Дослідження впливу аеросилу на характеристики вулканізованих каучуків.
Вибір шляху досліджень.
Виходячи з літературних даних, нами була запропоновано вже в ході гідролізу чотирьохлорисного кремнію в аеросилі зміна режи-мів процесу і розходу реактивів. Одержаний таким чином аеросил, мав би мати зменшену поверхню і збільшені розміри первинних і вторинних частинок. Дана робота і була здійснена в цеху по вироб-ництву двоокису кремнію аеросилу Калуського концерну "Оріана".
Крім цього ця робота, проводилась з метою розширення сфери ви-користання одержання аеросилів з низькою питомою поверхнею для випробування їх в якості підсилюючих добавок в гумово - каучуковій композиції. Для резино - технічних приладів заводу "Вулкан" м. Київ.
Основна частина.
Експериментальні дослідження.
В даний час на концерні "Оріана" в цеху ДКА виробляють марки вихідного аеросилу: А-І75, A-300, А-330, які відрізняються тільки питомою поверхнею по цифрах закладки назв, а по всім іншим показниках в основному відповідають ГОСТ 14922-77. Основним недоліком є що не задовольняє замовників аеросилу, є його висока пило утворювальна здатність, що приводить до значних ускладнень при змішуван-ні аеросилів з іншими компонентами композицій. Це зумовлене малою насипною вагою аеросилу питомою поверхнею, тобто розміром первин-них і вторинних частинок аеросилу, що коливається в діапазоні 0,01 - 0,03 мкм, в залежності від марки.
Таким чином, збільшивши розмір первинних частинок-аеросилів до 0,04-0,09 мкм і зменшивши при цьому його питому поверхню до 60-І00 м2/л можна досягнути збільшення насипної ваги до з 40-60 м/г до 80-120 м/г для не пресованого і з 120-140 г/л до 150-200 г/л для пресованого аеросилу. Це дасть змогу в 2-3 рази зменшити утворюючу здатність аеросилів, що дасть можливість заказникам більш ефективно перемішувати аеросил в різних композиціях.
Для досягнення вище вказаних цілей, в цеху ДКА заводу "Діанат" концерну "Оріана" були змінені розхідні норми реагентів, які вико-ристовуються для синтезу аеросилів:
SiCl4+H2+O2=SiO2+HCl; + H2O
1H2+O2=H2O
2SiCl4+H2O=SiO2+HCl
Вихідні норми реагентів для синтезу аеросилу А-І00, змінені в наступному діапазоні, в порівнянні на синтез аеросилу А-175:
І. Чотирихлористий кремній А-100 А-175
2. Реакційний водень 40-44 м3/год
3. Транспортуюче повітря 29-30 м3/год
4. Первинне повітря 34-50 м3/год
5. Водень на оболонку 1-2 м3/год.
Використання матуючої марки аеросилу А-100 поки що не знайшло широкого впровадження, в лакофарбній промисловості України, так як даний продукт має високий вміст укрупнених частинок - грі у. Нами запропоновано випробувати аеросил А-100 в каучукових композиціях-гумово-технічних виробах.
Для цього дослідно-промислові партії аеросилу були відправлені на випробування на Київський завод "Вулкан"
Випробування аеросилів /табл. 1/ проведено хім. лабораторією Фізико-механічні показники виготовлені згідно стандартної ме-тодики /табл. 2/ дають змогу зробити деякі попередні висновки щодо впливу їх на якість гуми. Кращі показники забезпечуються аеросилом А-100 з насипною вагою 90 г/л на каучук СКМС-ЗОРП за. ним ідуть метил аеросил АМ-І-300 та аеросил А-100 з насипною вагою 67 г/л.
Табл.2. Фізико-механічні показники гуми виготовлені по стандартній
методиці з різними наповнювачами.
№ | Наповнювач на к-к СКМС-30РП | Час вулка-нізації | Фізико-механічні показники
Міцність при розриві, кгс/см2 | Відносне подовження % | Залишкове подовжання,% | Твердість уявн. одиниць | Опір роздиранні
1 | АМ-1-100 | 40
60
80 | 107
86
103 | 345
270
330 | 12
8
8 |
71
75
70 | 9,5
9,6
9,5
2 | А- 100(67 г/л) | 40
60
80 | 103
97
86 | 300
230
255 | 74
6
11 | 73
72
72 | 9,2
8,8
7,4
3 | А-100 (90 г/л) | 40
60
80 | 93
105
117 | 465
435
445 | 4
18
4 | 70
71
70 | 22,9
23,6
27,0
4 | А – 175 (255 г/л) | 40
60
60 | 67
67
81 | 420
410
350 | 12
16
14 | 70
70
69 | 17,9
17,5
15,5
5 | А-100 (120 г/л) | 40
60
80 | 15
30
43 | 400
395
520 | 62
28
42 | 65
65
62 | 9,1
7,5
17,2
6 | А – 100 (60 г/л) | 40
60
80 | 38
79
87 | 420
540
430 | 28
34
14 | 63
66
66 | 7,0
7,4
13,9
7 | А- 175 з-д “Вулкан” | 40
60
80 | 21
26
40 | 300
330
345 | 30
26
24 | 70
73
69 | 12,5
13,5
12,8
Таким чином із табл. 2 видно, що найбільшу міцність мають зразки аеросилу А-100, найбільше подовження А-100 /60 г/л/ /540%/ найменш залишкове подов-ження А-100 /90 г/л /4%/ найтвердіші зразки гуми з А-100 /67 г/л / і опір роздиранню найбільший в А-100 90г/л.
Вплив триетаноламіну та додаткової кількості прискорювачів вулканізації на фізико-механічні показники.
абл. 3
№
п/п | Наповнювач | Час вулканізації.
хв. | Фізико-хімічні показники
Міцність при розриві
Кгс/см2 | Відносне подовження, % | Залишкове подовжання, % | Твердість уявн. один. | Опір роздиранню, кгс/см
1 | Стандартна суміш з А-175 заводу “Вулкан” | 40
60
80 | 20
20
22 | 300
295
335 | 32
34
40 | 75
76
75 | 7,3
12,9
14,2
2 | Зведення 0,3 ТЄА | 40
60
80 | 76
--
94 | 250
--
295 | 16
--
20 | 83
--
82 | 17,3
--
19,9
3 | З введ. додат. МБТ-0,13%, ТМТД-0,03% | 40
60
80 | 22
16,4
32 | 210
340
240 | 20
28
22 | 79
82
79 | 15,2
20,4
12,5
4 | Стандартна суміш А-100 | 40
60
80 | 32
79
87 | 420
540
430 | 28
34
14 | 63
66
66 | 7,0
7,4
13,9
5 | З введ.
0,3% ТЕА | 40
60
80 | 123
116
115 | 380
390
370 | 24
10
8 | 73
73
74 | 14,3
7,7
12,9
6 | З введ. Додатково: МБТ-0,05% ТМТД-0,05% | 40
60
80 | 116
112
104 | 410
380
355 | 28
12
4 | 69
70
70 | 15,8
14,1
6,4
Погіршення фізико-механічних показників гум спостерігається з використанням аеросилу А-І75 - зразок концерну "Оріана" з питомою поверхнею 151 мг/г і особливо в зразках з високою питомою поверхнею /зразок заводу "Вулкан" з питомою поверхнею 189 мг/г/, що свідчить про те, що при підвищенні питомої поверхні аеросилу значно збільшу-ється адсорбція сірки та прискорювачів вулканізації на його поверх-ні і це потребує відповідного збільшення