Математика | ||||
Кузьминский А. С, Кавун С. М., Кирпичёв В. П. Физико-химические основы получения, переработки и применения эластомеров. М., «Химия», 1976. В книге обобщен и систематизирован обширный фактический материал по химии и физико-химия многих процессов, протекающих при получении, переработке и эксплуатации эластомеров. Рассмотрены новые технологически перспективные методы получения эластомеров с ценным комплексом технических свойств: трехмерная привитая полимеризация каучук-олигомерных систем, синтез резин из жидких каучуков, модификация каучуков общего назначения, радиационно-химическая вулканизация и модификация. Изложены современные представления о химических превращениях, протекающих при переработке, вулканизации, старении (в том числе и радиационном) и утомлении эластомеров. В сжатой форме описаны основные реологические и механические свойства каучуков и резин, явления переноса (растворимости и диффузии) в эластомерах, а также рассмотрены вопросы теплофизики. Книга предназначена для широкого круга исследователей, работающих в области технологии и физико -химии эластомеров, а также для инженерно-технических работников резиновой и шинной промышленности. Она будет полезна для преподавателей, студентов, аспирантов и многих специалистов, занимающихся исследованием и применением полимеров. с. 368; 25 табл.; 139 рис.; список литературы 924 ссылки. | ||||
СОДЕРЖАНИЕ 7 Предисловие.................. Глава 1. Получение эластомеров из жидких каучуков и каучук-олигомерных композиций ............. 9 1.1. Получение эластомеров на основе карбоцепных олигомеров ... 9 1.1.1. Методы синтеза жидких каучуков......... 12 1.1.2. Методы сшивания жидких каучуков и свойства вулкавизатов ш 1.1.2.1. Получение эластомеров из жидких каучуков без предварительного увеличения их молекулярной массы..... 16 1.1.2.2. Сшивание жидких каучуков с концевыми функциональными группами (с удлинением целей)........ 1$ 1.1.3. Области применения............. 24- 1.2. Получение резин на основе каучуков и полимеризационноспособных олигоэфиракрилатов ............... 26 Литература.. . , , . . . . , . . . . • • 38 Глава 2. Химическая модификация эластомеров........ 42 2.1. Общие положения............... 42 2.1.1. Понятие «химическая модификация»........ 42 2.1.2. Некоторые особенности химических реакций эластомеров ... 43 2.1.3. О реакционной способности эластомеров...... 45 2.1.3.1. Химические свойства полидиенов........ 45 2.1.3.2. Химические свойства насыщенных эластомеров . . . . "47 2.2. Гидрирование каучуков.............. 48 2.2.1. Гетерогенное каталитическое гидрирование эластомеров ... 48 2.2.2. Гомогенное каталитическое гидрирование эластомеров ... 50 2.2.3. Свойства гидрированных каучуков......... 51 2.3. Эпоксидирование каучуков.........'..'.'. 52 2.4. Сульфирование каучуков....... .....' 56 2.5. Химическая модификация каучуков тиосоединениями ....'. 59 2.6. Модификация каучуков карбенами......... 62 2.6.1. О некоторых свойствах карбенов ......... 62 _ 2.6.2. Модификация полидиенов карбенами.....'.'.'. 63 г./. Химическая модификация каучуков непредельными соединениями 66 а/Л. Радикальная реакция производных малеинового ангидрида с кау- чуками.............. 67 2.7.2. «Термическая» реакция полидиенов с малеиновым ангидридом и 2 Другими непредельными соединениями........ 68 • -J- Свойства продуктов модификации каучуков малеиновым ангид- ,в ,, Ридом я его производными ... 69 г.№. Изомеризация каучуков......'.'."..... 70 2.9. Реакции химической модификации каучуков в две стадии .... "^ 2.10. Другие реакции' химической модификации непредельных эластомеров 74 Литература................ 76 Глава 3. Переработка каучуков и резиновых смесей...... 80 3.1. Реологические свойства каучуков и резиновых смесей..... 80 3.2. Влияние реологических свойств каучуков и резиновых смесей на их переработку................. 86 3.2.1. Вальцы и каландры............. 87 3.2.2. Закрытые смесители............. 89' 3.2.3. Шприц-машины............... 91 3.2.4. Литье под давлением............. 