Реферат на тему Дослідження впливу аеросилу на характеристики вулканізованих каучуків. - Хімія - Реферати - Каталог статей

Реферат на тему 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 цих дефіцитних дорогих до-мішок у гумовій суміші. Дані наведені в табл.3, свідчать про те, що значного покращення показників гум, наповнених аеросилом А-175, з високою питомою повер-хнею, можна досягти введенням триетаноламіну. Гірший ефект спостерігається з введенням прискорювачів вулканізації, мабуть їх вміст потрібно ще збільшувати. Значні переваги в показник гум досягаються при наповненні їх аеросилом. Ще значнішого ефекту можна досягти із застосовуванням триетаноламіну або незначної кіль-кості прискорювач вулканізації. Пориста гума наповнена аеросилом /табл. 4/ також характеризується підвищенням міцністю при розриві, відносним подовженням, опором багато-разовому розтягуванню, низькою усадкою, що краще задовольняє потреби заказчиків ніж при наповненні аеросилами марок АМ-І-300 і А-І75 з великою / < 150 мг/г/ поверхнею. Фізико-механічні показники пористої гуми, виготовленої з застосуванням 5% аеросилу А-100 в умовах дослідної діль-ниці заводу "Вулкан". Табл. 4. Міцність при розриві ,кгс/м2 \| ідносне подовження, % \| Залишкове подовження, % \| вер-дість уявн., од \| Питома вага, г/см3 \| садка % /70х 5хв/ \| пір багаторазовому розтя-гуванню, тис. циклів 21 \| 175 \| 21 \| 35 \| 0,33 \| 1,75 \| 27,3 Для підвищення одержаних результатів випробувань в умовах дослідної дільниці по перевагах аеросилу А-І00 аеросилом А-І75 в гумових сумі-шах були проведені виробничі випробування з значно більшою кількість аеросилу А-І00 /2-5 м/ на промисловому обладнанні. Щоб встановити опти-мальне наповнення і технологічність гумових сумішей з забезпеченням кращого рівня показників. Виконуючи прохання Київського заводу "Вулкан", було вироблено декіль-ка десятків тон аеросилу А-І00, які були відправлені заказчику. На протязі поточного року в умовах експериментального цеху по вироб-ництву підошвених гум взамін активного наповнювача аеросилу А-І75 і бі-лої сажі був випробуваний аеросил марки А-І00 /ТН п.63, ТА п.64; А-І00 п.І46, А-І00 п.147/, які характеризуються більш низькою питомою поверхнею і різною величиною значень рН /табл.5/ Результати дослідів вказаних наповнювачів в умовах експерименталь-ного цеху в стандартній рецептурі в порівнянні з аеросилом А-І75 і бі-лої сажі БС-І00 показані в табл. 6. Одержані дані свідчать про те, що більш швидку вулканізацію гум забезпечує аеросил марки А№ 100 п.146, про що підтверджує величина рН даного наповнювача /7,45 од./ на відміну від 4,4 до 6,5 од. Більш високий рівень фізико-механічних показників гум надають аеро-силу марки А-І00 п.