PL245250B1 - Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie - Google Patents

Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie Download PDF

Info

Publication number
PL245250B1
PL245250B1 PL435392A PL43539220A PL245250B1 PL 245250 B1 PL245250 B1 PL 245250B1 PL 435392 A PL435392 A PL 435392A PL 43539220 A PL43539220 A PL 43539220A PL 245250 B1 PL245250 B1 PL 245250B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rubber
parts
weight
chloroprene rubber
oxide
Prior art date
Application number
PL435392A
Other languages
English (en)
Other versions
PL435392A1 (pl
Inventor
Aleksandra Smejda-Krzewicka
Piotr Kobędza
Anna Słubik
Krzysztof Strzelec
Original Assignee
Politechnika Lodzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Lodzka filed Critical Politechnika Lodzka
Priority to PL435392A priority Critical patent/PL245250B1/pl
Publication of PL435392A1 publication Critical patent/PL435392A1/pl
Publication of PL245250B1 publication Critical patent/PL245250B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie, który polega na ogrzewaniu tego kauczuku z tlenkiem metalu w postaci tlenku srebra(I), zmiękczaczem korzystnie w postaci kwasu stearynowego oraz ewentualnie napełniaczem w postaci krzemionki strącanej, kaolinu lub talku, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie. Wulkanizaty z tej kompozycji znajdują zastosowanie na wyroby gumowe o przeznaczeniu specjalnym lub specjalistycznym, pracujące pod dużymi obciążeniami, w środowisku o podwyższonym ryzyku wystąpienia pożaru.
Kauczuk chloroprenowy (CR) jest elastomerem specjalnym, stosowanym do produkcji między innymi uszczelek, odzieży ochronnej, amortyzatorów czy też elementów posadowień mostów. Ponadto, nieusieciowany kauczuk chloroprenowy stosowany jest do produkcji klejów, co wynika z jego dużej podatności do krystalizacji. Wulkanizaty tego kauczuku cechują się dobrą odpornością na czynniki środowiskowe oraz dobrymi właściwościami mechanicznymi. Jest to związane z podatnością do krystalizacji kauczuku chloroprenowego. Ponadto standardowe wulkanizaty kauczuku chloroprenowego są zwykle odporne na starzenie, co wynika z obecności elektroujemnego atomu chloru przy wiązaniach podwójnych w łańcuchu elastomeru. Zawartość chloru powoduje również, że wyroby z kauczuku chloroprenowego mają zmniejszoną palność. Wartość indeksu tlenowego (Ol), będącego podstawowym oznaczeniem odporności materiałów gumowych na palenie, dla wulkanizatów kauczuku chloroprenowego wynosi 26%, co pozwala na sklasyfikowanie ich do produktów trudnopalnych.
Kauczuk chloroprenowy sieciuje się w konwencjonalny sposób za pomocą tlenku cynku (ZnO) w obecności tlenku magnezu (MgO), co opisano między innymi w czasopiśmie „Rubber Chemistry and Technology’, 1986, 59, 722-739. Standardowy zespół sieciujący składa się z 5 części wagowych tlenku cynku i 4 części wagowych tlenku magnezu, co zostało opisane w podręczniku „Chemia elastomerów’, WNT, Warszawa, 1976, 345. Obecnie ogranicza się stosowanie ZnO ze względu na jego szkodliwe działanie na organizmy wodne. Ponadto, wykorzystanie ZnO może prowadzić do podwulkanizacji. Przyspieszaczem stosowanym w takim układzie jest etylenotiomocznik. Jednakże jego zastosowanie powoduje pogorszenie odporności na starzenie wulkanizatów, a samej substancji przypisywana jest toksyczność.
W czasopiśmie „ Journal of Applied Polymer Science ”, 2004, 91,1913-1919, opisano zastosowanie dwóch disiarczków tiofosforylu jako substancji sieciujących kauczuk chloroprenowy. Disiarczki tiofosforylu, które oprócz funkcji sieciującej, mogą również pełnić rolę przyspieszaczy, pozwalają na uzyskanie wulkanizatów o dobrych właściwościach mechanicznych. Niedogodnością stosowania tych disiarczków jest długi czas wulkanizacji kompozycji z ich udziałem.
