Экспериментальная часть
Ныне основная масса ингредиентов резиновых смесей производится путем переработки нефтепродуктов, в то время как экологически чистые продукты на базе возобновляемого сырья растительного и животного происхождения, в том числе на основе масел и жиров, находят незначительное применение в отечественной резиновой промышленности. Однако интерес к таким продуктам, которые называют олеохимикатами, будет расти в связи с ограниченностью мировых запасов нефти и токсичностью большинства нефтепродуктов.
Одним из альтернативных нефти источников сырья может служить талловое масло – побочный продукт переработки древесины в целлюлозобумажной промышленности. В его состав входят жирные и смоляные кислоты, неомыляемые вещества и примеси природного происхождения. Жирные кислоты представлены преимущественно кислотами С18 различной степени насыщенности.
Оценивая перспективы применения продуктов переработки таллового масла в резинах, в настоящей работе использовали продукты на основе жирных кислот таллового масла (ЖКТМ), а в отдельных случаях применяли продукты на основе жирных кислот подсолнечного и льняного масла.
Разработанный на кафедре химической технологии органических веществ Ярославского государственного технического университета процесс глубокой переработки животных и растительных жиров, и в том числе ЖКТМ, позволяет получать путем взаимодействия жирных кислот со спиртами различного строения сложные эфиры этих кислот – жидкие маловязкие продукты, различающиеся химическим составом, непредельностью и кислотностью.
Поскольку жирные кислоты представлены преимущественно кислотами С18 различной степени ненасыщенности. Сложные эфиры ЖКТМ, выбранные в качестве объектов исследования, различались строением спиртового радикала. Физико-химические характеристики и химический состав этих продуктов приведены в таблицах 7 и 8.
Сложные эфиры, выбранные в работе в качестве объектов исследования, по химическому строению можно разделить на три группы.
1. Сложные эфиры, в которых спиртовой радикал представлен алифатическими спиртами нормального и изостроения с количеством атомов углерода от С1 доС7.
2. Диэфиры дикарбоновых кислот, полученные в результате процесса димеризации ненасыщенных эфиров карбоновых кислот, по реакции Дильса-Альбера.
3. Сложные эфиры трехатомного спирта - глицерина.
С целью определения функций, которые могут выполнять эфиры жирных кислот в резиновых смесях и вулканизатах, исследовали влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на технологические свойства ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3, кинетику их вулканизации и физико-механические характеристики вулканизатов.
Выбор метилового эфира обусловлен его практической доступностью и сравнительной дешевизной; выбирая каучук СКИ-3, исходили из того, что ненаполненные резины на основе этого каучука обладают высокими физико-механическими характеристиками.
Рецептура резиновых смесей, включающая метиловый эфир ЖКТМ и каучук СКИ-3 представлена в таблице 1. В качестве контрольных были взяты резиновые смеси, не содержащие олеохимиката, и содержащие стеариновую и олеиновую кислоту.
Изготовление резиновых смесей проводили на вальцах при температуре 70-80°С. Продолжительность изготовления смесей во всех случаях (кроме смеси, содержащей 60 масс.ч. метилового эфира ЖКТМ) не превышала 13-15 минут.
В таблицах 9, 10, 11 и на рисунках 1, 2 представлены данные кинетики вулканизации ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3, содержащих 0,16-60 масс.ч. метилового эфира ЖКТМ. Испытание резиновых смесей на реометре Монсанто проводили при температуре 143°С и 155°С сразу по окончании изготовлении резиновых смесей (табл. 9) и через три месяца (табл. 10).
Таблица 9 - Влияние содержания метилового эфира ЖКТМ на кинетику вулканизации при испытании на реометре Монсанто ненаполненных резиновых смесей на основе каучука СКИ-3
Температура испытания 143°С
|
Показатели |
Содержание МЭЖКТМ, масс.ч. |
Контроль | |||||||
|
0 |
2 |
5 |
10 |
15 |
30 |
60 |
Стеа-риновая кислота | ||
|
Максимальный крутящий момент, Н*м |
15 |
25,7 |
24,9 |
23,0 |
21,1 |
17,9 |
9,8 |
27,0 | |
|
Минимальный крутящий момент, Н*м |
8,8 |
8,1 |
8,2 |
6,9 |
6,2 |
5,2 |
3,6 |
9,4 | |
|
Время начала вулканизации, мин |
35,5 |
28,0 |
20,5 |
16,3 |
13,7 |
12,1 |
10,2 |
35,5 | |
|
Оптимальное время вулканизации, мин |
44,3 |
40,8 |
27,5 |
20,9 |
17,5 |
15,2 |
12,8 |
44,5 | |
|
Скорость вулканизации, %/мин |
6,7 |
7,8 |
14,3 |
21,7 |
26,3 |
32,3 |
38,5 |
6,3 | |
Смотрите также
Классификация методов АЭСА
После
получения спектра следующей операцией является его аполитическая оценка, которую
можно проводить объективным либо субъективным методом. Объективные методы можно
подразделить на непрямые и пря ...
Шпоры по химии
...