Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tlenek i nanotlenek cynku w sieciowaniu mieszanin kauczuku butadienowo-styrenowego i chlorosulfonowanego polietylenu

Smejda-Krzewicka A., Rzymski W. M., Błaszczak M.

Elastomery

|

2013

|

T. 17, nr 4

16--23

PL

Przedstawiono metodę sieciowania mieszanin kauczuku butadienowo-styrenowego i chlorosulfonowanego polietylenu (SBR/CSM). Mieszaniny ogrzewano w temperaturze 433 K w obecności donora jonów metalu (tlenku i nanotlenku cynku). Zbadano i porównano wpływ ilości ZnO i nZnO na kinetykę sieciowania mieszaniny SBR/CSM o stosunku wagowym 78/22 oraz na właściwości uzyskanych wulkanizatów. Stwierdzono, że sieciowanie mieszanin SBR/CSM jest efektem interelastomerowego alkilowania w reakcji Friedela-Craftsa pierścieni fenylowych SBR przez polimeryczny polihalogenek (CSM). Reakcja ta jest katalizowana generowanym in situ kwasem Lewisa (ZnCl2), który powstaje w reakcji CSM z ZnO lub nZnO. Oceniono także wpływ warstwowego bentonitu modyfikowanego czwartorzędową solą amoniową (nanonapełniacz ZS-1) lub kaolinu na kinetykę sieciowania mieszaniny SBR/CSM ogrzewanej z nZnO lub ZnO. Stwierdzono, że zastosowanie nanonapełniacza ZS-1 powoduje zmniejszenie palności mieszaniny SBR/CSM ogrzewanej w obecności nZnO lub ZnO, natomiast dodatek kaolinu jako napełniacza nie wpływa na zmianę palności.

EN

Blends of styrene-butadiene rubber and chlorosulfonated polyethylene (SBR/CSM) were studied. The blends were heated in the presence of a metal ion donor (zinc oxide, ZnO, or nano zinc oxide, nZnO). The influence of the ZnO and nZnO amount on the cross-linking of SBR/CSM blends (78/22 by wt.) and on the properties of obtained products were investigated. It was found that the cross-linking proceeds as a results of Friedel-Crafts alkylation of the SBR phenyl rings by chlorosulfonated polyethylene (CSM). This reaction is catalyzed by Lewis acid (ZnCl2), in situ generated in the reaction of CSM as a polymeric polyhalide with a metal oxide (ZnO, nZnO). In situ formed Lewis acid acts as a low molecular weight initiator of SBR alkylation with CSM, and consequently forces the interpolymer reactions between SBR and CSM. It leads to the formation of the interelastomeric network. The influence of layered bentonite modified with quaternary ammonium salt (nanofiller ZS-1) or kaolin on the curing of SBR/CSM blends heated in the presence of ZnO or nZnO was determined too. It was found that the ZS-1 added to blends reduces the flammability of SBR/CSM blends heated in the presence of nZnO or ZnO, while the presence of kaolin as a filler does not change the flammability of obtained products.

2

Właściwości termiczne usieciowanych mieszanin chlorosulfonowanego polietylenu i kauczuku butadienowo-styrenowego

Janowska G., Kucharska A., Kawałek J., Rzymski W. M.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 9

648-653

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości termicznych usieciowanych mieszanin chlorosulfonowanego polietylenu CSM24 lub CSM43 z kauczukiem butadienowo-styrenowym (SBR). Mieszaniny sieciowano w temp. 160°C, w obecności tlenku cynku (ZnO) bądź nanotlenku cynku (nZnO). Krzywe termiczne (DSC i TG) uzyskane w atmosferze gazu obojętnego zinterpretowano z punktu widzenia przemian fazowych i towarzyszących im reakcji chemicznych polimerów wchodzących w skład badanych mieszanin. Stwierdzono dobrą mieszalność CSM i SBR będącą skutkiem utworzenia w procesie sieciowania niekonwencjonalnej, interelastomerowej sieci przestrzennej. Na podstawie badań komplementarnych zinterpretowano krzywe termiczne elastomerów z punktu widzenia ich przemian chemicznych. Wyniki wykazały wyraźny wpływ zawartości chloru w CSM na temperaturę zeszklenia usieciowanych mieszanin. Oceniono, że mieszaniny CSM/SBR w obecności nZnO ulegają dwuetapowemu sieciowaniu termicznemu i w szerszym przedziale temperatury zachowują właściwości elastyczne.