Z opisu patentowego PL 216835 znane jest sieciowanie kauczuku chloroprenowego w drodze ogrzewania tego kauczuku z tlenkiem żelaza(III) (Fe2Os) lub tlenkiem żelaza(II,III) (FesO4) oraz zmiękczaczem i ewentualnie napełniaczem, w prasie, w temperaturze > 423 K. Stosuje się napełniacze aktywne lub bierne, korzystnie o obojętnym lub lekko kwaśnym charakterze. Niedogodnością wulkanizatów wytworzonych z wykorzystaniem tlenków żelaza jest duża sztywność oraz niewielka odporność na starzenie.
Do sieciowania kauczuku chloroprenowego stosuje się także tlenki miedzi, to jest tlenek miedzi(I) (Cu2O) lub tlenek miedzi(II) (CuO) - opis patentowy PL 231597. Sposób sieciowania kauczuku chloroprenowego ujawniony w tym opisie polega na ogrzewaniu tego kauczuku z tlenkiem miedzi oraz ze zmiękczaczem i ewentualnie napełniaczem, w prasie w temperaturze > 423. Stosuje się napełniacz aktywny w postaci krzemionki w ilości nie mniejszej niż 10 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku. Niedogodnością wulkanizatów otrzymanych z kompozycji zawierających tlenki miedzi jest niewielka odporność na starzenie oraz długi czas ich wulkanizacji.
Z opisu patentowego PL 215569 znany jest sposób sieciowania i modyfikacji kauczuków chloroprenowych, w drodze ogrzewania tych kauczuków z tlenkiem cyny(II) (SnO), użytej w ilości 1-5, korzystnie 1-2, części wagowych na 100 części wagowych kauczuku oraz ze zmiękczaczem i ewentualnie napełniaczem, w prasie w temperaturze > 423 K. Stosuje się napełniacze aktywne lub bierne, w ilości wynikającej z wymagań stawianych modyfikowanemu kauczukowi, korzystnie w ilości nie mniejszej niż 20 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku. Wulkanizaty otrzymane z kompozycji zawierających tlenek cyny charakteryzują się mniejszym stopniem usieciowania niż wulkanizaty otrzymane z mieszanek konwencjonalnych zawierających tlenek cynku.
Niniejszy wynalazek rozwiązuje problem polepszenia właściwości mechanicznych oraz zwiększenia odporności na palenie wulkanizatów otrzymywanych na drodze sieciowania kauczuku chloroprenowego z udziałem tlenku metalu jako środka sieciującego.
Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie, na drodze ogrzewania tego
PL 245250 Β1 kauczuku z tlenkiem metalu jako środkiem sieciującym, kwasem stearynowym jako zmiękczaczem oraz ewentualnie krzemionką strącaną, kaolinem lub talkiem jako napełniaczem, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako tlenek metalu stosuje się tlenek srebra(l) w ilości 1-5, korzystnie 2,5 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku, zmiękczacz stosuje się w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych kauczuku oraz jako napełniacz korzystnie stosuje się krzemionkę strącaną w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku. Szybkość i postęp sieciowania sposobem według wynalazku reguluje się zmieniając ilość wprowadzonego tlenku metalu.
Wulkanizaty z kompozycji otrzymanej sposobem według wynalazku charakteryzują się wytrzymałością na rozciąganie przy zerwaniu o 15% większą w porównaniu z wytrzymałością na rozciąganie wulkanizatów otrzymanych z kompozycji kauczuku chloroprenowego zawierających standardowy układ sieciujący tj. mieszaninę tlenku cynku oraz tlenku magnezu, oraz wartością wskaźnika tlenowego klasyfikującą je jako materiały niepalne i samogasnące. Zastosowanie tlenku srebra(l) pozwala zmniejszyć ilość wprowadzanej substancji sieciującej, co przyczynia się do wytworzenia kompozycji bezpiecznych środowiskowo. Ponadto dzięki zawartości tlenku srebra(l) wykazują zwiększoną odporność na działanie mikroorganizmów.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady. Części podane w przykładach oznaczają części wagowe.
Przykład I
