,9 | 5,0 | 5,9 | 5,0 |
t 90, мин | 8,9 | 8,3 | 8,0 | 7,9 | 7,8 | 7,9 | 8,0 | 7,8 | 8,2 |
Прочностные показатели при 23°С: Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 5,3 | 5,1 | 5,1 | 5,1 | 5,3 | 5,0 | 4,9 | 5,2 | 5,4 |
Условная прочность при растяжении, МПа | 23,7 | 23,4 | 23,6 | 23,1 | 23,8 | 23,8 | 23,0 | 23,5 | 23,6 |
Относительное удлинение, % | 670 | 655 | 650 | 650 | 670 | 680 | 650 | 670 | 670 |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 71 | 70 | 68 | 68 | 71 | 69 | 65 | 71 | 69 |
Твердость по Шору А, ед. | 53 | 53 | 51 | 50 | 52 | 52 | 50 | 52 | 53 |
Эластичность по отскоку, % | 52 | 52 | 50 | 48 | 52 | 50 | 49 | 52 | 52 |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 82,8 | 127 | 121 | 102 | 155 | 153 | 130 | 134 | 130 |
Продолжение таблицы 2 Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКИ-3 | ||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | |||||||
9 | 10 | И | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 42 | 44 | 45 | 46 | 43 | 44 | 45 | 44 |
Реологические показатели при 160°С | ||||||||
ML, ф/д | 12,1 | 13,0 | 12,5 | 12,0 | 12,0 | 12,5 | 12,8 | 13,1 |
Мн, ф/д | 30,6 | 32,0 | 31,7 | 32,0 | 31,0 | 31,6 | 31,0 | 31,7 |
ts, мин | 3,1 | 3,5 | 3,2 | 3,4 | 3,5 | 3,4 | 3,5 | 3,4 |
t 50, мин | 5,8 | 6,0 | 5,3 | 5,5 | 5,2 | 5,2 | 5,9 | 6,0 |
t90, мин | 8,0 | 8,7 | 7,8 | 8,0 | 8,4 | 8,0 | 7,9 | 8,3 |
Прочностные показатели при 23°С: Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 5,3 | 5,1 | 5,3 | 5,3 | 5,2 | 5,3 | 5,2 | 5,1 |
Условная прочность при растяжении, МПа | 23,7 | 23,0 | 24,0 | 23,9 | 23,3 | 23,7 | 23,5 | 23,1 |
Относительное удлинение, % | 680 | 660 | 680 | 670 | 655 | 670 | 670 | 665 |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 68 | 70 | 72 | 70 | 70 | 71 | 70 | 70 |
Твердость по Шору А, ед. | 51 | 52 | 54 | 53 | 51 | 52 | 52 | 51 |
Эластичность по отскоку, % | 54 | 52 | 52 | 52 | 51 | 51 | 50 | 52 |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 123 | 98 | 96 | 89 | 127 | 156 | 120 | 97 |
Таблица 3 Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКД | |||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | ||||||||
ПН-6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 56 | 55 | 54 | 54 | 53 | 54 | 53 | 54 | 54 |
Реологические показатели при 160°С | |||||||||
ML, ф/д | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,8 | 8,8 | 8,9 | 8,8 | 8,8 |
Мн, ф/д | 34,0 | 33,5 | 33,7 | 34,0 | 33,5 | 33,5 | 34 | 33,0 | 33,5 |
t90, мин | 8,5 | 8,0 | 8,0 | 8,0 | 7,5 | 7,6 | 7,9 | 7,9 | 8,0 |
Прочностные показатели при 23°С: Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 8,0 | 8,0 | 7,9 | 8,0 | 7,9 | 7,9 | 8,0 | 7,9 | 8,0 |
Условная прочность при растяжении, МПа | 12,2 | 12,2 | 12,2 | 12,5 | 13,8 | 13,5 | 13,0 | 14,0 | 13,5 |
Относительное удлинение, % | 490 | 500 | 500 | 490 | 510 | 508 | 500 | 507 | 502 |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 92 | 103 | 100 | 98 | 115 | 116 | 112 | 98 | 98 |
Твердость по Шору А, ед. | 64 | 61 | 63 | 62 | 64 | 63 | 62 | 62 | 62 |
Эластичность по отскоку, % | 50 | 51 | 51 | 51 | 51 | 51 | 50 | 51 | 50 |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 27,0 | 40,0 | 36 | 32,0 | 62,0 | 60,2 | 58,0 | 42,0 | 40,0 |