п.63, 147, перевищуючи значення отримані на основі аеросилу А-І75, білої сажі БС-І00. Введення триетаноламігу попереджуючи адсорбцію сірки і введення аеросилу марки А-І00 /0,3%/ підвищує ефективність процесу вулканіза-ції гум і підвищенню фізико-механічних показників /табл. 7/. В умовах дослідного цеху відмічено, що чим вище рН аеросилу, тим вища ефективність вулканізації і фізико-механічних показників гум. Введення високоефективного наповнювача аеросилу в значних кількос-тях в гумовій суміші створює проблеми через підвищення твердості сумі-шей, що прискорює процес їх переробки, тому в рецептуру еластичної гу-ми, що містить проти А-І75 і А-І00 - складає 3,7%. Фізико-хімічні характеристики зразків аеросилів марки А-100, поставлених концерном "Оріана" для випробування. Табл.5 № п/п \| № зразка \| Основні показники Масова доля вологи \| рН \| Насипна густина г/л 1 \| А- 100, п.І46 \| 0,94 \| 0,45 \| 127,3 2 2 \| А- 100, п.І47 \| 0,76 \| 4,4 \| 110,5 3 \| ТА п.63 \| 0,45 \| 5 \| 138,85 4 \| ТА п.64 \| 0,89 \| 6,5 \| 129,25 Вплив аеросилу марки А-100 при заміні його аеросилом А-І75 в співвідношенні 1:1 в рецептурі еластичної гуми в умовах експериментального цеху представлено в табл. 8. Кращі показники надає гумі аеросил А-100 п.146. Далі йде аеросил А-100 п.п. 64 і 147. Збільшення вмісту аеросилу до 16,6% веде до послідовного підвищен-ня фізико-механічних показників гуми і в’язкості суміші /табл. 10/. Підвищення в’язкості сумішей обмежує застосування, збільшення вмісту в рецептурі гум аеросилу, тому для випробування аеросилів в умовах виробництва застосовували їх в співвідношенні 1:1 замість аеросилу А-І75 і білої сажі ОКН в кількостях вказаних в рецептурі. Результати промислових випробувань /табл. 10/ аеросила А-100 п.147 гумі. Котлован марки Т свідчить про переваги цього наповнювача по одини-цях міцності на розтягування, стирання і міцності склеюванні гум з тканиною. Аеросил А-100 п.І46 /кращий по показниках при випробуваннях в умо-вах експериментального цеху/ в рецептурі гум РПШ, навіть в великих кількостях на наважку суміші /15 кг А-100 замість 12 кг б.с. ОКН/ при цьому густина гуми дещо менша б.с. ОКН по випробуванні на міцність при розтягненні і твердості. Як видно з даних вміщених /табл. 10/ аеросил А-ІОО п.146, що має рН= 7,45 уступає серійним гумам і гу-мам, наповнених аеросилом А-100 п.147 /рН=4,4/ по часу пів вулканізації сумішей, що являється негативним моментом для переробки сумішей в умовах виробництва. Фізико-механічні показники гуми, виготовлених по стандартній методиці Табл. 6. № п/п \| Наповнювач \| Час вулканізації хв.. \| Фізико-механічні показники границя міцності мПа \| Відносне подовження, % \| Відносне видовження, % \| Твердість, ум. од \| Опір роздирання кгс/см 1 \| БС-100 \| 40 60 804,5 5,0 5,4490 485 5758 12 1455 54 559,6 8,7 8,8 2 А-І7540 60 803,6 5,5 8,6280 290 41520 20 3683 85 8517,0 22,0 24,8 3 ТА п.63 \| 40 60 802,4 7,4 10,0325 665 54528 60 4278 77 7716,7 18,7 23,7 4ТА п.64 \| 40 60 803,7 6,3 9,4605 710 53542 56 4265 87 65 \| 15,4 26,8 2І,6 5А-100 п.146 \| 40 60 806,4 8,44 8,6640 665 62034 44 3464 87 8820,8 26,4 24,9 6А-100 п.