Przygotowano mieszanki zawierające 100 części wagowych kauczuku chloroprenowego (CR) marki Baypren®216, 1 część kwasu stearynowego i odpowiednio 1, 2, 2,5, 3, 4 lub 5 części tlenku srebra(l) (Ag2O). Mieszanki kauczukowe prasowano pod ciśnieniem w prasie i ogrzewano w temperaturze 433 K przez 30 minut. Ogrzewane w ten sposób mieszaniny charakteryzowały się właściwościami zależnymi od ilości zastosowanego tlenku metalu. Usieciowane wulkanizaty, otrzymane po ogrzewaniu przygotowanych mieszanek charakteryzowały się: naprężeniem przy wydłużeniu względnym 100, 200 lub 300% 10 (Se-ioo, Se2oo, Sesoo) równym od 1,16 do 3,17 MPa, wytrzymałością na rozciąganie przy zerwaniu (TSb) równą od 9,4 do 14,9 MPa oraz objętościowym pęcznieniem równowagowym w toluenie (QvT) równym od 4,15 do 20,44 ml/ml. Stopień usieciowania (ac) wulkanizatów był równy od 0,05 do 0,24. Indeks tlenowy (Ol) będący miarą odporności wulkanizatów na palenie był równy od 34,2 do ponad 37,5%, a czas ich spalania w powietrzu nie przekroczył 5 s, co pozwoliło sklasyfikować wytworzone materiały jako niepalne i samogasnące.
Właściwości otrzymanych wulkanizatów przedstawiono w tablicy 1.
Tablica 1
CR [części wagowe] 100 100 100 100 100 100
kwas stearynowy [części wagowe] 1 1 1 1 1 1
Ag;O [części wagowe] 1 2 2,5 3 4 5
Ol [%] 34,2 36,0 37,0 37,5 >37,5 >37,5
Seioo [MPa] l,16±0,02 l,25±0,09 l,16±0,03 l,21±0,04 l,32±0,09 l,19±0,02
Se2oo [MPa] l,36±0,01 l,68±0,14 1,48±0,05 l,73±0,12 2,02±0,22 1,75±O,O5
Sejoo [MPa] l,70±0,06 2,37±0,17 2,01 ±0,08 2,59±0,28 3,17±0,44 2,65±0,10
TSb [MPa] 9,4±0,5 13,9±1,4 14,9±0,4 14,6±1,5 12,5±0,2 12,5±1,3
QvT [ml/ml] 20,44±0,53 7,52±0,16 6,34±0,22 5,77±0,05 4,59±0,l 1 4,15±0,02
aC H 0,05 0,13 0,16 0,17 0,22 0,24
Otrzymane wulkanizaty charakteryzowały się dobrymi właściwościami mechanicznymi i znaczącym stopniem usieciowania. Zastosowanie tlenku srebra(l) w podanej ilości umożliwiło zmniejszenie ilości wprowadzanych substancji sieciujących, co powoduje obniżenie kosztów wytworzenia materiału.
PL 245250 Β1
Stopień usieciowania wulkanizatów zawierających tlenek srebra(l) w ilości co najmniej 2 części Wagowych jest większy niż dla kauczuku chloroprenowego usieciowanego konwencjonalnym zespołem sieciującym. Przekłada się to na właściwości wulkanizatów CR zawierających Ag2O, które są lepsze niż właściwości konwencjonalnie usieciowanego kauczuku chloroprenowego. Stopień usieciowania wulkanizatów kauczuku chloroprenowego zawierających standardową mieszaninę tlenku cynku i tlenku magnezu jest równy 0,15, zaś wytrzymałość na rozciąganie przy zerwaniu jest równa 13,1 MPa.
Przykład II
Przygotowano mieszankę kauczukową zawierającą CR marki Baypren®216, 2,5 części Ag2O, 1 część kwasu stearynowego oraz 30 części krzemionki strącanej Arsil, technicznego kaolinu lub talku KCNAP-400. Kompozycję prasowano pod ciśnieniem w prasie i ogrzewano w temperaturze 433 K przez 30 minut. Stwierdzono, że wulkanizaty otrzymane po ogrzewaniu przygotowanych mieszanek charakteryzowały się wartością wskaźnika tlenowego (Ol) większą niż 37,5% oraz czasem spalania w powietrzu poniżej 5 s, co klasyfikowało je jako niepalne i samogasnące. Nadto charakteryzowały się SeiooSe3oo równym od 1,78 do 9,94 MPa, TSb równą od 5,9 do 19,9 MPa, Eb równym od 277 do 554%, QvT równym od 2,08 do 2,34 ml/ml oraz stopniem usieciowania (ac) równym od 0,43 do 0,48.
Właściwości otrzymanych wulkanizatów przedstawiono w tablicy 2.
Tablica 2
CR. [części wagowe] 100 100 100
kwas stearynowy [części wagowe] 1 1 1
Ag2O [części wagowej 2.5 2,5 2,5
krzemionka [części wagowej 30 - -
kaolin [części wagowej - 30 -
laik [części wagowej - - 30
Ol [%| >37,5 >37,5 >37,5
Scioo [MPa] 2.89*0.13 2,35*0,11 1,78*0,08
Si2(w [MPa] 6,02*0,24 3,68*0,23 3,02*0,20
Seioo [MPa] 9.94*1,14 7,80*0,62 -
TSb [MPa] 19,9*1,6 16,2*1.0 5,9*2,4
Eh [%] 554*166 374*11 277*42
QvT [ml/ml] 2,34*0,13 2,22*0,13 2,08*0,13
M-l 0,43 0,45 0,48