EN

The results of investigations of thermal properties of chlorosulfonated polyethylene CSM24 or CSM43 with styrene-butadiene rubber SBR crosslinked blends are presented. The blends were crosslinked at temp. 160°C in the presence of zinc oxide (ZnO) or nano- zinc oxide (nZnO). Thermal curves (DSC, TG) obtained in an inert gas atmosphere were interpreted from the points of view of phase transitions and accompanying chemical reactions carried out with polymer blends' components (Fig. 1-5). A good comiscibility of CSM and SBR, resulting from the formation of nonconventional inter-elastomer network during the crosslinking process, has been found. The results showed clear effect of chlorine content in CSM on the value of glass transition temperature of the crosslinked blend (Table 1). It was stated that CSM/SBR blends in the presence of nZnO undergo two-stage thermal crosslinking and keep their elastic properties in wider temperature range.

3

Właściwości termiczne i palność chlorosulfonowanego polietylenu

Janowska G., Rzymski W.M., Kmiotek M., Kucharska A., Kasiczak A.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 4

245-249

PL

Przedstawiono wyniki badań stabilności termicznej w temp. do 800° w atmosferze powietrza oraz palności czterech rodzajów chlorosulfonowanego polietylenu (CSM) różniących się zawartością chloru (22-43%). Na podstawie badań komplementarnych zinterpretowano krzywe termiczne elastomerów z punktu widzenia ich przemian chemicznych. Wyniki analizy termograwimetrycznej wskazują na trójetapowy mechanizm rozkładu. Wyznaczono liczbowe wartości wskaźników stabilności termicznej (T5 i T50) oraz szybkości wydzielania chlorowodoru i rozkładu termooksydacyjnego. Stwierdzono, że wydzielający się podczas destrukcji HCl sprzyja jonowemu a nie rodnikowemu (homolitycznemu) mechanizmowi rozkładu CSM, co prowadzi do istotnego zmniejszenia szybkości tego procesu. Mechanizm takiej autoinhibicji nie wywiera jednak decydującego wpływu na odporność cieplną badanych polimerów, odgrywa natomiast istotną rolę w ograniczeniu ich palności (określanej wartością wskaźnika tlenowego OI). Rodzaje CSM, w których zawartość związanego chloru jest większy lub równy 35% należą do grupy polimerów niepalnych, pozostałe natomiast - do grupy samogasnących.

EN

The results of investigations of thermal stability (at temp. 800° in an air atmosphere; Fig. 1 and 2, Table 1 and 2) and combustibility (Table 3) of four grades of chlorosulfonated polyethylene (CSM), differing in chlorine content (22-43%) are presented. Thermogravimetric analyses results show the three stage mechanism of decomposition. The numerical values of factors of thermal stability (T5 and T50), hydrogen chloride release rate as well as thermooxidative decomposition were determined. It was found that HCl released during the destruction of material favored the ionic mechanism of CSM decomposition, not radical (homolytic) one. This leads to substantial decrease in the decomposition process rate. The mechanism of this auto-inhibition does not significantly influence the thermal resistance of the CSM polymers investigated, however, it plays substantial role in limitation of their combustibility (determined as oxygen index OI values). CSM grades containing ?35% of chlorine bonded belong to non-flammable polymers while the rest of them - to self-extinguishing ones.

4

Reakcje interelastomerowe w niekonwencjonalnych mieszaninach elastomerów

Rzymski W. M., Kmiotek M.

Polimery

|

2007

|

T. 52, nr 7-8

511-516

PL

Na podstawie literatury przedstawiono zagadnienie powstawania sieci interelastomerowych w mieszaninach elastomerów. Omówiono wyniki własnych badań sieciowania nowych, niekonwencjonalnych mieszanin elastomerowych, zawierających karboksylowany kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (XNBR) oraz chlorosulfonowany polietylen (CSM). Na podstawie oznaczań wulkametrycznych, oceny pęcznienia równowagowego i analizy widm IR ustalono, że w mieszaninach CSM/XNBR, zawierających do 40 cz. mas. CSM, dochodzi do utworzenia sieci przestrzennej, zawierającej interelastomerowe wiązania poprzeczne o budowie jonowej XNBRR-CO-O(-)(+)Me(+)(-)O-SO2-RCSM, podczas gdy sam CSM nie ulega sieciowaniu w zastosowanych warunkach. O postępie reakcji i właściwościach usieciowanej mieszaniny decyduje stosunek masowy CSM/XNBR oraz ilość i rodzaj związku metalu zastosowanego jako czynnik sieciujący. Najlepsze efekty daje sieciowanie mieszanin za pomocą MgO, Mg(OH)2, ZnO lub zasadowego węglanu cynku, wprowadzonych do mieszaniny w ilości >300 mmol/100g, realizowane w temp. >413K (>140°C). Rodzaj zastosowanego CSM (o zawartości związanego chloru w przedziale 29-43 % mas.) nie wywiera istotnego wpływu na stopień usieciowania omawianych mieszanin.