95 3.3. Технологические свойства каучуков и резиновых смесей .... 98 3.3.1. Вязкость каучукоз и смесей........... 98 3.3.2. Усадка смесей после обработки.......... 98 3.3.3. Состояние поверхности каучука или Смеси после обработки . . 99 3.3.4. Характер взаимодействия каучука или смеси с рабочими поверхностями перерабатывающего оборудования....... 99 3.3.5. Вальцуемость, шприцуемость, каландруемость...... 99 Литература................ 100 Глава 4. Химия вулканизации каучуков общего назначения .... 1O2 4.1. Вулканизация бессерными вулканизующими агентами..... 103 4.1.1. Вулканизация перекисями............ 103 4.1.2. Вулканизация другими бессерными системами..... 110 4.1.2.1. Вулканизация полигалогенсодержащими соединениями . . ПО 4.1.2.2. Вулканизация би- и полифункциональными непредельными соединениями......с....... 114 4.1.2.3. Вулканизация алкилфенолоформальдегидными производными 119 4.2. Вулканизация серосодержащими органическими соединениями без элементарной серы................ 124 4.2.1. Вулканизация тетраалкилтиурамдисульфидами...... 125 4.2.2. Вулканизация дитиодиморфолином . ..... 136 4.3. Вулканизация с применением элементарной серы...... 141 4.3.1. Вулканизация серой без ускорителей........ 141 4.3.1.1. Кинетика............... 141 4.3.1.2. Структура продуктов и механизм реакции..... 143 4.3.2. Вулканизация каучуков ускорителями и серой..... 152 | 4.3.2.1. Особенности действия ускорителей вулканизации .... 152 j 4.3.2.2. Реакции серы с олефинами и полимерами в присутствии дибензтиазолилдвсульфида (ДБТД)....... 152 4.3.2.3. Взаимодействие серы с олефинами и полидиенами в присут- : ствии 2-МБТ.............. 158 4.3.2.4. Реакции серы с олефинами и полидиеиа-ми в присутствии сульфенамидных ускорителей......... 161 ' 4.3.2.5. Взаимодействие серы с олефинами и полидиенами в присутствии органических оснований ......... 164 4.3.3. Вулканизация каучука ускорителями я серой в присутствии активаторов................ 166 '¦ 4.3.3.1. Основные закономерности действия активаторов серной вулканизации............... 166 4.3.3.2. Влияние окислов металлов различной природы на реакции дисульфидных и сульфенамидных ускорителей .... 169 4.3.3.3. Образование и структура сульфурирующвх комплексов . . . 170 4.3.3.4. Распад сульфурирующих комплексов в матрице каучука, образование и распад предшественников сшивания..... 173 4 4.3.3.5. Механизм отдельных стадий серной вулканизации в присутствии ускорителей и активаторов ........ 177 4.3.3.6. Теория индукционного периода вулканизации .... 181 4.3.3.7. Вторичные реакции полисульфидных поперечных связей. Явления поствулканизации (перевулканизации) и реверсии 184 4.3.3.8. Вулканизация «полуэффективными» и «эффективными» вулканизующими системами........... *°8 4.4. Заключение................. ||™ Литература................ 19^ Глава 5. Радиационная вулканизация и модифицирование резин . . . 200 5.1. Основные радиациоино-химические эффекты з облученных эластомерах 201 5.1.1. Сшивание и деструкция............ 201 5.1.2. Основные закономерности процесса сшивания эластомеров под действием излучения ............. 204 5.1.3. Газовыделение............... 212 5.1.4. Изменение ненасыщенности в процессе радиолиза..... 213 5.2. Радиационная вулканизация............ 214 5.2.1. Особенности радиолиза многокомпонентных систем . . . . 214 5.2.2. Некоторые особенности технологии радиационной вулканизации 216 5.2.3. Свойства радиационных резин.......... 217 5.3. Радиациоиная модификация резин и резиновых смесей..... 219 Литература................ 220 Глава 6. Механохимические процессы в эластомерах...... 224 6.1. Действие интенсивных механических напряжений...... 226 6.1.1. Механическая деструкция , каучуков......... 226 6.1.2. Механическая деструкция эластомеров с развитой пространственной сеткой................ 234 6.2. Развитие химических процессов при утомлении эластомеров . . . 235 6.3. Развитие химических процессов при истирании (износе) резин . . 239 6.4. Развитие химических процессов в сшитых эластомерах при статическом нагружении.........