Пористые силиконовые резиновые смеси

Ф. М. Палютин, Г. Ф. Панфилова, Г. А. Михайлова,

Н. В. Шумилова, С. В. Борисоглебский

ПОРИСТЫЕ СИЛИКОНОВЫЕ РЕЗИНОВЫЕ СМЕСИ

Исследовано влияние различных органических порообразователей на свойства силоксановых резиновых смесей. Выбраны подходящие для силиконов порофоры. Выпущены опытные партии пористых резин для переработки методом экструзии и прессования.

В последние годы пористые резинотехнические изделия находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Пористые резины обладают хорошими вибропоглощающими, тепло - и звукоизоляционными свойствами. Их применяют для изготовления уплотнителей в автомобильной, авиационной, химической, медицинской промышленности и в гражданском строительстве, в качестве амортизационных материалов, хорошо поглощающих удары и для теплозвукоизоляции. В основном, пористые РТИ изготавливаются на основе изопреновых, этиленпропиленовых, бутадиеннитрильных, хлоро-преновых и бутадиен-стирольных каучуков. В то же время активно начинает развиваться производство пористых резин на основе силоксановых каучуков. Преимущества данных материалов:

• широкий температурный диапазон работоспособности от -60 до +200°С;

• хорошие электроизоляционные свойства;

• нетоксичность и физиологическая инертность делают их весьма перспективными

для производства различных резинотехнических изделий.

Резиновые силоксановые смеси для изготовления пористой резины содержат традиционные ингредиенты и порообразователи, в качестве которых используются различные органические вещества (порофоры), разлагающиеся с выделением газов. Выбор органических порообразователей для силиконовых каучуков основан на том, что они имеют необратимый характер разложения, обладают высоким газовым числом и хорошо диспергируются в резиновой смеси, что способствует получению изделий с равномерным распределением пор.

Для исследований мы выбирали такие порообразователи, которые не оказывали бы отрицательного влияния на вулканизующую группу и имели близость температурного интервала максимального газообразования к температурам вулканизации силоксанового каучука. Порофор должен выделять газы только при температуре вулканизации и быть стабильным при температуре изготовления и переработки резиновой смеси. В противном случае, изделие будет иметь неравномерные мелкие или слишком крупные поры, высокие плотность и жесткость.

В данной работе в качестве порообразующих ингредиентов силоксановых резиновых смесей использовались порофоры, приведенные в табл.1.

Жесткость, эластичность, плотность и кинетика порообразования силиконовых пористых резин определяются, в основном, типом и количеством порофора. Тем не менее, немаловажное влияние оказывают состав и пластичность резиновой смеси. При составлении рецептуры резиновой смеси необходимо подбирать определенное соотношение ингредиентов в зависимости от требуемых свойств готовых изделий и способа их вулканизации.

Порообразователи Торговая марка Газовое чис- 3/ ло, см /г Температура разложения, °С

1. Азодикарбонамид Порофор ЧХЗ-21 195^270 130^190

2. Азодибутиронит-рил Порофор ЧХЗ-57 130^150 90^120

3. Динитрозопентаме-тилентетрамин Порофор ЧХЗ-18 200^240 120^170

4. Смесь динитрозо-пентаметилентетра-мина и азодикарбона-мида Вспенивающий агент SТК 200^250 132^138

5. Смесь азодикарбо-намида с активатором Вспенивающий агент АСУ 5 8 5 7 5 4 5 3

6. Смесь динитрозо-тетраминциклопента-на, активированного мочевиной Вспенивающий агент ДД2 165^180 8 2 5 2

Пластичность сырых резиновых смесей должна быть не менее 0,4. Для получения равномерных пор сырой резиновой смеси необходимо дать вылежку в течение не менее 7 дней, а перед изготовлением изделий смесь нужно тщательно развальцевать.

При исследовании порофоров ЧХЗ-18, ЧХЗ-21, ЧХЗ-57 было выявлено, что наиболее эластичные резины с гладкой поверхностью и равномерными порами получаются при использовании азобутиронитрила (порофор ЧХЗ-57). Несмотря на токсичность выделяемых продуктов и сильный запах, он наиболее широко используется для изготовления пористых резин как прессовой, так и воздушной вулканизацией. При содержании его в резиновой смеси в количестве от 2 до 7 масс.ч. кажущаяся плотность равна 0,65^0,79 г/см .

При увеличении дозировки порообразователя возникают проблемы с вулканизацией. При использовании азодикарбонамида (ЧХЗ-21) не удается получить пористую силиконовую резину удовлетворительного качества. Даже при введении его в количестве 15 масс.ч. резина получается с пузырями и неравномерными порами. Кроме того, этот по-рообразователь сильно изменяет цвет прозрачных и белых резин.

Хорошие результаты были получены при добавлении в резиновую смесь 3^4 масс.ч. динитрозопентаметилентетраамина (порофор ЧХЗ-18). При использовании этого порооб-разователя совместно с активатором вспенивания ВК количество порофора можно уменьшить и активизировать процесс выделения газа (табл. 2).

Таким образом, наилучшие результаты при изготовлении пористых силиконовых резин получаются при использовании порофора ЧХЗ-57. В некоторых случаях возможно применение порофора ЧХЗ-18, но следует иметь в виду, что поверхность изделия при воздушной вулканизации получается не очень гладкая и резина приобретает желтоватый оттенок.

Марка по-рообразова-теля ЮТК ЮТК +ВК И Н КК + ДД2 2К Д2 ВК Д +В ДД2 +ВК АСУ АСУ +ВК АСУ+ ВК

Количество масс.ч. Кажущуюся плотность г/см3 т 00 о 3+2 0,64 2+2 0,68 3 0,94 3+2 0,63 2+2 0,68 00 0 3+2 0,74 2+2 0,7

Характер пор более равномерные более равномерные более равномерные

Представляют интерес работы с использованием вспенивающего активатора совместно с порофорами. Данные исследования будут продолжены.

Экспериментальная часть

Опытные образцы силиконовых резиновых смесей готовились на лабораторных вальцах. Вулканизация без применения внешнего давления проводилась в термошкафу при температуре. Методика получения прессованных пористых изделий отрабатывалась в специальных пресс-формах на лабораторном прессе. Температура прессования определялась типом определяемого вулканагента.

Литература

1. Энциклопедия полимеров. Москва, 1972.

2. Ф.Ф. Кошелев, А.Е. Корнев. Общая технология резины. М.: Химия, 1978.

© Ф. М. Палютин - канд. хим. наук, ген. дир. ОАО «КЗСК»; Г. Ф. Панфилова - зав. сектором ЦЗЛ ОАО «КЗСК; Г. А. Михайлова - зав. лаб. ЦЗЛ ОАО «КЗСК»; Н. В. Шумилова - зав. сектором ЦЗЛ ОАО «КЗСК»; С. В. Борисоглебский - канд. хим. наук, зам. рук-ля бизнес-группы ОАО «КЗСК».