Thiuram disulfides in curing of partially hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber

• Autorzy: Wolska B. , Rzymski W.M.

Warianty tytułu

PL

Disiarczki tiuramu w sieciowaniu częściowo uwodornionego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Curing of partially hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (P-HNBR; bound acrylonitrile content: 34 wt %; hydrogenation degree: 94.5 or 96.0 mol. %; residual [>C=C<]trans double bound content: 0.67 or 0.49 mol/kg resp.) with tetramethyl- (TMTD, molecular weight M = 240 g/mol), tetraethyl- (TETD, M = 296 g/mol), tetraisobutyl- (TiBTD, M = 408 g/mol) or tetrabenzylthiuram (TBzTD, M = 544 g/mol) disulfide was studied. It has been found that, amoung thiuram disulfides (TDS) investigated, only TMTD used in the amount ≥0.10 mol/kg rubber (≥2.4 phr) showed accepted curing activity and reached curing degree in the absence of ZnO. Apart from curing, the heating of TDS with P-HNBR in the absence of ZnO, is accom-panied by modification of rubber main chains with thiuram moieties bound with rubber in the amount of 20÷60 % of TDS incorporated, saturation to some extent of>C=C< double bond and by degradation of main chains. The extent of chain degradation actsp to curing acts q reaches p/q = 0.05÷0.09. The added ZnO greatly improves the curing activity of all TDS used, but - at the same time - enhances the P-HNBR main chains dehydrogenation processes. The networks formed during curing with TDS in the presence of ZnO contain mono- (5 ÷ 55 %), di- (5 ÷ 60 %) and even polysulfide crosslinks, in the proportion depending on ZnO amount and kind of TDS used. The increase in curing temperature (>433 K) decreases the achieved curing degree and enhances the modification and dehydrogenation processes of the rubber chains as well, but exhibts small effect only on the chemical structure of the crosslinks formed.

PL

Zbadano sieciowanie częściowo uwodornionego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (P-HNBR; zawartość związanego akrylonitrylu: 34 % mas.; stopień uwodornienia: 94,5 lub 96,0 % mol.; zawartość resztkowych wiązań podwójnych [>C=C<]trans: 0,67 i 0,49 mol/kg kauczuku) za pomocą disiarczku tetrametylo- (TMTD), tetraetylo- (TETD), tetraizobutylo- (TiBTD) lub tetrabenzylotiuramu (TBzTD). Stwierdzono, że w nieobecności ZnO jako aktywatora jedynie TMTD, użyty w ilości > 0,10 mol/kg kauczuku, jest substancją sieciującą badane elastomery. Towarzyszy temu nasycanie części wiązań podwójnych >C=C< oraz degradacja makrocząsteczek kauczuku. ZnO jako aktywator wyraźnie zwiększa efektywność działania zastosowanych disiarczków, jednakże zwiększenia zawartości ZnO w mieszaninie ponad wartość optymalną, zależną od rodzaju disiarczku, intensyfikuje procesy rewersji oraz reakcje modyfikacji łańcucha głównego elastomeru, w tym odwodornienie. Wzrost temperatury reakcji do 463 K zwiększa wprawdzie szybkość sieciowania, ale przy T > 443 K intensyfikuje procesy odwodornienia kauczuku i rewersji oraz zmniejsza osiągany stopień usieciowania. Z punktu widzenia osiąganego stopnia usieciowania oraz najmniejszej podatności na rewersję najlepsze wyniki uzyskano stosując disiarczek tetraizobutylo- lub tetrabenzylotiuramu.

Słowa kluczowe

EN

hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR); thiuram disulfides; curing activity

PL

uwodorniony kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (HNBR); kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy; disiarczek tiuramu; aktywność sieciująca

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 15, nr 2
• Strony: 3--9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wolska B.

autor

Rzymski W.M.

• Technical University of Łódź, Institute of Polymer and Dye Technology, 90-924 Łódź, Stefanowskiego 12/16

Bibliografia

• 1. Dogadkin B. A.: Khimija elasomerov, Khimija, Moskva 1972, pp. 185-281.
• 2. Coran A. Y: "Vulcanization", Chap. 7 in: Mark J. E., Erman B., Eirich F. R. (editors): "Science and Technology of Rubber", Academic Press, New York 1994.
• 3. Rzymski M. W.: Polimery 2001, 46, 100-106.
• 4. Rzymski W. M.: Intern. Polym. Sci. Technol. 2001, 28, T/78-T/84;
• 5. Thörmer .J., Mirza J., Szentivanyi Z., Obrecht W.: Kautschuk Gummi Kunstst. 1988, 41, 1208; Rubber World 1989, 201, 25.
• 6. Nieuwenhuizen P. J., Reedijk.J, van Duin M., McGill W.J.: Rubber Chem. Technol. 1997, 70, 368.
• 7. Dluzneski P. R.: Rubber Chem. Technol. 2001, 74, 451.
• 8. Rybiński P., Janowska G., Kuberski S.: Polimery 2003, 48, 183.
• 9. Janowska G., Rzymski W. M., Wolska B., Rybiński P., Ślusarska M.: Prace Nauk. Inst. Technol. Org. Tworzyw Sztucz. Polit. Wrocł., Seria: Konferencje 2003(25), 536.
• 10. Rzymski W. M., Wolska B., Sobieniak A., Wojtczak E.: Materiały Konf. Naukowo-Techniczej "Elastomery'2003 - Nauka dla Przemysłu", Pułtusk 12-13.06.2003, P18; Pr. Nauk. Inst. Technol. Org. Tworzyw Sztucz. Polit. Wrocł., Konferen. 2003(25), 460.
• 11. Rivlin R. S.: J. Appl. Phys. 1947, 18, 444.
• 12. Mooney M.: J. Appl. Phys. 1940, 11, 582.
• 13. Campbell D. S., Saville B.: Proc. Intern. Conf. Brighton 1967, 1; Rubber Chem. Technol. 1970, 43, 210.
• 14. Kiroski D., Sims J., Packham D. E.: Kautschuk Gummi Kunstst. 1997, 50, 716.
• 15. Rzymski W. M., Srogosz A.: Elastomery 1996, 1(1), 11.
• 16. Rzymski W.M., Mikrut M., Magryta J., Wolska B.: Polimery 2005, 50, 718.
• 17. Charlesby A., Pinner S. H.: Proc. Roy. Soc. London 1959, A249. 367.