1. Арнай мақсатқа арналған каучуктер.

Синтетикалық каучуктер шартты түрде жалпы және арнайы қолданыс-тағы каучуктер болып бөлінеді. Арнайы мақсатқа арналған СК, олар жоғары созылымдылықпен қатай кейбір арнайы қасиеттерге ие бұйымдар өндірісінде қолданылады. Мысалы, бутадиен-нитрилді каучуктерден бензинге, майға төзімді бұйымдар, ал кремнийорганикалық материалдардан жылуға, аязға төзімді, ал уретанды эластомерлерден тозуға төзімді бұйымдар жасайды.Арнайы қолданыстағы каучуктерге жатады: бутадиен – нитрилді және хлорпренді каучуктер, бутилкаучук, силоксанды, фторкаучуктер, уретанды каучуктер, тиоколдар және т. б. Бұл каучуктер бұйымдарға бензинген, майға, жылуға, агрессивті орталарға тұрақтылық, суыққа төзімділігін береді. Силоксанды каучуктер негізіндегі резиналарды арнайы қолданыстағы эластикалық материал ретінде өндірістің техниканың түрлі салаларында және ауыл шаруашылығында пайдаланады. Қатты силоксанды каучуктер мотор мен генераторлардың проводтарын изоляциялау үшін электротехникалық, радио-электронды және желі өндірісінде пайдаланады.

2. Бутадиен-нитрилді каучуктерді алу, құрылысы және қасиеттері

Бутадиен-нитрилдi каучук бутадиеннiң акрил қышқылының нитрилiмен бiрге полимерлену өнiмi болып саналады. Полимеризация сулы эмульсияда жүргiзiледi. Компоненттердiң мөлшерлiк қатыныстарын өзгерте отырып, алынатын полимерлердiң қасиеттерiн де елеулi түрде өзгертуге болады.

ССРО бутадиен-нитрилдi каучуктердiң (СКН) келесi маркiлерi өндiрiледi (ГОСТ 7738-65): СКН-18, СКН-18РВДМ, СКН-18М, СКН-26, СКН-26РВДМ, СКН-26М, СКН-40, СКН-40Т, СКН-40М, СКН-50^.

Каучук маркiсiндегi сан акрил қышқылының байланысқан нитрилiнiң пайыздық мөлшерiн көрсетедi; М әрпi каучуктiң жұмсақ (мягкий), иiлiмдеу қажет еместiгiн, Т – каучуктiң өте қатты (твердость) екендiгiн көрсетедi.

СКН-18РВДМ мен СКН-26РВДМ – арнайы мақсатқа арналған аязға төзiмдiлiгi жоғары каучуктер.

Тауарлы каучуктердi таспа түрiнде шығарады, жабысып қалмауы үшiн бетiн талькпен опалайды. Таспаларды 100 кг-нан орап, нитролак сiңдiрiлген қаптамамен буып-түйiп қояды.

Химиялық құрылысы. Бутадиен-нитрилдi сополимердiң макромолеку-ласы кезектесiп келетiн бутадиен мен акрил қышқылының нитрилiнен тұрады: ... – CH₂ – CH = CH – CH₂ – CH₂ – CH - ...



CN

Физикалық қасиеттерi. Бутадиен-нитрилдi каучуктердiң тығыздығы оның құрамындағы акрил қышқылының нитрилiнiң мөлшерi көбейген сайын арта түседi:

Тығыздығы, г/см³

СКН-18 - 0,943, СКН-26 - 0,962, СКН-40 -0,986.

СКН-26 каучугiнiң жылу өткiзгiштiгi табиғиға қарағанда екi есе үлкен. СКН-26 каучугiнiң сызықты ұлғаю коэффициентi 130*10^-6 тең.

Бутадиен-нитрилдi каучуктер жартылай өткiзгiштер болып саналады. Олардың меншiктi көлемдiк электр кедергiсi 10¹⁰-10⁸ ом*см аралығында болады және сополимер құрамындағы нитрил тобының мөлшерi көбейген сайын төмендейдi. Температураны 0-ден 40⁰С дейiн көтерсе меншiктi электр кедергiсi бiрден төмендейдi.

Бутадиен-нитрилдi каучуктер негiзiндегi толықтырылмаған резина-лардың диэлектрлiк өткiзгiштiгi каучуктегi акрил қышқылы нитрилiнiң мөлшерiне және ток жиiлiгiне байланысты. Мысалы, 20⁰С және ток кернеу 15-250В болғандағы әртүрлi жиiлiктегi каучуктердiң диэлектрлiк өткiзгiштiгi мынадай болып келедi:

Әртүрлi жиiлiктегi диэлектрлiк өткiзгiштiгi

50 гц 800 гц 1000 гц

СКН-26 11 11 6

СКН-40 16 16 7

Бутадиен-нитрилдi каучуктердiң шынылану температурасы полярлы емес каучуктерге қарағанда әлдеқайда жоғары. Акрил қышқылы нитрилiнiң мөлшерi көбейген сайын ол көтерiледi

⁰С

СКН-18 -55

СКН-26 -42

СКН-40 -32

Стандарты вулканизаттарды 100% созғандағы аязға төзiмдiлiк коэф-фициентi төменде келтiрiлген:

Аязға төзiмдiлiк коэффициентi

⁰С СКН-18 СКН-26 СКН-40

-55 –те 0,6-0,7 0,3-0,4 0,15-0,20

-25 –те 0,4-0,5 0,15-0,20 0,02

-35 –те 0,15-0,20 0,02 -

Технологиялық қасиеттерi. Қатаңдығы 1500-3000 гс шығарылатын бутадиен-нитрилдi каучуктердi қоспа дайындар алдында 600-900 гс қатаңдыққа дейiн иiлiмдеп алу қажет. Нитрилдi каучуктердi механикалық тәсiлмен иiлiмдеу - өте қиын және энергия көп жұмсалатын процесс, өйткенi оны 60-70⁰С азғана күш түсiру (бiлiктердiң 60^// -на 30 кг-нан аспайтын) арқылы бiлiктерде жүргiзедi.

