Введение 5
Глава 1 Аналитический обзор литературы 7
1.1 Синтетический изопреновый каучук марки СКИ-3 7
1.2 Структура и свойства синтетического изопренового каучука, особенности марки СКИ-3 8
1.3 Перспективные методы модификации СКИ-3 с целью улучшения его эксплуатационных характеристик 15
1.4 1,4-транс-полибутадиен и 1,4-транс-полиизопрен как компоненты различных композиций 38
Глава 2 Практическая часть 49
2.1 Характеристика используемого сырья 49
2.2 Методики проведения эксперимента 51
2.3 Результаты и их обсуждение 53
2.4 Техническое решение 66
Заключение 69
Список используемой литературы 70
На сегодняшний день в России СКИ-3 занимают первую позицию среди различных видов синтетических каучуков. Его доля на российском рынке составляет около 31% от общего объёма выпускаемых эластомеров.
В России главными лидерами по производству синтетического каучука являются [17], [1]:
• ПАО «Нижнекамскнефтехим»;
• АО «Воронежсинтезкаучук»;
• ООО «Тольяттикаучук»;
• ОАО «Синтезкаучук + Стерлитамакский нефтехимический завод».
На сегодняшний день в России производятся различные виды и марки СК, среди всего многообразия каучуков, наиболее выпускаемый - СКИ. Его общая мощность достигает ~ 56 % от общемировой.
Синтетический изопреновый каучук подобен натуральному, однако уступает в когезионных, прочностных и некоторых других свойствах. НК полностью состоит из 1,4-цис-, тогда как в СКИ-3 содержание 1,4-цис звеньев не превышает 96%.
НК имеет в составе некаучуковые компоненты. К ним относятся липиды, белки, инозиты и аминокислоты [58], [65]. Белки являются стабилизаторами коллоидной системы, их изоэлектрическая точка составляет 4,7, этот показатель имеет особую значимость в промышленности для коагуляции натурального латекса [30]. Аминокислоты защищают каучук от старения и окисления, а некоторые из них ускоряют вулканизацию. НК имеют повышенную когезионную прочность по сравнению с СКИ, это обусловлено наличием полярных групп.
Так как большая часть СКИ-3 идёт на изготовление шин, то к нему предъявляются повышенные требования, главными из которых считаются:
• повышенные когезионные свойства резиновых смесей;
• повышенное сопротивление росту трещин вулканизатов;
• низкое сопротивление шин качению при сохранении или одновременном улучшении сцепления шин с дорогой и износостойкости.
Для соответствия готовой продукции предъявляемым требованиям на сегодняшний день проводятся исследования по модификации каучука и поиски модификаторов различного назначения [10].
Таким образом, разработка новых модифицирующих добавок, повышающих эксплуатационные характеристики каучука марки СКИ-3, является актуальной задачей.
Объект исследования: каучук марки СКИ-3.
Предмет исследования: эксплуатационные характеристики каучука марки СКИ-3.
Целью исследования являлось повышение эксплуатационных характеристик каучука марки СКИ-3 путём его модификации.
Задачи исследования:
• изучить существующие способы повышения эксплуатационных характеристик каучука марки СКИ-3 путём его модификации добавками различного назначения;
• подобрать модификатор для снижения потерь на качение и повышения износостойкости вулканизатов каучука марки СКИ-3;
• освоить методику определения сопротивления качению вулканизатов;
• исследовать изменение износостойкости вулканизатов каучука марки СКИ-3 в результате модификации;
• предложить технологическую схему производства модифицированного полимера.
В настоящей работе согласно поставленным целям и задачам был проведен аналитический обзор литературы модифицирующих добавок соединений, которые позволяют улучшить механические, реологические и электрические свойства композитов на основе СКИ-3. На основе литературного обзора выбран модификатор транс-1,4-полиизопрен для исследования возможности снижения потерь на качение и повышения износостойкости вулканизатов на основе каучука марки СКИ-3.
Проведены исследования модификации каучука марки СКИ-3 транс-1,4-полиизопреном. Определены значения коэффициента трения качения вулканизатов модифицированного полимера, а также интенсивности их истираемости в условиях качения с проскальзыванием.
Выявлено, что модификация СКИ-3 транс-1,4-полиизопреном не приводит к уменьшению потерь на качение, но способствует снижению интенсивности истирания вулканизатов, причём при введении транс-1,4-полиизопрена в соотношении 1:4 к СКИ-3 истирание в условиях испытаний практически не происходит.
Модификация транс-1,4-полиизопреном может быть рекомендована для повышения сопротивления вулканизатов на основе СКИ-3 истиранию при их эксплуатации в условиях качения с проскальзыванием.
Предложена технологическая схема модификации каучука марки СКИ-3 транс-1,4-полиизопреном.