Claims (1)

1. Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie, na drodze ogrzewania tego kauczuku z tlenkiem metalu jako środkiem sieciującym, kwasem stearynowym jako zmiękczaczem oraz ewentualnie krzemionką strącaną, kaolinem lub talkiem jako napełniaczem, w temperaturze 433 K w czasie wynikającym z oznaczeń wulkametrycznych, znamienny tym, że jako tlenek metalu stosuje się tlenek srebra(l) w ilości 1-5, korzystnie 2,5 części wagowych na, 100 części wagowych kauczuku, zmiękczacz stosuje się w ilości 1 część wagowa na 100 części wagowych kauczuku, jako napełniacz korzystnie stosuje się krzemionkę strącaną w ilości 30 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku.
PL435392A 2020-09-22 2020-09-22 Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie PL245250B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL435392A PL245250B1 (pl) 2020-09-22 2020-09-22 Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL435392A PL245250B1 (pl) 2020-09-22 2020-09-22 Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL435392A1 PL435392A1 (pl) 2022-03-28
PL245250B1 true PL245250B1 (pl) 2024-06-10

Family

ID=80855622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL435392A PL245250B1 (pl) 2020-09-22 2020-09-22 Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245250B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL435392A1 (pl) 2022-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101800062B1 (ko) 클로로프렌 고무 조성물 및 그의 가황 고무, 및 상기 가황 고무를 이용한 고무형물, 방진 고무 부재, 엔진 마운트 및 호스
US4918144A (en) Vulcanizable rubber composition
US4020039A (en) Vulcanizable elastomeric compositions
PL245250B1 (pl) Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z kauczuku chloroprenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie
CN109535519A (zh) 一种阻燃型氢化丁腈橡胶材料及其制备方法
RU2559883C2 (ru) Резиновая смесь
KR20140145749A (ko) 신발 겉창용 고무 조성물
KR20250028465A (ko) Nbr 및 에틸렌 블렌드
CN107337862A (zh) 一种适用于跑步的鞋底及其制备方法
DE102006014054A1 (de) Vibrationsdämpfende Gummizusammensetzung
Dziemidkiewicz et al. CR composites with improved processing safety crosslinked via Heck's reaction
PL231606B1 (pl) Sposób sieciowania i modyfikacji mieszanin kauczuku chloroprenowego z kauczukiem butadienowym
US6114465A (en) Tear propagation-resistant rubber compound
PL245249B1 (pl) Sposób otrzymywania kompozytów elastomerowych z mieszaniny kauczuku chloroprenowego i kauczuku butadienowo-styrenowego, o polepszonych właściwościach mechanicznych i zwiększonej odporności na palenie
RU2779027C1 (ru) Морозостойкая резина на основе натурального каучука
KR100437441B1 (ko) 무독성 불연 고무 조성물
EP0864604A2 (en) Rubber composition
RU2786014C1 (ru) Эластомерная композиция
CN107118452A (zh) 一种适用于跑步的鞋底及其制备方法
RU2671321C1 (ru) Резиновая смесь
KR100760591B1 (ko) 타이어용 인너라이너 고무 조성물
US2317463A (en) Vulcanization of rubber
Puspitasari et al. Determination of hydrogenated natural rubber (HNR) bearing pad vulcanizate performance based on thermal oxidative resistance characteristic
KR20250170150A (ko) 내구성이 우수한 중장비용 씰링 고무 조성물 및 씰링 고무 조성물을 포함한 씰링 고무
PL234660B1 (pl) Sposób sieciowania i modyfikacji mieszanin kauczuku chloroprenowego z kauczukiem butadienowym