Elastomery nie zawierające napełniaczy mają małe znaczenie praktyczne ze względu na słabe właściwości fizyczne wulkanizatów. Z tego powodu w praktyce do mieszanin elastomerowych dodawane są różne napełniacze mineralne. Krzemionka jest napełniaczem powszechnie stosowanym w przemyśle gumowym. Napełniacz ten ze względu na obecność na powierzchni polarnych grup silanolowych zdolnych do oddziaływania ze sobą źle dysperguje w matrycy elastomerowej. Nierównomierna dyspersja może prowadzić do tworzenia się w ośrodku wolnych, nie zawierających napełniacza, obszarów i w konsekwencji pogarszać właściwości otrzymanych wulkanizatów. W naszych badaniach do sporządzenia wulkanizatów użyto krzemionki o nanometrycznym (7 nm) rozmiarze cząstek pierwotnych. Taki napełniacz wykazywał silniejszą tendencję do aglomeracji niż to ma miejsce w przypadku krzemionek o rozmiarze cząstek mikrometrycznych, tradycyjnie stosowanych w przemyśle gumowym. Wykazywał także silny wpływ na sztywność mieszanek gumowych co jest wadą ze względu na utrudnione przetwórstwo takich mieszanek. W celu przeciwdziałania aglomeracji napełniacza w ośrodku elastomerowym i poprawienia właściwości gotowych wulkanizatów zastosowano anionowe, niejonowe i kationowe środki powierzchniowo czynne. Zaobserwowano wpływ takiej modyfikacji na średnią wielkość cząstek napełniacza w ośrodku o zwiększonej lepkości (oleju parafinowym), mogącym być modelem kauczuku. Dodatek dyspergatorów powodował zmiany charakteru powierzchni krzemionki w rezultacie czego zmieniała się wartość potencjału zeta dyspersji tego napełniacza. Zbadano wpływ napełniacza krzemionkowego oraz dyspergatorów na właściwości wulkanizatów karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego XNBR (sieciowanego tradycyjnie z użyciem siarki, przyśpieszaczy i niekonwencjonalnie przy użyciu nanotlenku cynku), kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego NBR (sieciowanego siarką) i kopolimeru etylenowo-propylenowego EPM (sieciowanego nadtlenkiem dikumylu).
EN
Pyrogenic SiO2, 7 nm in original particle size, sp. surface 380 m2/g, was used to fill ethylene-propylene copolymer (EPM) (41% of propylene mers) and butadiene-acrylonitrile rubber (-CN groups, 21%) crosslinked with dicumyl peroxide and with S in presence of mercaptobenzthiazole, resp., and dispersed with 10% (SiO2 wt. basis) of cetyltrimethylammonium Br (I), benzalkonium Br (II) , TEA or PEG nonylphenyl ether (III) alone or in blends thereof, and vulcanized at 160oC. In a 0.2 g SiO2/g dispersion, homogenized ultrasonically for 1 hr., SiO2 agglomerates were 70– 150, 35; 160–470, 41; 1650–3000 nm, 21 vol.%. Surfactant, 10%, reduced the agglomerates to: I, 28-41, II 13–18, TEA 11-14, III or 13–16 nm. The effect was greatest in paraffin oil. The surfactants protracted vulcanization time, affected the ζ -potential with rising pH (I gave ζ > 0 over pH 3– 13); III increased much the elongation-at-break but tensile strength only slightly.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Kompozyty kopolimeru etylenowo-propylenowego (EPM), karboksylowanego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (XNBR) i uwodornionego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (HNBR) były funkcjonalizowane pochodnymi kwasu maleinowego. Funkcjonalizacja przeprowadzona została bezpośrednio w trakcie procesu sporządzania mieszanki gumowej. Maleinian pełnił funkcję koagenta sieciowania nadtlenkowego w przypadku mieszanek sieciowanych nadtlenkiem dikumylu (EPM, HNBR). Do mieszanek gumowych wprowadzany był tlenek cynku. Napełniacz ten był także substancją sieciującą w przypadku kauczuku XNBR. Maleinian allilowy wpływał na gęstość usieciowania i na aktywność krzemionki w ośrodku elastomerowym (wzrost wartości reometrycznego współczynnika aktywności napełniacza α F 1). Funkcjonalizowane nanokompozyty elastomerowe charakteryzowały się lepszymi właściwościami mechanicznymi a także większą odpornością na działanie rozpuszczalników.
EN
The maleate, 3, 5 or 7% (elastomer wt. basis), affected neither initial viscosity nor filler’s (SiO2, 30%) rheometric parameter, α F (S.Wolff, Kautschuk u. Gummi Kunst, 23, 7 (1970)), nor vulcanization time of EP mixts. It raised the crosslink density. The addition of ZnO raised the crosslink density of vulcanizates and reduced initial viscosity of rubber mix. The α F-value rose significantly only in EP contg.5 g maleate and 2.5 g ZnO/100 g. The modifiers enhanced the tensile and the tear strength.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW