РОЗДІЛ 2
ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Об'єкти дослідження
Як об'єкт дослідження вибраний подрібнений вулканізат, отриманий:
- при шорсткуванні покришок при їх відновлювальному ремонті;
- механічним подрібненням зношених шин та гумотехнічних виробів при позитивних температурах;
- механічним подрібненням зношених шин кріогенним методом.
Весь подрібнений вулканізат, який використовувався в роботі, був взятий на підприємствах України. ПВ, отриманий при шорсткуванні покришок отримували при їх відновлювальному ремонті на Запорізькому шиноремонтному заводі. Подрібнений вулканізат механічного подрібнення отримували з заводу по переробці зношених шин (м. Комсомольськ, Полтавської обл.) та на Сумському заводі гумотехнічних виробів. Подрібнений вулканізат з гумотехнічних виробів отримували відповідно до ТУ 38 3058-87, шинний подрібнений вулканізат отримували відповідно до ТУ 38 108035-92.
Розміри ПВ вибрані від 0,15 мм до 5-8 мм. Для порівняння використовували термомеханічний регенерат РШТ.
Вибір компонентів для обробки ПВ проведено з урахуванням того, що подрібнений вулканізат є реакційноздатним, тому що в значній мірі залишаються активні центри вихідного еластомеру, які не прореагували при вулканізації , а при обробці на валковому обладнанні виникають додаткові центри з гідроксильними, карбоксильними та іншими кисневмісними групами.
Відомо, що адгезійну міцність в системі еластомерна матриця - вулканізат здатні підвищувати фенолоформальдегідні смоли, а попередні результати показали доцільність застосування для обробки ПВ сірковмісної фенолоформальдегідної смоли Октофор 10S, тому як об'єкти дослідження застосовані композити на основі цієї смоли.
Смола дисульфідалкілфенолоформальдегідна Октофор 10S - це продукт конденсації дисульфіду алкілфенола з формальдегідом. Вона застосовується як освітлюючий агент екстракційної каніфолі та для вулканізації гуми в шинній промисловості. Характеристика фенолоформальдегідної смоли октофор 10S наведена в табл. 2.1.
З метою зниження вмісту Октофора 10S при стабільній поверхневій активності композицій та їх клеючої здатності застосована смола 101 АМ.
Смола алкілфенолоформальдегідна 101 АМ - це продукт конденсації рідких алкілфенолів та фенолформальдегіду в лужному середовищі. Вона застосовується в якості компонента технологічних мастил залізно-дорожніх рейок та в виробництві автоконсерванта "Мовиль НН", як вулканізуючий агент каучукових герметиків, також може бути використана для виробництва модифікованого ефіру каніфолі. Характеристика смоли 101 АМ наведена в табл. 2.1.
Для покращення диспергування до композиції додавали парафінову складову. Як агенти деструкції поверхні ПВ, доцільно використовувати речовини, здатні руйнувати сірчані зв'язки в поверхневому шарі ПВ, тому, враховуючи активність дисульфідних зв'язків в процесах модифікації поверхні ПВ, до складу смоляних композицій додавали сірку.
Для порівняння в деяких випадках застосовували композит АВS, який являє собою продукт сполучення аліфатичних амінів фракції С17-С20 зі смолою октофор 10S ?154?.
З метою покращення ефективності дії смоляних композицій та звертаючи увагу на раніше отримані результати, досліджено також системи смоляної композиції з ароматичними діамінами: N-фенілнафтіламін-2 (нафтам-2) та N-ізопропіл-N'-фенілфенілендіамін (діафен ФП). Характеристика цих речовин наведена в табл. 2.1.
Враховуючи активність ізоціанатних сполук, досліджено також можливість застосування для обробки поверхні ПВ систем з використанням блокованих ізоціанатів, зокрема модифікатора БКТ (табл. 2.1.).
З метою підвищення ефективності дії компонентів модифікуючих систем і поліпшення випускної форми, досліджені композиції, що представляють собою 2-х, 3-х компонентні сполучені системи (табл. 2.2). Композиції виготовлялися в умовах кафедри ХТПЕ УДХТУ. Приготування здійснювали в порцелянових чашках при постійному перемішуванні протягом 15 хвилин. Температурні параметри контролювалися за допомогою термометра. Готові продукти переносили в спеціальні форми з целофановою підкладкою для поліпшення їх виїмки з форми. Отримані композиції являють собою смолоподібні речовини з температурою плавлення 70-95?С.
Таблиця 2.1.
Характеристика речовин
НайменуванняХімічна формула, складЗовнішній вигляд123Смола октофор 10 S
R = Н, Аlk, Аr; R' = СН2-О-СН2, СН2; n = 0-2Тверда маса темно-коричневого кольору, Тпл = 80-95 оС, малотоксична;
Температура пом'якшення, ?С, н/м - 70;
Масова частка сірки, %, н/м - 10;
Масова частка золи, %, н/м - 0,2;
Освітлююча активність в марках по шкалі кольорів - YСмола 101 АМ
R = Н, Аlk, Аr; R' = СН2-О-СН2; n = 0-2Тверда маса від світло-коричневого до темно-коричневого кольору, Тпл = 70-95 оС, малотоксична;
Температура пом'якшення, ?С - 70-95;
Вміст золи, %, н/б - 0,3;
Розчинність смоли в уайт-спіриті - повна;
Масова доля вологи, %, н/б - 0,5;
Вміст вільного фенолу, %, н/б - 1,0
Продовження табл. 2.1
123Нафтам - 2
N-фенілнафталамін-2Порошок білого кольору, Тпл = 108 ?С, горючий,
Твоспл = 238?С,
Пилоповітряні суміші вибухонебезпечні, Помірно токсичнийДіафен
N-ізопропіл-N'-фенілендіамін-1,4
Кристалічний порошок білого кольору, Тпл = 80,5?С, горючий, Твоспл = 195?С,
Пилоповітряні суміші вибухонебезпечні, Помірно токсичнийБКТ
Толуілендіізоціанат, блокований ?-капролактамом
СH3C6H3[NHC(O)N(CH2)5C(O)]2Білі або жовті гранули;
Масова доля блокованих ізоціанатних груп, %, н/м - 19,5;
Масова доля води, % н/б - 1,0;
Температура каплепадіння, ?С - 150
Таблиця 2.2
Технологічні параметри виготовлення експериментальних композицій
Назва продуктуКомпонентиТемпера
тура виготов
лення, ?СЧас виготов
лення, хв.Тпл. компо
зиціїЗовнішній вигляд1Смола 101 АМ + смола октофор 10S90-12015-2075-90Смолоподібна маса темно-коричневого кольору2Смола 101 АМ +смола октофор 10S + сірка90-12015-2080-95См