Продолжение таблицы 3 Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКД | ||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | |||||||
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 55 | 55 | 55 | 55 | 56 | 54 | 55 | 54 |
Реологические показатели при 160°С | ||||||||
ML, ф/д | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,8 | 8,8 | 8,7 | 8,7 |
Мн, ф/д | 34 | 34 | 33,5 | 33,5 | 33,5 | 33,2 | 33,0 | 33,0 |
t 90, мин | 8,0 | 8,0 | 8,1 | 8,0 | 8,1 | 7,6 | 7,5 | 8,0 |
Прочностные показатели при 23°С: Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 8,0 | 7,9 | 7,9 | 8,0 | 8,1 | 7,9 | 7,9 | 8,0 |
Условная прочность при растяжении, МПа | 13,2 | 13,5 | 14,0 | 13,5 | 12,1 | 13,6 | 13,6 | 13,5 |
Относительное удлинение, % | 490 | 490 | 510 | 510 | 500 | 510 | 508 | 510 |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 97 | 90 | 92 | 92 | 108 | 112 | 115 | 91 |
Твердость по Шору А, ед. | 63 | 62 | 61 | 62 | 62 | 64 | 62 | 61 |
Эластичность по отскоку, % | 50 | 49 | 50 | 50 | 50 | 51 | 51 | 51 |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 36,0 | 32 | 37 | 38 | 40 | 62,5 | 60 | 37 |
Таблица 4 Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе смеси каучуков СКИ-3 и СКД, взятых в массовом соотношении, равном 70:30 | |||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | ||||||||
ПН-6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 65 | 65 | 65 | 64 | 64 | 65 | 65 | 65 | 65 |
Реологические показатели при 160°С | |||||||||
ML, ф/д | 14,5 | 14,8 | 15,0 | 15,1 | 14,5 | 15,0 | 15,1 | 14,6 | 14,4 |
Мн, ф/д | 40,8 | 40,8 | 41,0 | 40,8 | 40,2 | 40,0 | 40,2 | 40,0 | 39,0 |
t s, мин | 3,1 | 3,1 | 3,0 | 3,3 | 3,0 | 2,5 | 3,0 | 2,8 | 2,9 |
t 50, мин | 4,8 | 4,7 | 4,2 | 4,7 | 4,5 | 4,1 | 4,6 | 4,8 | 4,0 |
t 90, мин | 6,0 | 5,5 | 5,8 | 5,9 | 5,5 | 5,4 | 5,6 | 5,4 | 5,5 |
Прочностные показатели при 23°С: | |||||||||
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 10,6 | 10,9 | 10,8 | 10,7 | 10,8 | 10,9 | 10,7 | 10,6 | 10,6 |
Условная прочность при растяжении, МПа | 22,2 | 22,3 | 22,0 | 21,0 | 23,0 | 23,3 | 22,0 | 22,2 | 22,5 |
Относительное удлинение. % | 530 | 540 | 540 | 530 | 540 | 540 | 530 | 530 | 530 |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 69 | 69 | 70 | 68 | 70 | 72 | 69 | 69 | 69 |
Твердость по Шору А, ед. | 63 | 63 | 62 | 60 | 63 | 63 | 60 | 63 | 63 |
Эластичность по отскоку, % | 47 | 47 | 45 | 44 | 46 | 46 | 45 | 47 | 47 |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 92 | 150 | 150 | 120 | >300 | >300 | 250 | 210 | 200 |
Продолжение таблицы 4 Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе смеси каучуков СКИ-3 и СКД, взятых в массовом соотношении, равном 70:30 | ||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | |||||||
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 65 | 65 | 64 | 65 | 64 | 64 | 64 | 65 |
Реологические показатели при 160°С | ||||||||
ML, ф/д | 14,6 | 14,5 | 14,4 | 14,0 | 14,6 | 14,5 | 14,4 | 14,4 |
Мн, ф/д | 40,0 | 40,8 | 38,0 | 40,0 | 40,7 | 40,3 | 40,1 | 40,6 |
ts, мин | 3,1 | 3,0 | 2,7 | 3,1 | 3,1 | 3,0 | 2,8 | 3,0 |
t50, мин | 4,3 | 4,7 | 4,3 | 4,5 | 4,6 | 4,6 | 4,7 | 4,6 |
t 90, мин | 6,0 | 6,0 | 5,4 | 5,5 | 5,6 | 5,6 | 5,5 | 6,0 |
Прочностные показатели при 23°С: Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 10.5 | 10,6 | 10,7 | 10,7 | 10,8 | 10,8 | 10,5 | 10,5 |
Условная прочность при растяжении, МПа | 22,0 | 22,5 | 23,0 | 22,7 | 22,2 | 23,0 | 22,1 | 23,0 |
Относительное удлинение, % | 520 | 520 | 540 | 530 | 540 | 540 | 535 | 520 |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 68 | 68 | 70 | 69 | 68 | 70 | 69 | 69 |
Твердость по Шору А, ед. | 60 | 61 | 62 | 63 | 63 | 63 | 62 | 61 |
Эластичность по отскоку, % | 46 | 45 | 46 | 47 | 47 | 47 | 47 | 45 |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 150 | 110 | 120 | 120 | 150 | >300 | 210 | 110 |
Таблица 5 Результаты физико-механических испытаний резиновых смелей на основе каучука ДССК | ||||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | |||||||||
ПН-6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 79 | 79 | 78 | 77 | 79 | 79 | 78 | 78 | 79 | |
Реологические показатели при 160°С | ||||||||||
ML, ф/д | 18,0 | 17,8 | 18,0 | 18,2 | 17,6 | 17,5 | 17,6 | 17,5 | 18,0 | |
Мн, ф/д | 46, | 45,0 | 46,0 | 45,8 | 45,0 | 44,5 | 46,0 | 46,0 | 46,0 | |
ts, мин | 4,5 | 4,5 | 4,0 | 4,3 | 4,0 | 3,5 | 4,0 | 3,9 | 4,0 | |
T 50, мин | 8,5 | 8,6 | 8,5 | 8,5 | 8,5 | 7,0 | 8,0 | 8,4 | 8,0 | |
t 90, мин | 14 | 13,6 | 13,0 | 13,5 | 13,5 | 12,5 | 13,0 | 13,0 | 13,0 | |
Прочностные показатели при 23°С: Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 12,1 | 12,0 | 11,5 | 11,4 | 12,3 | 11,6 | 11,5 | 11,8 | 12,0 | |
Условная прочность при растяжении, МПа | 19,6 | 20,5 | 20,0 | 19,6 | 21,6 | 21,4 | 20,0 | 19,8 | 21,0 | |
Относительное удлинение, % | 440 | 470 | 470 | 460 | 480 | 480 | 470 | 450 | 450 | |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 37 | 41 | 40 | 38 | 44 | 43 | 40 | 39 | 38 | |
Твердость по Шору А, ед. | 64 | 61 | 60 | 62 | 63 | 63 | 60 | 62 | 62 | |
Эластичность по отскоку, % | 36 | 36 | 34 | 35 | 39 | 39 | 36 | 35 | 36 | |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 132,5 | 160 | 160 | 140 | 228 | 220 | 200 | 190 | 190 |
Продолжение таблицы 5 Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука ДССК | ||||||||
Физико-механические показатели | Примеры, №№ | |||||||
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С | 79 | 79 | 78 | 79 | 77 | 78 | 78 | 78 |
Реологические показатели при 160°С | ||||||||
ML, ф/Д | 17,5 | 18,0 | 17,6 | 17,4 | 17,5 | 17,5 | 17,5 | 17,3 |
Мн, ф/д | 45,0 | 44,0 | 45,0 | 46 | 45,5 | 45,0 | 46,0 | 45,5 |
ts, мин | 3,9 | 4,0 | 3,7 | 4,0 | 4,3 | 4,1 | 3,8 | 4,1 |
t 50, мин | 8,1 | 8,0 | 7,7 | 7,0 | 8,6 | 8,5 | 8,3 | 7,0 |
t90, мин | 13,0 | 12,5 | 13,0 | 13,0 | 13,5 | 13,0 | 13,0 | 13,1 |
Прочностные показатели при 23°С: | ||||||||
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 11,9 | 11,8 | 12,0 | 11,9 | 12,0 | 12,2 | 11,8 | 11,8 |
Условная прочность при растяжении, МПа | 21,0 | 19,5 | 19,9 | 19,9 | 20,0 | 21,0 | 20,0 | 19,8 |
Относительное удлинение, % | 460 | 430 | 440 | 430 | 465 | 475 | 450 | 430 |
Сопротивление раздиру, кгс/см | 39 | 36,0 | 36 | 37 | 40 | 44 | 40 | 38 |
Твердость по Шору А, ед. | 60 | 59 | 59 | 63 | 61 | 62 | 61 | 62 |
Эластичность по отскоку, % | 35 | 35 | 36 | 36 | 35 | 38 | 35 | 26 |
Динамическая выносливость, количество тыс. циклов | 180 | 140 | 150 | 160 | 160 | 230 | 190 | 155 |
