Właściwości karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego zawierającego "in situ" zsyntetyzowane napełniacze krzemionkowe

• Autorzy: Zaborski M. , Pietrasik J.

Warianty tytułu

EN

Properties of carboxylated acrylonitrile/butadiene rubber containing "in situ" synthesized silica fillers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Z prekursorów krzemoorganicznych metodą "zol-żel" zsyntetyzowano napełniacze krzemionkowe w środowisku karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowe-go (XNBR). Tworzą one agregaty o wymiarach kilku |xm. Prekursorami były N-2-aminoetylo-3-aminopropylotrimetoksysi-lan (DAMS) oraz tetraetoksysilan (TEOS). Stwierdzono, że DAMS jest substancją sieciującą XNBR. Węzłami sieci są domeny silseskwioksanowe zawierające wiązania zarówno amidowe, jak i jonowe. Część węzłów sieci (ok. 30%) ulega rozpadowi pod wpływem etylenodiaminy. W miarę wzrostu zawartości DAMS zwiększa się gęstość usieciowania elastomeru, jak również naprężenie w warunkach odpowiednich wydłużeń oraz wytrzymałość na rozciąganie. Z pomiarów dynamicznych właściwości wulkanizatów wynika, że związki krzemoorganiczne nie wpływają na temperaturę zeszklenia, lecz w przedziale temperatury 30-40°C występuje przejście związane z ruchliwością agregatów jonowych. Wprowadzenie do elastomeru mieszaniny DAMS + TEOS powoduje, że domeny silseskwioksanowe stają się bardziej usieciowane, a napełniacz wykazuje tendencję do tworzenia własnej struktury. Z pomiarów 2 Si NMR wynika, że gdy wzajemny stosunek silanów wynosi 1:1 uzyskuje się w przeważającej części struktury trójfunkcyjne Q3, ale obecne są również struktury czterofunkcyjne Q . Zwiększanie zawartości struktury czterofunkcyjnej Q (czyli synteza napełniacza z mieszanin DAMS + TEOS) prowadzi do wzrostu naprężeń w warunkach oddziaływania określonych wydłużeń oraz zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie.

EN

From silica precursors we synthesized silica fillers in sol-gel reaction in the carboxylated acrylonitrile/butadiene rubber (XNBR). N-2-aminoethyl-3-aminopropyl-trimethoxysilane (DAMS) and tetraethoxysilane (TEOS) were used as fillers' precursors. It has been found that DAMS is a substance crosslinking XNBR. The network points are silsesquioxanes' domains containing amide as well as ionic bonds. Some part of points (similar to30%) decompose under ethylenediamine treatment. The bigger DAMS content the bigger crosslinking density of elastomer as ell as the stress at suitable elongation and tensile strength Tables 2 and 4). The dynamic properties measurements show that rganosilica compounds do not influence glass transitiontemperature of elastomer (Table 6) but in the range of 30-40degreesC the second maximum appears which is a transition connected to ionic aggregates activity. Addition of a mixture of DAMS + TEOS to the elastomer causes the increase of crosslinking of silsesquioxanes' domains and the filler shows tendency to creation of its own structure (Fig. 2). Si-29 NMR results show that mostly trifunctional structures Q(3) are obtained for equal ratio of silanes (1:1) but tetrafunctional structures Q(4) are also present (Table 1). The increasing of tetrafunctional structure Q(4) content, that is a synthesis of a filler with DAMS + TEOS mixture, leads to the increase of stress at suitable elongation, and tensile strength (Table 5).

Słowa kluczowe

PL

synteza in situ; N-2-aminoetylo-3-aminopropylotrimetoksysilan; tetraetoksysilan; karboksylowany kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy; sieciowanie; właściwości wulkanizatów

EN

silica filler "in situ" synthesis; N-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane; tetraethoxysilane; carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber; crosslinking; vulcanizates properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 47, nr 9
• Strony: 643--648
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zaborski M.

• Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny, Instytut Polimerów, ul. Żeromskiego 116, 90-024 Łódź

autor

Pietrasik J.

• Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny, Instytut Polimerów, ul. Żeromskiego 116, 90-024 Łódź

Bibliografia

• 1. Zaborski M., Paryjczak T., Kaźmierczak A., Albińska J.: Polimery 2002, 47, 95 i 201.
• 2. Wagner M. R: Rubber Chem. Technol. 1976, 49, 703.
• 3. Mark J. E., Wang S., Ahmad Z.: Macromol. Symp. 1995, 98, 731.
• 4. Tanahashi H., Osanai S., Shigekuni M.: Rubber Chem. Technol. 1997, 71, 38.
• 5. Mark J. E.: Polym. Eng. Sci. 1996, 36, 2905.
• 6. Mark J. E.: Chemtech. 1989, 19, 230.
• 7. Kaddami H., Surivet F., Gerard J. F., Lam T. M., Pascault J. R: J. Inorg. Organomet. Polym. 1994, 4, 183.
• 8. Ikeda Y., Tanaka A., Kohjiya S.: J. Mater. Chem. 1997, 7, 1497.
• 9. Murakami K., Osanai S., Shigekuni M., Iio S., Tanahashi H.: Rubber Chem. Technol. 1998, 72, 119.
• 10. Hashim A. S., Ikeda Y., Kohjiya A.: Polym. Int. 1995, 38, 111.
• 11. Flory P. J., Rehner J.: J. Chem. Phys. 1943, 11, 52.
• 12. Barton A. F. M.: „Handbook of Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters", CRC Press. Inc. 1983.
• 13. De Haan J. W., Van Den Bogaert H. M., Ponjee J. J., Van De Ven L. J. M.: J. Colloid. Interfac. Sci. 1986, 110, 591.
• 14. Maciei G. E., Sindorf D. W.: J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 7606.
• 15. Sindorf D. W., Maciei G. E.: J. Phys. Chem. 1983, 105, 1487.