The properties of elastomers obtained with the use of carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber and new crosslinking substances

• Autorzy: Gaca M. , Zaborski M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2016.031

Warianty tytułu

PL

Właściwości elastomerów otrzymanych z karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego z użyciem nowych substancji sieciujących

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, new crosslinking substances containing zinc, sodium, magnesium and aluminum ions for carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber (XNBR) were investigated. The crosslinking density of the vulcanizates obtained was studied by equilibrium swelling in solvents. Additionally, the results confirmed the presence of ionic clusters in metal-containing XNBR vulcanizates. It was proved that these crosslinks were generated due to interactions occurring between metal ions and functional groups of rubber, namely carboxyl groups. The appearance of these unconventional crosslinks was certified by various investigations, i.e. dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), infrared studies or equilibrium swelling of vulcanizates in toluene under ammonia treatment.

PL

Badano nowe substancje zawierające jony cynku, sodu, magnezu lub glinu jako czynniki sieciujące do karboksylowanych kauczuków akrylonitrylowo-butadienowych (XNBR). Gęstość usieciowania otrzymanych wulkanizatów wyznaczano metodą pęcznienia równowagowego w rozpuszczalnikach. Stwierdzono występowanie klastrów jonowych w wulkanizatach XNBR zawierających jony metali. Wykazano, że węzły sieci tworzyły się dzięki oddziaływaniom występującym między jonami metalu i grupami funkcyjnymi kauczuku, czyli grupami karboksylowymi. Występowanie tych niekonwencjonalnych węzłów sieci potwierdziły wyniki dynamiczno-mechanicznej analizy termicznej (DMTA), spektrofotometrii w podczerwieni oraz badania pęcznienia równowagowego wulkanizatów w toluenie w obecności amoniaku.

Słowa kluczowe

EN

carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber; metal-containing compounds; crosslinking; ionic clusters

PL

karboksylowany kauczuk akrylonitrylowo-butadienowy; związki zawierające metale; sieciowanie; klastry jonowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 61, nr 1
• Strony: 31--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 63 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Gaca M.

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

autor

Zaborski M.

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

Bibliografia

• [1] Akiba M., Hashim A.S.: Progress in Polymer Science 1997, 22, 475.
• [2] Henning S.K., Boye W.M.: Rubber World 2009, May, 31.
• [3] Ohm R.F.: “Handbook of Specialty Elastomers”, CRC Press, 2008, p. 409.
• [4] Brostow W., Datashvili T., Hackenberg K.P.: Polymer Composites 2010, 31, 1678. http://dx.doi.org/10.1002/pc.20958
• [5] van Duin M., Orza R., Chechik V.: Macromolecular Symposia 2010, 291—292, 66. http://dx.doi.org/10.1002/masy.201050508
• [6] Głuszewski W., Zagórski Z.P., Rajkiewicz M.: Radiation Physics and Chemistry 2014, 94, 36. http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2013.07.019
• [7] Lenko D., Schlogl S., Temel A., Schaller R., Holzner A., Kern W.: Journal of Applied Polymer Science 2013, 129, 2735. http://dx.doi.org/10.1002/app.38983
• [8] Manaila E., Stelescu M.D., Craciun G., Surdu L.: Polymer Bulletin 2014, 71, 2001. http://dx.doi.org/10.1007/S00289-014-1168-4
• [9] Maciejewska M., Zaborski M., Krzywania-Kaliszewska A.: C. R. Chimie 2012, 15, 414. http://dx.doi.org/10.1016/j.crci.2012.01.001
• [10] Dick J.S.: “Rubber Technology”, Hanser Garden Publications, Inc., Cincinnati 2001, pp. 51, 381.
• [11] López-Manchado M.A., Valentin J.L., Carretero J., Barroso F., Arroyo M.: European Polymer Journal 2007, 43, 4143. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2007.07.023
• [12] Ohbi D.S., Purewal T.S., Shah T., Siores E.: Journal of Applied Polymer Science 2008, 107, 4013. http://dx.doi.org/10.1002/app.27618
• [13] Rong G., Chen Y.,Wang L., Li J.,Wang J., Panzer M.J., Pang Y.: Journal of Applied Polymer Science 2014, 131, 39699. http://dx.doi.org/10.1002/app.39699.
• [14] Alam N., Mandal S.K., Debnath S.C.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 126, 1830. http://dx.doi.org/10.1002/app.36874
• [15] Przybyszewska M., Zaborski M., Jakubowski B., Zawadiak J.: eXPRESS Polymer Letters 2009, 3, 256. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2009.32
• [16] Bhowmick A.K., Stephens H.L.: “Handbook of Elastomers”, Marcel Dekker Inc., New York 2001, pp. 565—567.
• [17] Ibarra L., Alzorriz M.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 103, 1894. http://dx.doi.org/10.1002/app.25411
• [18] Ibarra L., Rodriguez A., Mora I.: European Polymer Journal 2007, 43, 753. http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2006.12.007
• [19] Ibarra L., Rodriguez A., Mora-Barrantes I.: Polymer International 2009, 58, 218. http://dx.doi.org/10.1002/pi.2519
• [20] Ibarra L., Rodriguez A., Mora-Barrantes I.: Journal of Applied Polymer Science 2008, 108, 2197. http://dx.doi.org/10.1002/app.27893.
• [21] Tobolski A.V., Lyons P.F., Hata N.: Macromolecules 1968, 16, 515. http://dx.doi.org/10.1021/ma60006a012
• [22] Eisenberg A.: Macromolecules 1970, 3, 147. http://dx.doi.org/10.1021/ma60014aoo6
• [23] Mora-Barantes I., Malmierca M.A., Valentin J.L., Rodriguez A., Ibarra L.: Soft Matter 2012, 8, 5201. http://dx.doi.org/10.1039/c2sm06975j
• [24] de Luca M.A., Jacobi M.M., Orlandini L.F.: Journal of Sol-Gel Science and Technology 2009, 49, 150. http://dx.doi.org/10.1007/s10971-008-1851-8
• [25] Rodriguez A., Ibarra L., Mora I.: Journal of Applied Polymer Science 2007, 106, 973. http://dx.doi.org/10.1002/app.26795
• [26] Chokanandsombad Y., Sirisinha C.: Journal of Applied Polymer Science 2013, 128, 2533. http://dx.doi.org/10.1002/app.38579
• [27] Przybyszewska M., Zaborski M.: eXPRESS Polymer Letters 2009, 3, 542. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2009.68
• [28] Zaborski M., Kosmalska A.: Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 2005, 58, 354.
• [29] Tachino H., Hara H., Hirasawa E., Kutsumizu S., Tadano K., Yano S.: Macromolecules 1993, 26, 752. http://dx.doi.org/10.1021/ma00056a029
• [30] Mandal U.K.: Polymer International 2000, 49, 1653. http://dx.doi.org/10.1002/1097-0126(200012)49:12%3C1653:AID-PI586%3E3.0.CO;2-U