Темiр стеараты қосылған диметилфенил-n-крезол көмегiмен (3%-дозалау-да) жылу арқылы иiлiмдетуге болады, дегенмен мұны басқару өте қиын және өндiрiсте сирек қолданылады.

Құрылымы реттi сызықты, төмен температуралы полимери-зация арқылы алынған каучуктердiң жаңа типтерiнiң сапасы жақсартылған; оларды бiлiктерде иiлiмдеу оңай, ал олардан жасалған резиналардың берiктiгi және созылым-дылығы жоғары.

Бутадиен-нитрилді каучуктерді алу. Бутадиен-нитрилді каучуктерді алу өндірісі келесі сатылардан тұрады:

1) көмірсутекті және сулы фазаларды дайындау;

2) инициатор, реттегіш және тұрақтандырғыш ерітінділерін дайындау;

3) бутадиенді НАК-пен сополимерлеу;

4) латексті газсыздандыру (реакцияға түспеген мономерлерді шығарып тастау);

5) латекстен каучукті бөліп алу, кептіру және буып-түю.

Бутадиенді НАК-пен сополимерлеу. Бутадиен-нитрилді каучуктерді 12 полимеризаторлардан тұратын (мұндайда 10 аппарат тұрақты жұмыс істейді) полимеризациялық батареяларда үздіксіз тәсілмен алады.

Полимеризатор жейдесі мен ирегі бар айналу жиілігі 38 айн/мин рамалы бұлғауышпен жабдықталған көлемі 12 м³ реакторды білдіреді, яғни полимерленуді төмен температурада жүргізуге мүмкіндік береді. Полимеризатор ішкі жағы тат баспайтын болатпен қапталған болаттан жасалған. Полимеризаторлар батареясына 200:300 қатынасында сулы және көмірсутекті фазалар түседі (16 сурет).

16 сурет. Бутадиен-нитрилді латекстерді алдын-ала газсыздандыру колоннасы:

1 – термопараға арналған штуцер, 2 – колоннаның жоғарғы бөлігі, 3 – колонна кубы

Көмірсутекті фаза бутадиен мен НАК қоспасынан тұрады. Мономерлер қатынасы алынатын каучук типіне тәуелді. Сулы және көмірсутекті фазалар сорапта аралсады, түзілген эмульсия бірінші полимеризаторға беріледі. Сулы фаза құрамына жұмсартылған су, эмульгатор (натрий алкилсульфонаты), натрий пирофосфаты, ащы натр және лейканол енеді. Сулы фазаны дайындау мерзімді аппараттарда жүргізіледі, олардың ішкі жағы жартылай эбонитпен қапталған. Бұлғауышпен жабдықталған аппаратқа алдымен жұмсартылған судың жалпы көлемінің жартысы, сосын эмульгатор, ащы натр, натрий пирофосфаты, түшэтаноламин, лейканол, жұмсартылған судың қалған бөлігі енгізіледі. Сулы фазада барлық компоненттерді араластырып болған соң құрғақ қалдық (3,2-3,5%), сілті (0,025% кем емес), темір (0,0001% аспайды) мөлшерін анықтаайды. Төмен температуралы каучуктерді алғанда темір-ронгалит-гидропероксид трилонды кешенінен тұратын тотығу-тотықсыздану жүйесін қолданады.

Төмен температуралы полимерленуді мономер 70% дейін конверсиялан-ғанша жүргізеді. Латекс батареядан шығарда стоппер (гидрохинон, натрий диметилдитиокарбаматы және т.б.) енгізеді. Тиісті иілімділіктегі полимерді алу үшін полимерлену жүйесіне мономердің 25, 45 және 55% конверсиясында рет-тегіш ерітіндісін (дипроксид немесе третдодецилмеркаптан) енгізеді. Реттегішті үлестеп енгізу мономерлердің конверсиялануының жоғары дәрежесіне жет-кенде берілген қасиеттер жиынтығына ие СКН алуға мүмкіндік береді.

Жоғары температуралы полимерленуді 30⁰С жүргізеді. Жоғары темпе-ратуралы процестің инициаторы калий персульфаты, активаторы үшэтанол-амин, реттегіші дипроксид, стоппері гидрохинон немесе натрий диметил-дитиокарбаматы болып табылады. Әрбір батареяның полимеризаторлары процесінің жүрісі барысында соңғысынан шыққан латексүздіксіз сүзгі арқылы газсыздандыру жүйесіне беріледі. Латекс тізбегіне дозалау сорабымен үздіксіз стоппер ерітіндісі беріледі. Латекс сүзгі арқылы алдын-ала және вакуумды газсыздандыру колонналарына беріледі. Бұл сәтте латекстің негізгі ағымына стопперді беру мен газсыздандыру колонналарына буларды беруді арттырады.