EN

On the basis of literature review the problem of formation of interelastomer networks in the elastomer blends has been presented. The own results of curing of new unconventional elastomer blends composed of carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber (XNBR) and chlorosulfonated polyethylene (CSM) were discussed. On the basis of vulcametric measurements, equilibrium swelling and IR spectra analyses we found the formation of networks in CSM/XNBR blends containing up to 40 wt. % of CSM. These networks contain interelastomer crosslinks of ionic structure XNBRR-CO-O(-)(+)Me(+)(-)O-SO2-RCSM (Table 1, Fig. 1) while CSM itself did not undergo curing in the conditions applied. The factors deciding about the reaction progress and the properties of the blend cured are CSM/XNBR weight ratio and type and amount of metal compound used as a curing agent (Table 2). The best results were found for the blends cured with MgO, Mg(OH)2, ZnO or basic zinc carbonate introduced into the blend in amounts >300 mmol/100g, at temp. >413K (>140°C) (Table 3). The type of CSM used (containing bonded chlorine in the range 29-43 wt. %) did not affect significantly the curing degrees of the blends discussed (Table 4).

5

Niekonwencjonalne sieciowanie mieszanin chlorosulfonowanego polietylenu i karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego

Kozioł M., Rzymski W. M.

Polimery

|

2005

|

T. 50, nr 7-8

587-592

PL

Zbadano interpolimerowe sieciowanie mieszanin chlorosulfonowany polietylen/karboksylowany kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (CSM/XNBR) za pomocą MgO w obecności kwasu stearynowego w temp. 433K w ciągu 30 min oraz wpływ różnej ilości chloru związanego w CSM na właściwości mieszanin CSM/XNBR. Postęp sieciowania oceniano na podstawie oznaczania wartości momentu wulkametrycznego (L), pęcznienia równowagowego (Qv) w wybranych rozpuszczalnikach i zawartości frakcji zolowej (frakcji rozpuszczalnej w 2-butanonie - S). Stwierdzono, że CSM nie ulega sieciowaniu w badanych warunkach, natomiast w mieszaninie z XNBR dochodzi do interpolimerowej reakcji obu elastomerów. Świadczą o tym ilości związanego chloru, wartości S oraz analiza IR. Zaobserwowano, że stopień związania CSM z siecią przestrzenną zależy od jego rodzaju i zawartości w mieszaninie. Określono wytrzymałość na rozciąganie (TSb) i wydłużenie przy zerwaniu (Eb) oraz zależność kąta stratności dynamicznej (tgd) i modułu zachowawczego (E') od temperatury metodą dynamicznej analizy termomechanicznej (DMTA) usieciowanych mieszanin CSM/XNBR. W usieciowanej mieszaninie CSM/XNBR stwierdzono występowanie jonowych interpolimerowych wiązań o budowie ~C-CO-O-+Mg+-O-SO2-C~ [równania (1)-(3)], które nadają jej dużą wytrzymałość mechaniczną i pełnią funkcję chemicznego kompatybilizatora.

