Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Low surface energy rubber materials: influence of the network structure of silicone rubber on tack

100%

Mikrut M. , Noordermeer J. W. M. , Verbeek G.

Elastomery

|

2006

|

tom T. 10, nr 4

12-18

EN

The relationship between structure of polymer networks and their tackiness has been studied. The aim of this research was to characterize the influence of type and initial molecular weight of the uncrosslinked rubber, respectively amount of cross-linking agent on the crosslink density and on the resulting rubber-rubber tackiness. The polymer used was polydimethylsiloxane (PDMS), crosslinked with tri-, tetra-, and multifunctional silanes. The tack experiments were performed with a tack testing device, developed specially for this purpose. The networks were characterized with NMR spectroscopy, swelling and mechanical properties measurements. High molecular weight PDMS shows much more tack compared to low molecular weight species crosslinked to the same level with silane of the same functionality. Increasing the cross-linking agent functionality from three to four significantly reduces the PDMS tack; further increase of functionality causes only small changes. The surface hydrophobicity measured by contact angle hysteresis changes only slightly. The observed differences in tackiness can be explained by an increased mobility of elastomer chain segments. The presence of numerous free or pendant chains favors the tack by increasing interpenetration of the chains and strengthening the rubber-rubber interface. Increase in the cross-linking agent functionality results in a more constrained network, which strongly reduces mobility and consequently the tack.

PL

Badano zależność pomiędzy strukturą sieci elastomerowych a kleistością. Celem pracy było zbadanie wpływu ciężaru cząsteczkowego elastomeru oraz rodzaju i ilości substancji sieciującej na gęstość usieciowania i na kleistość elastomer-elastomer. Zastosowano kauczuk silikonowy (PDMS) usieciowany za pomocą trój-, cztero- oraz polifunkcyjnych silanów. Pomiary kleistości przeprowadzono za pomocą urządzenia skonstruowanego specjalnie w tym celu. Parametry sieci scharakteryzowano za pomocą badań metodą NMR, pęcznienia równowagowego oraz właściwości mechanicznych. Właściwości powierzchniowe gumy silikonowej badano poprzez pomiary histerezy kąta zwilżania. PDMS o dużym ciężarze cząsteczkowym wykazuje znacznie większą kleistość w porównaniu do polimerów o małym ciężarze cząsteczkowym usieciowanych do tego samego stopnia za pomocą silanów o takiej samej funkcyjności. Zwiększenie funkcyjności z trzech do czterech poważnie zmniejsza kleistość PDMS; dalsze zwiększanie funkcyjności powoduje tylko niewielkie zmiany. Hydrofobowość powierzchni, mierzona za pomocą histerezy kąta zwilżania, zmienia się tylko nieznacznie. Zaobserwowane różnice w kleistości mogą być spowodowane zwiększoną ruchliwością segmentów łańcuchów polimerowych. Dodatkowo obecność licznych swobodnych końców łańcuchów sprzyja zwiększeniu kleistości poprzez zwiększone wzajemne przenikanie łańcuchów i wzmocnienie połączenia elastomer-elastomer. Użycie środka sieciującego o większej funkcyjności prowadzi do sieci o mniej swobodnych łańcuchach i w rezultacie do zmniejszenia kleistości.

2

Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. Part I. Literature and theoretical background

88%

Zielińska M. , Seyger R. , Dierkes W. K. , Bielinski D. , Noordermeer J. W. M.

Elastomery

|

2016

|

tom T. 20, nr 2

6--17

EN

The paper describes the mechanism of interactions between hydrocarbon solvents and vulcanized rubber (representing crosslinked network structure). The problem is discussed from the point of view of thermodynamic principles of swelling, temperature and material factors affecting swelling of filled rubber vulcanizates, as well as the impact of swelling on properties of the materials. Special attention has been paid to the importance of models for the physical swelling of rubber in various hydrocarbons, which will provide a basis for prediction of swelling in their mixture like oils.

PL

W artykule opisano mechanizm oddziaływania między rozpuszczalnikami węglowodorowymi a usieciowanym kauczukiem (reprezentującym usieciowaną strukturę przestrzenną). Zagadnienie zostało przedyskutowane z punktu widzenia podstawowych praw termodynamiki dotyczących rozpuszczalności, temperatury i czynników materiałowych, mających wpływ na oddziaływanie rozpuszczalników na napełnione wulkanizaty oraz wpływu na ich właściwości. Ze względu na możliwość stworzenia podstaw do przewidywania zachowania się materiałów w mieszaninie rozpuszczalników, odpowiadającej olejom, szczególną uwagę poświęcono modelom opisującym fizyczne pęcznienie gumy w różnych węglowodorach.

3

Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. II. Experimental part

88%

Zielińska M. , Seyger R. , Dierkes W. K. , Bieliński D. , Noordermeer J. W. M.

Elastomery

|

2016

|

tom T. 20, nr 4

9--24

EN

The first part of the paper describes the mechanism of interactions between hydrocarbon solvents and vulcanized rubber (representing crosslinked network structure). The problem has been discussed from the point of view of thermodynamic principles of swelling, temperature and material factors affecting swelling of filled rubber vulcanizates, as well as the impact of swelling on properties of the materials. In the second part of the paper results of own research, devoted to swelling of sulphur vulcanizates of EPDM rubber in hydrocarbon solvents contained in mineral oils and fuels, or their mixture. Using headspace Gas Chromatography, the degree of swelling rubber vulvanizes by different components of solvent mixture in a function of temperature, has been determined.

