Исследование влияния способа введения наполнителя на вальцах в присутствии ионов цинка на свойства полиизопренового каучука.

В ранних работах было показано, что ионы цинка существенно улучшают свойства полимерных пленок, и что цинк является сочетающим агентом между диеновым каучуком и минеральным наполнителем [ 92 ]. Было также показано, что в композиции с полиамидами перевод слоистого силиката из натриевой в железную или медную форму приводит к определенному улучшению термостойкости и прочностных свойств нанокомпозитов [ 93 ]. Исходя из этого интересно было изучить влияние участвующих в серной вулканизации ионов цинка на свойства эластомерных композитов со слоистыми силикатами. Кроме того, в работе бельгийских ученых [ 52 ] было показано, что при раздельном введении слоистого силиката и органического катиона на вальцах в резиновую смесь на основе сополимера этилена с винилацетатом прочностные свойства нанокомпозита не уступают свойствам композита, приготовленного обычным способом.

В табл. 3.5. представлены результаты физико-механических испытаний приготовленных различными способами композитов на основе полиизопрена и ДБ.

 

 

Табл. 3.5. Влияние ионов цинка и способа введения наполнителя на механические свойства полиизопреновых композитов при степени наполнения 5 мас.ч..

Тип наполнителя	Увеличение условной прочности при разрыве, в % относительно прочности композита с исходным Na-бентонитом
Na-бентонит	0
Zn-бентонит	11%
органобентонит	45%
Zn-бентонит + ДАДМАХ раздельное введение	-62%

 

Как следует из табл. 3.5, обработка Na-бентонита солями цинка не приводит к заметному улучшению упруго-прочностных свойств. При раздельном введении наполнителя, свойства резины существенно ухудшаются. В тоже время, обработка слоистого силиката органическим катионом приводит к существенному улучшению прочностных свойств резины.

 

Исследование влияния модифицированных слоистых силикатов на кинетику вулканизации полиизопрена.

Результаты реологических измерений, проведенных при температуре 150°С на реометре «Монсанто», представлены в табл. 3.6. В табл. 3.6. приведены данные также испытаний органобентонита в резиновых смесях для протектора с зимним рисунком, проведенные на ОАО «Нижнекамскшина» (см. гл. 3.3).

Как видно из табл. 3.6, различные вулканизующие группы по-разному влияют на кинетику вулканизации резиновых смесей в присутствии наполнителей на основе модифицированных слоистых силикатов. В присутствие тиурама, а также с сульфенамида Ц четвертичная аммониевая соль, адсорбированная на поверхности слоистого силиката, оказывает сильное ускоряющее действие. При использовании вулканизующей группы с ДФГ и МПТ, добавление слоистого силиката замедляет начало вулканизации и приводит к снижению скорости вулканизации. Таким образом, вопрос о влиянии вулканизующей группы и самой органоглины на кинетику вулканизации остается открытым. Подобное влияние изучали авторы работы [ 53 ], получившие серию нанокомпозитов на основе этиленпропилендиенового каучука с модифицированным монтмориллонитом. В композициях с тетраметилтиураммоносульфидом и диметилдитиокарбаматом цинка образовывались гомогенные нанокомпозиты, происходила эксфолиация слоистых силикатов в полимерной матрице. Напротив, при использовании 2-меркаптобензотиазола, этилентиомочевины, N-циклогексил-2-бензотиазилсульфенамида получались композиты с худшими свойствами и структурой.

Табл. 3.6. Влияние модифицированных слоистых силикатов на кинетику вулканизации резиновых смесей на основе полиизопренового каучука

Образец (маркировка)	ML, у.е.	tS, мин	MH, у.е.		tK, мин	RC	M90 у.е.	t90, мин
СКИ-3, 2% серы, 5% ZnO, 1% стеариновой к-ты, 0,6% ДФГ и 1% МПТ
Исходный каучук (Р-1.1.)	5	0,75	32	7,5		0,25	29	3,9
СКИ-3 + 5% органоглины (Р-1.2.-5)	3,5	0,75	36	14		0,07	33	8,5
СКИ-3 + 10% органоглины (Р-1.2.-10)	4,5	0,75	37	10		0,13	34	5,3
СКИ-3, 2% серы, 5% ZnO, 1% стеариновой к-ты, 1% ТМТД
СКИ-3+ 5% Na-бентонита (Р-1.3.)	4,5	0,75	30		6,8	0,23	26	5,9
СКИ-3 + 5% Zn-бентонита (Р-1.4.)	5	1	30		6,2	0,2	27	5,7
СКИ-3 + 5% бентонита, обработанного ДАДМАХ (Р-1.5.)	4	1	39		5	0,62	36	3,6
СКИ-3 + Zn-бентонит + ДАДМАХ (раздельно) (Р-1.6.)	4,5	1	37		6,2	0,53	34	3,6
СКИ-3, СКД, СКМС-30АРКМ- 100%, ТУ П245 50 м.ч., сульфенамид-Ц 1,4 м.ч.. при 155°С
Резиновая смесь + Росил 175 5,0 м.ч.	1,25	4,33	10,24			0,07		14,75
Резиновая смесь + органоглина 5,0 м.ч.	1,08	2,67	10,59			0,08		7,87