Резины на основе насыщенных каучуков

Этилен-пропиленовые каучуки (СКЭП) являются сополимерами этилена и пропилена или этилена, пропилена и небольших количеств третьего компонента (СКЭПТ), содержащего две изолированные двойные связи, как правило, циклического строения. Оптимальными техническими свойствами обладают каучуки, содержащие 45 – 50 % пропиленовых звеньев. Считается, что СКЭП является стереоблоксополимером, в котором молекулярные цепи состоят из чередующихся коротких отрезков по 8 – 12 мономерных звеньев этилена и пропилена. Разветвлений мало, поэтому СКЭП отличается высокой эластичностью, низкой плотностью (850 – 870 кг/см³) и температурой стеклования от –58 до –65 ^оС. Отсутствие двойных связей обусловливает химическую и термоокислительную стойкость СКЭП, но и сложности с вулканизацией, которую проводят перекисными соединениями. Саженаполненные вулканизаты СКЭП имеют прочность 20 – 26 МПа при удлинении 400 – 650 %. Тройные сополимеры (СКЭПТ) вулканизуются обычными серными системами. Находят применение смеси этилен-пропиленовых каучуков с полиэтиленом или полипропиленом. Вулканизаты на основе таких смесей обладают повышенной прочностью при растяжении и улучшенными диэлектрическими свойствами. Применяют СКЭП для изготовления транспортёрных лент, рукавов, прокладок, химической аппаратуры и т.д. Высокие электрические характеристики (ρ_v = 2,6 · 10¹³ Ом^.м; tgδ = 0,002; ε = 2,1), озоностойкость, короностойкость, морозостойкость, повышенное сопротивление тепловому старению позволяет применять вулканизаты СКЭП для изготовления экскаваторных кабелей на напряжение 35 кВ м выше.

Фторкаучуки (СКФ) – это большая группа эластомеров, содержащих в молекулах атомы фтора. Различают карбоцепные и гетероцепные каучуки. Из карбоцепных фторкаучуков наибольшее значение имеют сополимеры винилиденфторида (ВФ) и тетрафторэтилена (ТФЭ) с трифторхлорэтиленом (ТФХЭ) и гексафторпропиленом (ГФП). Сополимеры ВФ и ТФХЭ называются СКФ-32, содержание ВФ в них достигает 50 – 70 % и связанного фтора 54 – 56 %. Сополимеры ВФ и ГФП называются СКФ-26, они содержат 60 – 80 % ВФ и около 65 % связанного фтора. Соотношение мономерных звеньев ВФ: ГФП в макромолекулах близко к 7: 3. Эти полимеры получают эмульсионной сополимеризацией фторолефинов.

СКФ имеют широкий интервал работоспособности – от –20 до +200 ^оС для СКФ-32 и от – 20 до +250 ^оС для СКФ-26. Типичный комплекс свойств фторэластомеров – высокие теплостойкость и стойкость к агрессивным средам в широком интервале температур, хорошие физико-механические свойства, включая сопротивление истиранию, невоспламеняемость, удовлетворительные диэлектрические свойства. Вулканизация СКФ осуществляется специфическими методами, основанными на особенностях химических реакций во фторкаучуках, связанных с сильной полярностью связи С – F.

Основные области потребления фторкаучуков – автомобильная, авиационная промышленность, судостроение, космос, электротехническая промышленность. Из СКФ изготавливают разнообразные детали, работающие в контакте с топливом, нефтью и различными химически агрессивными средами при высоких температурах. Это уплотнители, диафрагмы насосов, клапаны, сальники, манжеты, прокладки, мембраны, внутренний слой топливных и гидравлических рукавов, ткань для защитной одежды, наружная обкладка конвейерных лент и роторных ремней для транспортирования горячих продуктов и агрессивных веществ в химических производствах, гуммированные валы в полиграфическом и сталепрокатном производствах и др.

Силоксановые каучуки (СКТ) представляют собой высокомолекулярные кремнийорганические соединения, которые получают поликонденсацией силандиолов – кремнийорганических спиртов. Полимерная цепь состоит из чередующихся атомов Si и О. - Si(R)₂ – O – Si(R)₂ – O -, где R может быть метил –СН₃, этил –СН₂СН₃, винил -СН=СН₂, фенил –С₆Н₄ и др. Межатомное расстояние - Si – O - больше, чем – С – С -, поэтому силоксановые каучуки более эластичны, чем карбоцепные. Силоксановые каучуки имеют большую молекулярную массу – 10⁵ - 10⁶, линейное строение, способны кристаллизоваться, обладают наибольшей из всех каучуков теплостойкостью (до 300 ^оС). Т_с = -65 ¸ - 74 ^оС. Если от 1 до 5 % метильных групп в диметилсилоксановых полимерах заменить на фенильные (СКТМФ), то нарушается регулярность структуры и снижается Т_с до –81 ^оС. Известны метилвинилсилоксановые (СКТВ), нитрилсилоксановые (СКТН), фторсилоксановые (СКТФ) каучуки. Вулканизацию осуществляют перекисными соединениями. Силиконовые резины применяют там, где жёсткие условия эксплуатации – низкие и высокие температуры, знакопеременные нагрузки (не изменяются после 1 млн. циклов), озон и др. агрессивные среды. Из-за чрезвычайно малой адгезии к поверхности СКТ не прилипают к другим полимерам – это свойство используется в машинах по переработке полимеров. Специфические свойства СКТ в сочетании с хорошими диэлектрическими свойствами определяют использование этих резин в электротехнике (кабельная изоляция, установочныен детали). Широкое применение СКТ получили в медицине – это различные шланги, катетеры, протезы сосудов и др. На основе СКТ, в частности, эпоксикремнийорганических олигомеров, изготавливают клеи для криогенной техники, вакуумплотные и герметичные клеи, герметики и компаунды.

Вопросы для самопроверки.

1. Чем отличаются каучуки от резин?

2. Какой структурный параметр определяет эластические свойства резин?

3.Чем отличаются насыщенные каучуки от ненасыщенных? Приведите примеры.

4. В чём отличие марок каучуков НК от СКИ?

5. Основные виды синтетических ненасыщенных каучуков, их особенности.

6. Какова цель создания сополимерных каучуков? Сравните каучуки группы СКС и СКН.

7. Особенности строения бутилкаучуков. Сравните со свойствами хлоропреновых каучуков.

Дата добавления: 2014-12-26