PL

Pierwsza część artykułu przedstawia mechanizm oddziaływania między rozpuszczalnikami węglowodorowymi a usieciowanym kauczukiem (reprezentującym usieciowaną strukturę przestrzenną). Zagadnienie zostało przedyskutowane z punktu widzenia podstawowych praw termodynamiki dotyczących rozpuszczalności, temperatury i czynników materiałowych, mających wpływ na oddziaływanie rozpuszczalników na napełnione wulkanizaty oraz wpływu na ich właściwości. W drugiej części artykułu przedstawiono wyniki badań własnych, dotyczących pęcznienia nienapełnionych, siarkowych wulkanizatów EPDM w węglowodorowych rozpuszczalnikach wchodzących w skład olejów mineralnych i paliw, oraz w ich mieszaninie. Za pomocą chromatografii gazowej, z zastosowaniem metody headspace, oznaczono stopień spęcznienia wulkanizatów kauczuku przez różne składniki mieszaniny rozpuszczalników w funkcji temperatury.

4

Swelling of EPDM rubbers for oil-well applications as influenced by medium composition and temperature. Part III. Final experiments and conclusions

88%

Zielińska M. , Seyger R. , Dierkes W. K. , Bielinski D. , Noordermeer J. W. M.

Elastomery

|

2017

|

tom T. 21, nr 4

252--265

EN

The paper focusses on time and temperature dependencies of swelling of crosslinked EPDM in three various solvents: o-xylene, cyclooctane and dodecane and their blends at 22 °C, 40 °C or 60 °C, mimicking the conditions in oil-wells. Sorption experiments of solvents in elastomers provide valuable information on the transport characteristics of the polymer composite, i.e. at what rate the liquid diffuses into the polymer matrix. The rates of the solvent swelling of a crosslinked EPDM sample have been measured in 16 organic solvents at various temperatures. The solvents mass uptake changed in order of: cycloalkanes > aromatic hydrocarbons > alkanes. A better way to determine the solubility parameter of the rubber from swelling in a single solvent, is observation of its swelling behaviour in mixtures of different solvents. In a mixture of solvents, with similar and different molar volumes, the respective components are absorbed by the rubber in the same volume concentration ratio as they were mixed. By mixing two solvents with different interactions towards the EPDM-rubber it is possible to shift the average solubility parameter of the mixture closer to the rubber and then get higher solvent mass uptake than for the pure components. The results show that the extents of the swelling for the pure solvents are nearly independent of temperature within the range studied here (20–80 °C), whereas in case of solvent mixtures at higher temperature, the solubility parameter becomes lower for the EPDM rubber. The interaction between rubber and solvent is the most sensitive and valuable parameter, which determines most prominently the swelling ratio. For the three classes of solvents investigated the solubility parameter approach that of the EPDM rubber, the higher their molar volumes, and consequently the degree of swelling increases.

PL

W artykule skupiono się na problemie zależności pęcznienia wulkanizatów EPDM od czasu, w trzech różnych rozpuszczalnikach: o-ksylenie, cyklooktanie i dodekanie lub ich mieszaninach, w temperaturach 22 °C, 40 °C lub 60 °C, naśladując warunki panujące w szybach wiertniczych. Wyniki badań sorpcji rozpuszczalników przez wulkanizaty dostarczają cennych informacji na temat charakteru ich transportu w kompozycie polimerowym, tj. szybkości, z jaką rozpuszczalnik dyfunduje w matrycy polimerowej. Zmierzono szybkości pęcznienia usieciowanych próbek kauczuku EPDM w16 rozpuszczalnikach organicznych, w różnej temperaturze. Wzrost masy próbki następuje w następującym porządku: cykloalkany > węglowodory aromatyczne > alkany. Lepszym, od pęcznienia w jednym roztworze, sposobem oznaczania parametru rozpuszczalności gumy jest obserwacja jej zachowania się w mieszaninie różnych rozpuszczalników. Jeżeli składniki takiej mieszaniny mają taką samą objętość molową, są absorbowane przez gumę w takiej samej proporcji, w jakiej były zmieszane. Natomiast mieszanina dwóch roztworów o różnej objętości molowej pozwala przesunąć średni parametr rozpuszczalności układu w kierunku parametru rozpuszczalności kauczuku EPDM i uzyskać większą wartość pęcznienia równowagowego polimeru w porównaniu z jego pęcznieniem w roztworach składowych. Uzyskane wyniki wskazują, że pęcznienie wulkanizatów w „czystych” rozpuszczalnikach prawie nie zależy od temperatury w badanym zakresie (20–80 °C), natomiast parametr rozpuszczalności kauczuku EPDM w mieszaninie roztworów maleje w podwyższonej temperaturze. Oddziaływania polimer–rozpuszczalnik są najbardziej czułym i ważnym parametrem z punktu widzenia oznaczania szybkości pęcznienia wulkanizatów. Z przeprowadzonych badań EPDM, przy użyciu trzech rodzajów rozpuszczalników wynika, że im większa objętość molowa rozpuszczalnika, tym większy stopień pęcznienia wulkanizatów.