І47 \| 40 60 804,9 9,0 10,3740 720 73054 44 5460 70 6518,0 26 32,9 Фізико - механічні показники гуми, виготовлених по стан-дартній рецептурі з введенням триетиноламіну абл. 7 № п/п \| Наповнювач \| Час вулканізації хв. \| Фізико-механічні показники Границі місткості МПа \| Відносне подовження \| Залишкове подовження \| Твердість \| Опір роздирання, кг/см ТЕА 1. \| ТА п.63 \| 40 60 806,1 7,9 7,7 \| 465 420 310 \| 22 20 16 \| 78 78 25,7 \| 20,9 27,4 25,7 2. \| ТА п.64 \| 40 60 80 \| 11,1 13,0 13,2 \| 680 605 595 \| 30 36 30 \| 70 70 72 \| 23 28,7 27,0 3. \| А-100 п.146 \| 40 60 80 \| -- 10,3 11,1 \| -- 555 500 \| -- 22 16 \| -- 70 70 \| -- 30,6 27,2 4. \| А-100 п.147 \| 40 60 80 \| 10,6 13,1 12,4 \| 540 625 535 \| 24 24 22 \| 73 72 766 \| 28,5 30,1 29,4 ТЕА 0,3% 5. \| ТА п.63 \| 40 60 80 \| 12,4 13,6 14,3 \| 550 535 590 \| 32 38 34 \| 79 81 82 \| 33,6 31,6 33,8 6. \| ТА п.64 \| 40 60 80 \| 11,3 11,8 9,8 \| 555 530 475 \| 22 22 20 \| 75 72 72 \| 33,0 23,0 26,0 7. \| А-100 п.146 \| 40 60 80 \| 15,3 13,9 15,0 \| 610 605 640 \| 38 26 44 \| 79 79 82 \| 38,7 35,2 37,0 8. \| А-100 п.147 \| 40 60 80 \| 14,2 10,6 12,9 \| 495 385 475 \| 22 22 30 \| 75 75 75 \| 11,4 10,17 10,6 ТЕА 0,45% 9. \| ТА п.63 \| 40 60 80 \| 10,3 11,0 12,7 \| 545 545 570 \| 22 24 26 \| 78 76 77 \| 30,2 29,0 29,1 10. \| ТА п.64 \| 40 60 80 \| 10,3 10,1 9,5 \| 525 530 475 \| 24 22 22 \| 75 76 78 \| 29,3 28,3 26,6 11. \| А-100 п.146 \| 40 60 80 \| 14,9 14,6 13,0 \| 580 580 570 \| 28 24 22 \| 77 78 78 \| 24,8 29,9 24,4 12. \| А-100 п.147 \| 40 60 80 \| 10,8 14,2 12,1 \| 520 545 450 \| 22 22 22 \| 72 73 74 \| 16,6 16,3 18,0 Фізико-механічні показники еластичної гуми,наповненої аеросилом А-175 і А-ТОО. абл. 8 № п/п \| Наповнювачі \| Фізико-механічні показники Границі міцності при розтягуванні, МПв \| Відносне видовження, % \| Залишкове видовження, % \| Твердість ум. Од. \| Опір розриву, кгс/см \| Густина г/м3 \| Згин, тис. Циклів \| Стирання см3/квтч \| Еластичність \| Опір стирання дж-мм3 1. 2. \| 3. \| 4. \| 5. \| 6. \| 7. \| 8. \| 9. \| 10. \| 11. \| 12. 1. \| А-175тек 3,7% \| 7,0 \| 443 \| 22 \| 64 \| 4,0 \| 1,2 \| 60,0 \| 306 \| 34 \| 5,14 2. \| ТА п.63 3,7% \| 5,8 6,2 6,6 7,1 \| 380 420 435 450 \| 20 22 22 24 \| 66 65 67 67 \| 3,5 4,1 3,5 3,7 \| 1,23 1,23 \| 60,0 60,0 \| 325 305 \| 32 32 \| 5,0 5,59 СР. \| 6,4 \| 423 \| 22 \| 66 \| 3,7 \| 1,23 \| 60,0 \| 316 \| 32 \| 5,3 3. \| ТА п.64 3,7% \| 5,9 7,0 7,8 6,9 \| ,95 450 485 455 \| 22 26 28 26 \| 66 66 66 66 \| 3,2 3,0 3,5 3,7 \| 1,24 1,23 \| 60,0 60,0 \| 325 249 \| 32 32 \| 5,28 5,42 СР. \| 6,9 \| 446 \| 26 \| 66 \| 3,4 \| 1,24 \| 60,0 \| 287 \| 32 \| 5,35 Продовження табл.8 1. \| 2. \| 3. \| 4. \| 5. \| 6. \| 7. \| 8. \| 9. \| 10. \| 11. \| 12. 4. \| А-100 п.146 3,7% \| 6,9 7,6 6,7 7,9 \| 420 460 455 480 \| 22 22 22 26 \| 62 63 66 67 \| 3,3 3,4 3,5 3,4 \| 1,22 1,23 \| 60,0 60,0 \| 283 229 \| 36 34 \| 6,33 6,16 СР. \| 7,3 \| 454 \| 23 \| 65 \| 3,4 \| 1,23 \| 60,0 \| 251 \| 35 \| 5,7 5. \| А-100 16,6% \| 7,4 6,3 6,8 7,0 \| 460 435 455 460 \| 28 28 22 26 \| 67 67 66 67 \| 5,0 3,9 3,8 3,7 \| 1,24 1,23 \| 60,0 60,0 \| 297 221 \| 30 32 \| 5,36 5,66 СР. \| 6,9 \| 453 \| 26 \| 67 \| 4,1 \| 1,24 \| 60,0 \| 259 \| 31 \| 5,54 6. \| ТА п.63 16,6% \| 9,8 \| 555 \| 38 \| 70 \| 92 \| ,12 \| 60,0 \| 240 \| 30 \| 6,3 7. \| ТА п.64 \| 9,1 \| 513 \| 31 \| 68 \| 7,4 \| 1,23 \| 60,0 \| 240 \| 32 \| 6,74 8, \| А-100 п.146 \| 8,7 \| 478 \| 32 \| 70 \| 5,7 \| 1,24 \| 60,0 \| 238 \| 32 \| 5,99 9. \| А-100 п.147 \| 8,9 \| 512 \| 33 \| 71 \| 8,2 \| 1,24 \| 60,0 \| 234 \| 30 \| 5,84 Реологічні характеристики еластичної гуми на основі різних аеросилів. абл. 9 № п/п \| Основні параметри \| Склад аеросилу – 3,7% \| Склад аеросилу – 16,6: А-175 \| ТА п.63 \| ТА п.64 \| А-100 п.146 \| А-100 п.147 \| ТА п.63 \| ТА п.64 \| А-100 п.146 \| А-100 п.147 1. \| Тривалість під вулканізації, хв.Т5 \| 6,5 \| 8,0 \| 7,5 \| 7,5 \| 8,0 \| 8,0 \| 8,5 \| 7,0 \| 7,0 2. \| Тривалість вулканізації, хв.. Т35 \| 8,5 \| 9,0 \| 9,0 \| 8,5 \| 10,0 \| 9,5 \| 10,0 \| 8,0 \| 8,0 3. \| Мінімальна в’язкість од. Муні Ммін \| 34,6 \| 32,5 \| 32,3 \| 34,0 \| 40,0 \| 49,2 \| 43,5 \| 43,5 \| 45,6 Фізико-механічні показники гуми серійного виробництва Табл. 10 № п/п \| Гума/Наповнювач \| Границі міцності при розтягуванні, кгс/см2 \| Відносне видовження, % \| Залишкове видовження, % \| Тверд. Умов. Од. \| Кут згину, градусів \| Деформації, % \| Опір багато-кратному згину, кіло-цикли \| Стираємність, мм3 \| густина \| Прочність склеювання, кн./м \| Усадка Без триетаноламіна 1. \| Кожволон. м.Т Тек. А-175 Дослід. А-175 п.147 \| 84 89 \| 485 500 \| 13,8 14,3 \| 91 91 \| 17 18 \| 31,6 27,8 \| 10,4 10,4 \| 319 285 \| 1,2 3,1 \| 2,9 1,18 ТЕА /0,3%/ з прес. 2. \| РПШ Тек. ОКГ /12 кг/ Дослід А-100 /15 кг/ п.145 \| 24 23 \| 210 235 \| 20 23 \| 42 38 \| -- -- \| -- -- \| -- -- \| -- -- \| 0,40 0,40 \| -- -- \| 1,25 1,62 Після термообробки 3. \| Тек с ОКН Дослід с А-100 п.146 \| 28 220 \| 210 21 \| 21 44 \| 46 -- \| -- -- \| -- -- \| 30 тис. 30 тис. \| -- -- \| 0,45 0,45 \| -- -- \| 0,75 0,75 Висновок 1. В результаті проведеної роботи було знайдено, що нова марка аеросилу А-І00 можна запровадити не тільки як матуючу добавку, в лаки і фарби, а й в гумові технічні вироби. 2. Були проведені дослідні і промислові випробування аеросилу А-100 в складі гумових композицій вироблених заводом "Вулкан" м. Київ. 3. Було показано, що при використанні нового аеросилу А-100 замість відомого А-175, значно покращується фізико-механічні характеристики гуми, а саме - збільшувалась. Одночасно зменшувалась усадка і залишко-ве видовження в середньому на 10-20 % Використана література 1. Кисильв А.В. “Квопросу о структуре кремниевой кислоты”. Коллонд турн., 1936, т.2 № 1, с. 17-25. 2. Carmap Р.С. characteristic of jolidjurfaces silica, Frans Faradey for, 36, 964.4940. 3. Basiha M.K. Hydroger-Joning interaction hydroxyl grops on sibica, J.R. hus. Cher, 1961, 35. 4. Jepiat Illftrhoesen I/B/ Hydroxyl centent in silica gee – ” aerosil”/ J Phys chem., 1962, 66, № 5 p 805805/ 5. Курта С.А. Автореферат дисертації на кх. н. дослідження взаємодії хлористого вінілу з поверхнею високодисперсних оксидів. 1988 р.
1 2 3 4 5 Категория: Хімія \| Добавил: Aspirant (04.05.2013)
Просмотров: 457 \| Рейтинг: 0.0/0

Всего комментариев: 0


Имя *:
Email *:

Код *: