Elastomery funkcjonalizowane grupami jonogennymi

• Autorzy: Smejda-Krzewicka A. , Parasiewicz W. , Rzymski W.M. , Tarniowy A.

Warianty tytułu

EN

Elastomers functionalized with the ionogenic groups

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wprowadzenie kwasowych grup jonogennych do kauczuku powoduje, że tak zmodyfikowany polimer charakteryzuje się z jednej strony elastycznością, z drugiej - dzięki zawartości jonogennych grup bocznych - wykazuje właściwości jonomeru. Połączenie tych cech upoważnia do nazywania takiego polimeru elastojonomerem. Neutralizacja grup kwasowych tlenkami metali sprawia, iż właściwości elastojonomerów są odmienne od tych, jakimi charakteryzują się kauczuki o tej samej budowie łańcucha głównego, ale bez bocznych ugrupowań jonogennych. Jak dotąd największe znaczenie praktyczne posiadają karboksylowane kauczuki butadienowo-styrenowe (XSBR) i butadienowo-akrylonitrylowe (XNBR), wytwarzane metodą kopolimeryzacji butadienu z akrylonitrylem lub ze styrenem w obecności jonogennego kwasu akrylowego lub metakrylowego oraz sulfonowany terpolimer etylenowo-propylenowo-dienowy i chlorosulfonowany polietylen - produkty sulfonowania EPDM lub chlorosulfonowania polietylenu w roztworze lub w masie. Poszukując alternatywnych metod wytwarzania elastojonomerów, obiecujące wyniki uzyskaliśmy stosując wybrane pochodne nienasyconych kwasów dikarboksylowych jako monomery funkcjonalizujące SBR lub NBR podczas ich wytwarzania metodą kopolimeryzacji lub modyfikując tymi monomerami NBR w stadium lateksu. Duże nadzieje wiążemy z funkcjonalizacją wybranych kauczuków odpowiednimi monomerami jonogennymi, prowadzoną metodą reaktywnego przetwórstwa w fazie stałej. Stwierdziliśmy, iż funkcjonalizowane w taki sposób elastomery można sieciować tlenkami metali (ZnO, MgO), z utworzeniem sieci przestrzennej zawierającej jonowe wiązania poprzeczne.

EN

The presence of small amount of ionogenic pendant groups in rubber macromolecules causes that polymer functionalized in such way is characterized both by a high elasticity and ionomeric properties. The combination of these properties enables to term these materials as elastomeric ionomers or elastoionomers.The carboxylated styrene-butadiene (XSBR) and acrylonitrile-butadiene (XNBR) rubbers, sulfonated ethylene-propylene-diene elastomer (S-EPDM) and chlorosulfonated polyethylene (CSM) are the most important ionogenic functionalized elastomers used in industry. XSBR and XNBR are manufactured by emulsion terpolymerization of the butadiene and acrylonitrile or styrene with ionogenic termonomers, e. g. acrylic or methacrylic acid. S-EPDM is produced by the sulfonation of EPDM and CSM by the chlorosulfonation of polyethylene. The purpose of present work is to elaborate the alternative methods for producing of the new elastoionomers. The promising results were obtained by the use of selected derivatives of unsaturated dicarboxylic acids as ionogenic monomers. Their use leads to ionogenic functionalization of NBR or SBR during copolymerization or modification of NBR or SBR in latex stage. The functionalization of selected elastomers with the new ionogenic monomers, carried out during reactive processing of the elastomer-monomer-radical initiator mixes seems to be the most promising methods for the manufacturing of new elastoionomers. The elastomers functionalized with overmentioned methods are capable to crosslinking with metal oxides and the prepared networks contain ionic crosslinks.

Słowa kluczowe

PL

polimery jonowe; jonomery; elastomery; elastojonomery; funkcjonalizacja; sieciowanie

EN

ionic polymers; ionomers; elastomers; elastoionomers; functionalization; curing

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 7, nr 6
• Strony: 3--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Smejda-Krzewicka A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Polimerów, Łódź

autor

Parasiewicz W.

• Instytut Przemysłu Gumowego, "STOMIL, Piastów

autor

Rzymski W.M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Polimerów, Łódź

autor

Tarniowy A.

• Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Kauczuków i tworzyw Winylowych, Oświęcim

Bibliografia

• 1. Holliday L.: „Ionic Polymers”, Appl. Science PubI., London 1975.
• 2. Narębska A.: Membrany i Polimery jonowe, rozdział 11 i 12, w: Florjańczyk Z., Penczek S. (red.): „Chemia polimerów”, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1998, tom III.
• 3. Rzymski W. M.: Prace Nauk. Inst. Technol. Org. Tworzyw Sztucznych Polit. Wrocł., Konferencje 2001.(21), 178.
• 4. Rzymski W. M., Radusch H.-J.: Polimery 2002, 229.
• 5. Antony P, Bhattacharya A. K, De S. K.: J. Appl. Polym. Sci. 1999, 71, 1257.
• 6. Szlezyngier W.: „Tworzywa sztuczne”, Oficyna Wyd. Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996-99, tom 1, rozdz. 3.2.10.; tom 2, rozdz. 23.2.; tom 3, rozdz. 1.5 i V.2.
• 7. Kolarz B.: U sieciowane kopolimery winylowe, roz-dział 13, w: Florjańczyk Z., Penczek S. (red.): „Chemia polimerów”, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1998.
• 8. Antony P, De S. K: J. Macromol. Sci.-Polymer Review 2001, CAU1-2), 4.1.
• 9. Eisenberg A., Macromolecules 1970, 3, 147; 1973, 6, 604; 1974, Z 9.0
• 10. MacKnight W. J., Lundberg R. D., Rubber Chem. Technol. 1984, 57. 36.
• 11. Dunn J. R.: Carboxylated Rubber, Chapter 15, w: Bhowmick A. K, Stephens H. L. (ed.): „Handbook of Elastomers — New Developments and Technolo¬gy”, Marcel Dekker Inc., New York 1988.
• 12. Kurian T, Datta S, Khastgir D., De P. P, Tripathy D. K, De S. K: Polymer 1996, 37. 4787.
• 13. Datta S., De S. K, Kontos E. G., Wefer J. M.: J. Appl. Polym. Sci. 1996, 61, 177.
• 14. Ibarra L., Alzorriz M.: J. Appl. Polym. Sci. 2003, 87, 805.
• 15. Brown H. P: Rubber Chem. Technol. 1963, 36, 931.
• 16. Ibarra L., Alzorriz M., Kautsch. Gummi Kunstst. 2000, 53, 415-418.
• 17. Rzymski W.M., Polimery 1994, 39, 422.
• 18. Rzymski W M., Polimery 1999, 44, 505.
• 19. Tamiowy A., Rzymski W. M.: Nowa generacja elas-tomerów - kauczuki karboksylowe. Metody ich otrzymywania, w: Koszkul J. (red.): „Postęp w przetwórstwie materiałów polimerowych ”, Wyd. Polit. Częstochowskiej, Częstochowa 2002, str. 298-306.
• 20. Pat. USA: US 4001163 (1975).
• 21. Pat. USA: US 40 64 081 (1984).