EN

Interpolymeric crosslinking of chlorosulfonated polyethylene/carboxylated acrylonitrile-butadiene rubber blends (CSM/XNBR) (Table 2) with MgO in the presence of stearic acid at temp. 433 K (160 oC) for 30 min has been investigated. Effect of CSM containing various amounts of chlorine bonded (Table 1) on the properties of CSM/XNBR blends was studied as well. Extent of crosslinking was estimated on the basis of determinations of vulcametric torque (L) (Fig. 1), equilibrium swelling (Qv) in selected solvents and sol fraction content (fraction soluble in 2-butanone - S) (Tables 3 and 5). It was found that CSM did not undergo crosslinking in given conditions while in the blend with XNBR the interpolymeric reaction of both elastomers occurred. It was confirmed by bounded chlorine values, S and IR analysis (Fig. 2, Table 4). It was observed that degree of CSM bonding with the network depends on its type and content in the blend. Tensile strength (TSb), elongation at break (Eb) temperature dependence of dynamic loss tangent (tgd) and storage modulus (E') (Fig. 3) were determined using dynamic mechano-thermal analysis (DMTA) of cured CSM/XNBR blends. There were found ionic interpolymeric bonds of structure ~C-CO-O-+Mg+-O-SO2-C~ in cured CSM/XNBR blend [equations (1)-(3)] which gave the blend high mechanical strength and act as chemical compatibilizer.

6

Zastosowanie generowanych in situ kwasów Lewisa do sieciowania elastomerów

Wolska B., Rzymski W.M.

Polimery

|

2004

|

T. 49, nr 7-8

514-521

PL

Opisano nową, niekonwencjonalną metodę sieciowania kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) i epoksydowanego kauczuku naturalnego (ENR) w obecności kwasu Lewisa generowanego in situ, w reakcji prekursorów kwasu - chlorosulfonowanych polietylenów (CSM) różniących się zawartością chloru i ZnO. W przypadku mieszanin SBR/CSM/ZnO oznaczano moment wulkametryczny (M), pęcznienie równowagowe oraz zawartość frakcji ulegającej ekstrakcji w wybranych rozpuszczalnikach (butan-2-onie, toluenie i tetrahydrofuranie), zawartość związanego Cl w badanych mieszaninach, stałe elastyczności Mooney'a-Rivlina, a także wytrzymałość na rozciąganie. Zbadano wpływ rodzaju i ilości CSM oraz ZnO, a także stosunku SBR/CSM na szybkość i stopień sieciowania SBR. W celach porównawczych w mieszaninie SBR/CSM zastępowano ZnO przez MnO2, CuO, SnO, Fe2O3; dopuszczalne, aczkolwiek wyraźnie gorsze wyniki uzyskano jedynie w przypadku SnO i Fe2O3. Określono też wpływ zawartości ZnO na szybkość i stopień usieciowania mieszanin ENR/CSM. Do analizy przebiegu sieciowania SBR i ENR zastosowano metodę FT-IR, dynamiczną analizę termomechaniczną (DMTA) oraz SEM. Sieciowanie SBR jest wynikiem alkilowania jego pierścieni fenylowych polimerycznym halogenkiem (CSM) oraz autoalkilowania łańcuchami SBR zawierającymi mery 1,2- i 1,4-cis-butadienowe, katalizowanego przez ZnCl2 powstający in situ z ZnO i CSM. Analiza widm IR prowadzi do wniosku, że sieciowanie ENR jest wynikiem polimeryzacji grup oksiranowych, również inicjowanej przez powstający in situ ZnCl2.

EN

New unconventional method of crosslinking of styrene-butadiene rubber (SBR) and epoxidized natural rubber (ENR) was elaborated. To initiate the crosslinking process, Lewis acids generated in situ in reaction of acid precursors - chlorosulfonated polyethylene (CSM), differing in chlorine content (CSM - Table 1), and ZnO were used. The following properties of SBR/CSM/ZnO blends were determined: vulcametric moment (M), equilibrium swelling (Q(v)) as well as the content of a fraction soluble in chosen solvents [2-butanone - MEK (Q(v)(MEK)), toluene - TOL (Q(v)(TOL)), or tetrahydrofurane - THF (Q(v)(THF)], the content of chlorine bounded in the blends investigated (Table 6), Mooney- Rivlin elasticity constants (2C1N) as well as tensile strength (TS(b)) (Table 2-4, 7). The effects of the type and amount of CSM (Figs. 2,3) and ZnO (Fig.l) as well as SBR/CSM ratio on SBR curing rate and degree were investigated. For comparison, ZnO in SBR/CSM blend was substituted with another oxides: MnO2, CuO, SnO or Fe2O3 (Fig. 8, Table 7). Only in the cases of SnO or Fe2O3 acceptable while significantly worse results were obtained. Effect of ZnO content on ENR/CSM blend curing rate and degree has been also determined (Fig 9). Courses of SBR and ENR curing were analyzed using FTIR spectroscopy (Fig. 4 and 10, Table 5), dynamic thermomechanical analysis (DMTA - Fig. 6) and SEM (Fig. 7). SBR curing is a result of its phenyl rings' alkylation with polymeric halide (CSM) and autoalkylation with SBR chains containing 1,2- and 1,4-cis-butadiene monomer units, catalyzed with ZnCl2 formed in situ from ZnO and CSM. IR spectra analysis leads to the conclusion that ENR curing is a result of oxirane groups' polymerization also catalyzed with in situ formed ZnCl2.

