31. Особенности физической модификации ингредиентов резиновых смесей. Физическая модификация порошкообразных ускорителей эластомерами

При получении ускорителей вулканизации и других по­рошкообразных ингредиентов, а также применении их на предприятиях резиновой промышленности имеют место про­цессы и операции, связанные с возможностью воздействия на рабочих пыли этих соединений в виде индивидуальных ком­понентов или их смеси. В этой связи перспективным направле­нием профилактики является замена высокотоксичных и по­тенциально опасных ингредиентов на нетоксичные соедине­ния. Однако на данном этапе развития науки и техники в ряде случаев невозможно полное устранение всех опасных ингреди­ентов из промышленности. Поэтому проблема повышения экологической безопасности существующих и широко приме­няемых ускорителей вулканизации становится особенно акту­альной.

Из всех известных способов физической модификации порошкообразных ингредиентов весьма привлекательными с точки зрения промышленной реализации являются получение пастообразных композиций на основе одного или нескольких порошкообразных ингредиентов и применение их в виде композиций с полимерным связующим, по­зволяющим повысить стабильность ингредиентов при хране­нии и снизить их дозировки за счет улучшения диспергирова­ния в процессе смешения. Кроме того, применение полимер­ных дисперсий компонентов серных вулканизующих систем в гранулированной форме дает возможность исключить контакт работающего персонала с пылящими ингредиентами.

Модификация порошкообразных ускорителей вулкани­зации эластомерами осуществляется смешением компонентов в резиносмесителе с последующим гранулированием в эксгрудере. В качестве эластомерного связующего можно выб­рать натрий-бутадиеновый каучук СКБ, который характеризу­ется пониженной клейкостью и мало подвергается механиче­ской деструкции в процессах переработки.

Наибольшую долю (70%) производства ускорителей со­ставляют тиазолы, поэтому отработка режимов модификации была проведена на примере порошкообразного ДБТД. Опти­мальное соотношение компонентов в смеси ДБТД : СКБ-40р : масло ПН-6ш составляет 80:14:6. Анализ пластограмм свидетельствует о хороших технологических свойствах такой смеси. Максимальный крутящий момент ра­вен 43 Н∙м, максимальная температура в смесительной камере не превышает 112°С за время смешения в течение 10 мин.

Для изготовления шинных резин наиболее широко ис­пользуются сульфенамидные ускорители вулканизации, по­этому были получены образцы ЦБС, модифицированного кау­чуком СКБ-50р в аналогичных условиях. Гранулирование ма­точной смеси осуществлялось с помощью эксгрудера с профи­лирующей головкой диаметром 3 мм. Полученные гранулы обладают монолитностью, каркасностью, гладкой поверхно­стью, не имеют отклонений от размеров и форм сечения по всей длине.

В результате модификации ускорителей повышается ме­ханическая прочность гранул, а массовая доля пылевидного продукта снижается с 3% до 0%. Гарантийный срок хранения немодифицированного ЦБС не превышает 6 месяцев, так как при длительном хранении этого ускорителя в присутствии влаги эффективность его действия резко снижается, ухудша­ются прочностные и усталостные характеристики и износо­стойкость резин. Модификация ЦБС каучуком СКБ позволяет снизить гигроскопичность этого ускорителя.

Введение ЦБС в виде предварительно полу­ченной маточной смеси с каучуком СКБ-50р приводит к повы­шению температуростойкости, теплостойкости и усталостной выносливости резин, что обусловлено улучшением распре­деления ускорителя в резиновой смеси и образованием более регулярных поперечных связей в объеме резины.