Динамические термоэластопласты (ДТЭП) являются разновидностью термоэластопластов (ТЭП), представляющих собой полимерные композиционные материалы, совмещающие свойства резин при эксплуатации и свойства термопластов при переработке [1]. Таким образом, ДТЭП обладают характеристиками, как вулканизованных резин, так и конструктивными свойствами термопластов.

Динамические термоэластопласты получают путем смешения каучука с термопластом при одновременной вулканизации эластомера в процессе смешения - "метод динамической вулканизации". Получаемый материал характеризуется однородным распределением частиц каучуковой фазы в непрерывной матрице термопласта. Размер каучуковых частиц не превышает нескольких микронов. Содержание каучука в термопласте определяется рецептурой и может достигать 60-70 мас. % (ДТЭП).

Динамическая вулканизация позволяет получать материалы с высокими физико-механическими свойствами, широким интервалом работоспособности, существенно меньшей стоимостью готовой продукции. Указанным способом получают ДТЭП не только из полиолефинов, но и из других полимерных материалов.

Так, динамической вулканизацией смеси полиамида и галогенсодержащего сополимера изобутилена и п-метилстирола выпускают ДТЭП, из которого изготавливают герметизирующий слой шин или различные слои шлангов.

Благодаря своей относительно низкой стоимости и достаточно высокими эксплуатационными характеристиками, ДТЭП являются одним из самых перспективных классов полимерных композиционных материалов.

Совмещение каучуков с пластиками позволяет создать композиционные материалы с разнообразными свойствами, отличными от свойств исходных компонентов. Изменяя соотношение каучуков и термопластов, используемых для изготовления ДТЭП, можно варьировать свойства продукта от резины до пластика. Используя различные полимеры можно в широких пределах менять свойства материалов и создавать новые изделия с необходимым комплексом свойств.

Особые качества материала делают его стопроцентно пригодным для вторичной переработки. Легкость изготовления, широкие просторы для дизайна и эластичность ДТЭП дают очевидные преимущества: расширить ассортимент выпускаемой продукции и повысить её долговечность [1].

В последние годы интенсивно развивается производство и применение динамических термоэластопластов. Применение ДЭТП дает возможность создания полностью автоматизированного процесса производства, сокращения расходов энергозатрат, утилизации отходов, а также возможность многократной переработки материала без ухудшения свойств, что обеспечивает огромное снижение стоимости готовой продукции.

В настоящее время ДТЭП является сырьем, завоевывающим мировой рынок с прогрессией 10-15% в год. Производством ДТЭП за рубежом занимаются более 20 ведущих фирм, которые выпускают порядка сорока различных типов этих материалов.

Как исходное сырье термоэластопласты по стоимости дороже каучуков. Однако затраты на переработку одного килограмма каучука намного выше, поскольку процесс переработки каучука в готовые изделия включает стадии смешения, формования и вулканизации, что требует высоких капитальных, энергетических и трудовых затрат.

Причем на каждой стадии переработки образуются отходы, которые трудно, а зачастую и невозможно повторно использовать. ДТЭП же перерабатывается практически в одну стадию без отходов производства и со значительно меньшими производственными затратами (исключается энергоемкая стадия вулканизации).

термоэластопласт каучук вулканизация динамическая

Цель работы - исследование влияния концентрации 1,2-полибутадиенового каучука на деформационное поведение вулканизованных смесей на основе полиолефинов.

1. Литературный обзор

1.1 История ДТЭП

Считается, что первые упоминания о смешанных системах пластика с каучуком датируются 1944 г., в работе R. A. Emmett [2] описаны смеси бутадиен-нитрильного каучука с поливинилхлоридом. Однако история возникновения нового класса полимерных материалов, сочетающих в себе свойства термопластов и сшитых эластомеров, началась в конце 1950-х годов с появления на рынке первых марок термопластичного полиуретана и стирол-бутадиен-стирольных эластомеров. В 1959 г. фирма “B. F. Goodrich” выпустила первую коммерческую марку полиуретана Эстан (Estane). Примерно в это же время появился материал под маркой Кратон (Kraton) от компании “ShellChemical” - ДТЭП на основе блоксополимера стирола.

Динамически вулканизованные олефиновые ДТЭП были впервые описаны в [3] при получении ударопрочной композиции на основе смеси полипропилена (ПП) и полиизобутилена, содержащей различные количества частично-сшитого эластомера. А первые сшитые смеси полипропилена с этилен-пропилен-диеновым каучуком (СКЭПТ) были получены M. Holzerс сотрудниками в 1966 г. Пионером же среди промышленных марок считается выпущенный в 1971 г. фирмой “Uniroyal" новый материал под маркой ТПР (TPR) - вулканизованный ДТЭП, полученный по новой технологии методом "динамической вулканизации" системы ПП+СКЭПТ. Для многих термоэластопластов существует этот простой и эффективный способ приготовления компаунда путем интенсивного механического смешения каучука с пластиками. В качестве термопластов используются гомо - или сополимеры этилена и пропилена, а для создания эластомерной фазы известно применение самых различных каучуков - натурального, изопренового, бутадиенового, бутадиен-стирольного, бутадиен-нитрильного, бутилкаучука, этилен-пропиленовых, эпихлоргидриновых, пропиленоксидных, силоксановых, фторкаучуков и др. При этом за счет полной или частичной вулканизации каучуковой фазы с помощью различных вулканизующих систем (серной, пероксидной, смоляной) появляется возможность осуществлять модифицирование физико-химических и эксплуатационных характеристик материалов. Это достигается благодаря образованию в процессе смешения в специальных смесителях или экструдерах и одновременной вулканизации характерной гетерофазной структуры, представляющей собой мелкодисперсную (субмикронную) вулканизованную фазу эластомера в непрерывной среде термопласта.

Во многом благодаря внедрению этой технологии в мире появились очень популярные сегодня материалы. В 1981 г. американской фирмой “Monsanto" на рынок был выпущен термопластичный вулканизат марки Сантопрен (Santoprene), а позднее разработаны и другие марки динамических вулканизатов (Джеоласт (Geolast) и Вайрам (Vyram)). Сегодня “Monsanto”, преобразованная в компанию “AdvanсedElastomerSystems" (AES), является подразделением крупнейшего нефтехимического концерна “ExxonMobilChemical” и выпускает около 100 различных марок этих материалов общим объемом свыше 100 тыс. тонн в год [4].

Сегодня за рубежом выпускается широкий спектр термопластичных эластомерных материалов (известно всего около 50 видов ДТЭП - более 700 марок), обладающих разнообразным комплексом важных эксплуатационных свойств.

В России приоритет в данной области принадлежит химикам Башкортостана: прогрессивная технология получения ТПЭ методом "динамической вулканизации" впервые в промышленном масштабе была освоена в г. Уфе на базе ОАО "Уфаоргсинтез" в 1999 г. на примере электроизоляционных компаундов на основе смесей полипропилена и СКЭПТ.

Влияние содержания 1,2-полибутадиена на свойства динамических термоэластопластов (стр. 1 из 10)

Введение

1. Литературный обзор

1.1 История ДТЭП