7

Badania nad nowymi poliketanilami

Wolska B., Rzymski W. M.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 50, nr 23

178-181

PL

Poszukując nowych metod sieciowania nasyconych elastomerów stwierdziliśmy, że uwodorniony >99% mol. kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy można usieciować za pomocą kwasów Lewisa generowanych in situ w reakcji odpowiednio dobranego tlenku metalu(II) z polimerem zawierającym reaktywne atomy chloru, np. chlorosulfonowanym polietylenem. Szybkość i stopień usieciowania zależą od stężenia tlenku metalu i zawartości donora aktywnego chloru oraz od proporcji tych składników w mieszaninie z kauczukiem. Z badań FT-IR wynika, że sieciowanie kauczuku w omawianym przypadku związane jest z powstawanie kompleksów kwasu Lewisa z grupami nitrylowymi, katalizowaną przez kwas hydrolizą grup nitrylowych pod wpływem wilgoci oraz reakcjami powstających w ten sposób grup amidowych i karboksylowych z grupami chlorosulfonowymi, z utworzeniem wiązań poprzecznych o budowie >C-SO2-NH-CO<. Opisana niekonwencjonalna metoda sieciowania umożliwia wytwarzanie wulkanizatów HNBR o zróżnicowanym stężeniu i strukturze węzłów sieci.

EN

Investigations show that hydrogenated nitrile rubber becomes crosslinked due to the action of Lewis acid formed in situ during heating of rubber-chlorosulphonated polyethylene-ZnO blend. The rate and degree of crosslinking depend both on concentration of ZnO and CSM, sa well as on their proportion in the blend. The crosslinking of rubber is connected with the formation of Lewis acid, the formation of is complex with the nitrile groups of the rubber, the hydrolysis of -CN-groups to amide and carboxyl groups and their reactions with chlorosulphonated groups. These reactions lead to formation of complex and sulphonamide >C-SO2-NH-CO-C< crosslinks in the rubber network.

8

Sieciowanie chlorosulfonowanego polietylenu aminosilanami

Owczarek M., Zaborski M.

Chemik

|

2001

|

Nr 1

13-15

PL

Przedstawiono wyniki badań porównawczych nad sieciowaniem chlorosulfonowanego polietylenu (CSM) przy użyciu kilku tradycyjnych układów wulkanizacyjnych oraz związków krzemoorganicznych zawierających podstawniki alkoksylowe o różnej zawadzie sterycznej. Stwierdzono, że aminosilany nadają się dobrze do otrzymywania wulkanizatów CSM o dobrych właściwościach mechanicznych.

EN

The findings of comparative investigations into the crosslinking chlorosulfonated polyethyle (CMS), using several common vulcanizate systems and orgasnosilicone compounds contg. Various alkoxy substituents with different steric hindrance are presented.lt was shown that aminosilanes can be used to give CSM vulcanizates with satisfactory mechanical properties.

9

Parametr rozpuszczalności chlorosulfonowanego polietylenu.

Rzymski M. W., Srogosz A.

Polimery

|

2000

|

T. 45, nr 1

41-45

PL

Na podstawie pomiarów położenia maksimum pęcznienia równowagowego próbek wulkanizatów chlorosulfanowego polietylenu (CSM) w sześciu mieszaninach wybranych rozpuszczalników wyznaczono wartości jednoskładnikowego i wieloskładnikowego parametru rozpuszczalności oraz składowe tego ostatniego. Badania próbki różniły się zawartością związanego chloru, wynoszącą 24, 35 lub 43 % mas.

EN

Equalibrium swelling maxima of chlorosulfonated polyethylene vulcanizates characterized by rising bound-chlorine contens, viz., 24, 35 and 43 wt.%, were measured in six binary solvent mixtures and the data were used to evaluate the one-component and the multicomponent solubility parameters.