• [31] Ibarra L., Marcos-Fernandez A., Alzorriz M.: Polymer 2002, 43, 1649. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00734-0
• [32] Chatterjee K., Naskar K.: eXPRESS Polymer Letters 2007, 1, 527. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2007.75
• [33] De S.K., White J.R.: “Rubber Technologist’s Handbook”, RAPRA Technology Ltd., Shawbury, Shrewbury, Shropshire 2001, p. 167.
• [34] Manoj N.R., De S.K., De P.P., Peiffer D.G.: Journal of Applied Polymer Science 1994, 53, 361. http://dx.doi.org/10.1002/app.1994.070530314
• [35] Ślusarczyk J.Cz., Włochowicz A.: Polimery 1997, 42, 532.
• [36] Ibarra L.: Journal of Applied Polymer Science 1999, 73, 927. http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19990808)73:6%3C927::AID-APP9%3E3.0.C0;2-P
• [37] Costin R., NagelW.: GAK Gummi Fasern Kunststoffe 2002, 55, 42.
• [38] Antony P., Bhattacharya A.K., De S.K.: Polymer 2000, 41, 787. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00037-3
• [39] Antony P., Bhattacharya A.K., De S.K.: Polymer Engineering &Science 1999, 39, 963. http://dx.doi.org/10.1002/pen.11485
• [40] Hendrikse K.G., McGill W.J.: Journal of Applied Polymer Science 2001, 79, 1309. http://dx.doi.org/10.1002/1097--4628(20010214)79:7%3C1309::AID-APP190%3E3.0.C0;2-3
• [41] Owczarek M., Zaborski M., Paryjczak T., Boiteux G., Gain O.: Macromolecular Symposia 2003, 194, 313. http://dx.doi.org/10.1002/masy200390098
• [42] Owczarek M., Zaborski M.: Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 2004, 57, 218.
• [43] Owczarek M., Zaborski M.: Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 2005, 58, 432.
• [44] Zaborski M., Owczarek M., Paryjczak T., Kaźmierczak A.: Polimery 2002, 47, 339.
• [45] Chen Y., Xu C.: Polymer Composites 2011, 32, 1505. http://dx.doi.org/10.1002/pc.21179.
• [46] Chen Y., Xu C.: Journal of Macromolecular Science, Part B 2012, 51, 1384. http://dx.doi.org/10.1080/00222348.2011.629904
• [47] Xu C., Chen Y., Zeng X.: Journal of Applied Polymer Science 2012, 125, 2449. http://dx.doi.org/10.1002/app.36346
• [48] Henning S.K.: Rubber World 2008, Aug., 35.
• [49] Ansarifar A., Wang L., Ellis R.J., Haile-Meskel Y.: Journal of Applied Polymer Science 2011, 119, 922. http://dx.doi.org/10.1002/app32772
• [50] Magg H.: GAK Gummi Fasern Kunststoffe 2013, 6, 368.
• [51] Fuchs E., Reinartz K.S.: Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 2000, 53, 419.
• [52] Mahaling R.N., Kumar S., Rath T., Das C.K.: Journal of Elastomers and Plastics 2007, 39, 253. http://dx.doi.org/10.1177/0095244307076495
• [53] Flory P.J.: The Journal of Chemical Physics 1950, 18, 108. http://dx.doi.org/10.1063/1.1747424
• [54] Shinichi Y., Kenji T., Nobuaki N., Shoichi K., Hitoshi T., Eisaku H.: Macromolecules 1992, 25, 1768. http://dx.doi.org/10.1021/ma00052a015
• [55] Mandal U.K., Tripathy D.K., De S.K.: Journal of Applied Polymer Science 1995, 55, 1185. http://dx.doi.org/10.1002/app.1995.070550805
• [56] Vondracek P., Pouchaleon A.: Rubber Chemistry and Technology 1990, 63, 202. http://dx.doi.org/10.5254/1.3538251
• [57] Wood L.A.: Journal of Research of the National Bureau of Standards 1977, 82, 57. http://dx.doi.org/10.6028/jres.082.005
• [58] Joly S., Garnaud G., Ollitraut R., Bokobza L., Mark J.: Chemistry of Materials 2002, 14, 4202. http://dx.doi.org/10.1021/cm020093e
• [59] Van Krevelen D.W.: “Properties of Polymers”, Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo 1991, p. 394.
• [60] Zaborski M., Owczarek M., Leo J.: Polimery 2001, 46, 103.
• [61] Holliday L.: “Ionic Polymers”, Applied Science Publishers Ltd., London 1975, p. 54.
• [62] Clement P., Bokobza L., Monnerie L.: Rubber Chemistry and Technology 2001, 74, 847. http://dx.doi.org/10.5254/1.3547657
• [63] Ponnamma D., Sadasivuni K.K., Strankowski M., Guo Q., Thomas S.: Soft Matter 2011, 9, 10343. http://dx.doi.org/10.1039/c3sm51978c

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.