¦......... 239 Литература............, . . , 245 Глава 7. Старение и стабилизация эластомеров....... 247 7.1. Тепловое старение............... 247 7.1.1. Термическое окисление............ 247 7.1.2. Ингибированное окисление . ....... 251 7.1.3. Структура и ингибирующая способность антиоксидантов . . . 256 7.1.4. Растворимость и летучесть антиоксидантов....... 263 7.1.5. Действие металлов переменной валентности на окисление каучуков 264 7.1.6. Защита каучуков и резин от действия поливалентных металлов 266 7.1.7. Особенности окисления вулканизатов........ 269 7.2. Атмосферное старение резин........'..'.'. 275 7.2.1. Озонное растрескивание резин и методы борьбы с ним . ' .' 275 7^-2- Атмосферное старение при повышенных температурах . . . 284 7.3. Теплостойкие эластомеры............. 285 7.3.1. Теплостойкие резины на основе полисилоксанов..... 285 7.3.2. Фторсодержащие эластомеры .... 289 Литература.........., , ', ', ', \ 299 Глава 8. Механические свойства каучуков и резин...... 302 8.1. Равновесная высокоэластическая деформация....... 302 «.2. Релаксационные явления в эластомерах......... 307 8.3. Низкотемпературные свойства эластомеров........ 320 8.3.1. Стеклование................ 320 8.3.2. Кристаллизация............... 324 8.4. Прочностные свойства.............. 331 8.5. Теплофизические свойства резин........... 336 Литература.........„ . , . . . . 340 Глава 9. Процессы переноса в эластомерах......... 344 9.1. Краткие представления о процессах переноса....... 344 9.2. Диффузия газов и паров в эластомерах....... . . 346 9.3. Растворимость газов и паров в эластомерах....... 349 9.4. Проницаемость эластомеров газами и парами....... 350 9.5. Диффузия жидкостей в каучуках и резинах....... 354 9.6. Растворимость и диффузия твердых веществ в эластомерах . . . 356 9.7. Самодиффузия и взаимодиффузия в системе эластомер — эластомер 358 Литература. . , ,........, . . , 359 Указатель..............., . . j 362 ПРЕДИСЛОВИЕ Задачей, которую поставили перед собой авторы этой книги, является ознакомление широких кругов инженеров и научных работников, занятых в сфере производства каучуков и резин, с некоторыми современными достижениями в области химии и физики эластомеров. Непрерывно возрастающий поток научной информации, рассеянной в многочисленных журналах, сборниках и в патентной литературе, периодически требует обобщения и систематизации. Подобное «подведение итогов» способствует быстрому усвоению новой информации большим числом специалистов и помогает успешному ее использованию в научных исследованиях и технических разработках. При написании книги авторы отдавали себе отчет в том, что при существующем развитии химии и физики эластомеров практически невозможно на сопоставимом уровне изложить различные аспекты этой быстро развивающейся области науки в одной монографии. Поэтому они сосредоточили внимание лишь на некоторых из этих аспектов. При рассмотрении методов получения эластомеров авторы останавливаются главным образом на способах прямого получения резин из мономеров и олигомеров, при которых одновременно происходят рост молекулярных цепей и формирование пространственной сетки и которые все шире используются в технологической практике. Последние достижения в области химической кинетики и реакционной способности органических соединений и полимеров позво-. лили более обстоятельно рассмотреть классические разделы химии каучуков и резин —вулканизацию и старение, а также сравнительно новый материал о радиационно-химических и механохимических превращениях эластомеров. Особое внимание при изложении этих разделов уделяется специфическим особенностям реакций в полимерной матрице, кинетическим и энергетическим критериям при оценке вероятностей конкурирующих химических превращений. Включая в книгу разделы о механических свойствах и процессах переноса в эластомерах, а также раздел по переработке каучуков и резиновых смесей, авторы надеются в какой-то мере вос-^ полнить пробел, связанный с отсутствием книг или монографий Цена: 150руб. |
||||