Содержание
Введение 3
1 Аналитический обзор 5
1.1 Полученеи термоэластопластов 5
1.2 Свойства термоэластопластов 10
2 Цель и задачи работы 15
3 Основная часть 16
3.1 Методика проведения синтеза 16
3.1.1 Используемые компоненты 16
3.1.2 Ход синтеза 19
3.2 Анализ продуктов 21
3.2.1 Методика проведения анализа 21
3.2.2 Обработка результатов 22
3.3 Обсуждение результатов 24
4 Выводы по работе 26
Список литературных источников 27
Введение
Термоэластопласты (термопластичные эластомеры), полимерные материалы, обладающие в условиях эксплуатации высокоэластичными свойствами, характерными для эластомеров, а при повышенных температурах обратимо переходящие в пластическое или вязко текучее состояние и перерабатывающиеся подобно термопластам (см. Пластические массы); представляют собой линейные или разветвленные блоксополимеры. По свойствам к термоэластопластам близки некоторые механические смеси двух или нескольких полимеров с ограниченной совместимостью, термопластичные резины на основе композиций каучуков и термопластов с частичной или полностью вулканизованной эластомерной фазой, а также иономеры.
Свойства термоэластопластов обусловлены особенностями их структуры-образованием двухфазной системы вследствие термодинамической несовместимости гомополимеров, образующих жесткие блоки термопласта (напр., полистирола, полиэтилена, поли-бутилентерефталата и т.п.) и эластичные блоки (напр., полибутадиена, полиизопрена, полиоксиалкиленгликоля, сополимеров этилена с пропиленом и т. п.) в макромолекуле термоэластопластов. На рисунке 1 представлена структура термоэластопласта.
Рисунок 1. Цилиндрические домены полистирола в полибутадиеновой матрице ДСТ: (а) – схема строения; (б) – вид поперечного среза в просвечивающем электронном микроскопе [1]
Способные к кристаллизации или стеклованию жесткие блоки за счет физического взаимодействия образуют домены, распределенные в матрице гибких блоков и выполняющие роль полифункциональных узлов (аналогично поперечным связям в вулканизованном каучуке). Отсутствие хим. связей между цепями полимеров обусловливает их текучесть при повышенных температурах и для получения изделий позволяет использовать литье под давлением, экструзию, вакуумформование, пневмоформование и многие другие методы.
1 Аналитический обзор
Получение термоэластопластов
Среди блок - (со)полимерных ТЭП наиболее распространены бутадиен-
стирольные, полиэфирные (COPE, TPE-E), полиуретановые ТЭП (TPU, TPE U),полиамидные (СОРА), стирол-бутадиен-стирольные и стирол-бутадиеновые.
Термоэластопласты этого типа можно получать в присутствии
литийорганических инициаторов (моно или дилитиевых): в случае
использования дилитиевого инициатора вначале проводят полимеризацию
диенового мономера (бутадиена, изопрена) до образования «живого»
эластомерного блока с активным литием на обоих концах цепи, а затем в
полимеризационную систему вводят винилароматический мономер (стирол, α-метилстирол) и проводят его полимеризацию на «живом» полидиеновом блоке до образования трехблочного сополимера – термоэластопласта. При
использовании монолитийорганических инициаторов (фтор-бутиллития).
Процесс получения ТЭП проходит в три стадии. На первой стадии происходит инициирование и полимеризация стирола до образования «живого» полистирольного блока – полистироллития. Живые цепи возникают при взаимодействии щелочных металлов или их органических производных с ненасыщенными соединениями (диеновыми и винилароматическими углеводородами). При этом образуются активные центры, представляющие собой карбанионы, представленные на рисунке 2[10].
На второй стадии при подаче бутадиена происходит образование «живого» двухблочного сополимера полистирол-полибутадиенлития. На третьей стадии при подачи второй порции стирола и его полимеризации завершается образование трехблочного(со)полимера – термоэластопласта. По данному способу могут быть получены все основные диенвинилароматические термоэластопласты [5]. Этот способ обеспечивает более узкое ММР как первого полистирольного блока, так и термоэластопласта в целом. Однако применение таких блок - (со)полимеров в производстве резинотехнических изделий ограничено из-за некоторых существенных недостатков, в частности из-за невысоких деформационно- прочностных свойств при повышенных температурах. Кроме того, TPU, COPE, COPA имеют большую жесткость и высокую стоимость [4]. На рисунке 3 представлен постадийный механизм получения термоэластопласта с использованием монолитийорганических инициаторов при подаче мономеров в три приема.
Рисунок 2. Активный центр “живой” цепи.
Рисунок 3. постадийный механизм получения термоэластопласта с использованием монолитийорганических инициаторов при подаче мономеров в три приема. 1-инициирование и полимеризация стирола до образования “живого” полистирольного блока – полистирилллития. 2-образование “живого” двухблочного сополимера полистирол-полибутадиениллития при подаче бутадиена. 3-подача второй порции стирола, образование трехблочного полимера-термоэластопласта.
Смесевые ТЭП — материалы, получаемые смешением каучука с
термопластом. Наиболее широкое применение нашли ТЭП на основе смеси
каучуков с полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом. Смесевые
ТЭП обладают лучшими потребительскими свойствами, чем блок -
(со)полимерные ТЭП, и являются более перспективными. В рецептурах
смесевых термоэластопластов каучук может быть заменен на резиновую
крошку [2]. Наряду с этим есть способ получения смесевого ТЭП основанного на хлорировании полиэтилена и кристаллизующихся олефиновых полимеров, образующий хлорированного частично сшитого термопластичного вулканизата [7]. Наиболее перспективными направлениями получения новых видов ТЭП является высокоскоростное смешение эластомеров с пластиками с одновременной вулканизацией эластомерной фазы. Этот способ был назван динамической вулканизацией, а получаемые ТЭП динамическими термоэластопластами ДТЭП (TPV). Широкое применение нашли ТЭП: НК-ПП, СКН-ПП, СКЭПТ-ПП [3] Метод сшивания таких ТЭП состоит из трех стадий, причем первые две (получение поливинилароматического блока и двухблочного сополимера), описаны выше (1, 2 стадия получение термоэластопластов с использованием монолитийорганических инициаторов). На третьей стадии осуществляется сшивание «живых» двухблочных(со)полимеров полифункциональными сшивающими агентами. В зависимости_от степени функциональности могут быть получены блок - (со)полимеры как линейного, так и разветвлённого строения. Сшиванием двухблочных(со)полимеров можно получить все типы диенвинилароматических ТЭП. В промышленности этим методом получают бутадиен-стирольные и изопрен -стирольные термоэластопласты. На рисунках 4 и 5 показаны механизмы последней стадии получения термоэластопластов методом сшивания с использованием бифункциональных и полифункциональных сшивающих агентов соответственно.
Рисунок 4. Механизм получения термоэластопласта методом сшивания двухблочных сополимеров, с использованием дифункционального сшивающего агента.
Рисунок 5. Механизм получения термоэластопласта методом сшивания двухблочных сополимеров, с использованием полифункционального сшивающего агента.