Таблица 6 Показатели вязкости по Муни каучуков, содержащих пластификатор | ||||||||||||||||||
Марка каучука | Дозировка пластификатора, м.ч. на 100 м.ч. каучука | Примеры, №№ | ||||||||||||||||
ПН-6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | ||
СКД | 0 | 41 | 41 | 47 | 47 | 41 | 41 | 41 | 41 | 41 | 47 | 47 | 47 | 41 | 41 | 47 | 41 | 41 |
5,0 | 39 | 39 | 45 | 45 | 38 | 39 | 38 | 40 | 39 | 46 | 45 | 46 | 38 | 39 | 44 | 39 | 40 | |
10,0 | 38 | 37 | 44 | 43 | 36 | 37 | 35 | 38 | 38 | 43 | 44 | 44 | 37 | 36 | 41 | 35 | 37 | |
15,0 | 35 | 34 | 40 | 39 | 32 | 33 | 32 | 35 | 36 | 41 | 41 | 41 | 34 | 31 | 38 | 31 | 34 | |
20,0 | 28 | 27 | 36 | 34 | 27 | 27 | 28 | 32 | 29 | 38 | 39 | 38 | 31 | 27 | 34 | 29 | 30 | |
ДССК | 0 | 78 | 88 | 78 | 88 | 78 | 78 | 78 | 78 | 78 | 88 | 88 | 88 | 78 | 78 | 78 | 78 | 88 |
5,0 | 70 | 80 | 70 | 79 | 72 | 71 | 70 | 72 | 71 | 81 | 82 | 80 | 70 | 70 | 72 | 70 | 81 | |
10,0 | 64 | 72 | 63 | 71 | 66 | 64 | 65 | 68 | 66 | 74 | 72 | 73 | 65 | 62 | 65 | 62 | 73 | |
15,0 | 56 | 64 | 55 | 63 | 60 | 57 | 55 | 59 | 57 | 67 | 63 | 66 | 57 | 52 | 59 | 52 | 67 | |
20,0 | 46 | 54 | 44 | 53 | 53 | 45 | 44 | 53 | 48 | 60 | 55 | 57 | 48 | 41 | 50 | 44 | 59 | |
СКИ-3 | 0 | 70 | 70 | 71 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 71 | 70 | 70 | 70 |
5,0 | 65 | 64 | 65 | 66 | 66 | 64 | 65 | 67 | 66 | 66 | 65 | 66 | 66 | 65 | 64 | 66 | 66 | |
10,0 | 59 | 56 | 59 | 61 | 62 | 55 | 57 | 63 | 60 | 62 | 58 | 58 | 62 | 60 | 57 | 61 | 60 | |
15,0 | 53 | 50 | 52 | 54 | 57 | 49 | 52 | 59 | 54 | 57 | 53 | 50 | 55 | 52 | 51 | 55 | 54 | |
20,0 | 47 | 45 | 46 | 49 | 52 | 44 | 47 | 54 | 49 | 50 | 48 | 46 | 49 | 47 | 47 | 51 | 49 |
Таблица 7 Качественный и количественный составы резиновых смесей | |||||||||
Наименование ингредиентов | Резиновые смеси на основе бутадиенового каучука, м.ч. на 100 м.ч. каучука | Резиновые смеси на основе бутадиен-стирольного каучука, м.ч. на 100 м.ч. каучука | Резиновые смеси на основе изопренового каучука, м.ч. на 100 м.ч. каучука | Резиновые смеси на основе смеси изопренового и бутадиенового каучуков, м.ч. на 100 м.ч. каучука | |||||
Контр. с маслом ПН-6 | Опытные с заявляемым пластификатором | Контр. с маслом ПН-6 | Опытные с заявляемым пластификатором | Контр. с маслом ПН-6 | Опытные с заявляемым пластификатором | Контр. с маслом ПН-6 | Опытные с заявляемы м пластификатором | ||
Бутадиеновый каучук | 100,0 | 100,0 | - | - | - | - | 30,0 | 30,0 | |
Бутадиен-стирольный каучук | - | - | 100,0 | 100,0 | - | - | - | - | |
Изопреновый каучук | - | - | - | - | 100,0 | 100,0 | 70,0 | 70,0 | |
Сера | 1,5 | 1,5 | 1,75 | 1.75 | 2,25 | 2,25 | 1.8 | 1,8 | |
Сульфенамид Т | 0,9 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 0,7 | 0,7 | 1.3 | 1.3 | |
Оксид цинка | 3,0 | 3.0 | 3,0 | 3.0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5.0 | |
Стеариновая кислота | 2,0 | 2,0 | 1,0 | 1,0 | 2.0 | 2.0 | 2,0 | 2,0 | |
Технический углерод | 60,0 | 60,0 | 50,0 | 50,0 | 30,0 | 30,0 | 50,0 | 50,0 | |
Масло ПН-6 | 15,0 | - | 15,0 | - | 15,0 | - | 15,0 | - | |
Заявляемый пластификатор | - | 15,0 | - | 15,0 | - | 15,0 | - | 15,0 |
Класс C08L9/00 Композиции гомополимеров или сополимеров диеновых углеводородов с сопряженными двойными связями