Модифицированный синтетический изопреновый каучук

 

Использование: модифицированный изопреновый каучук обладает высокими когезионными свойствами и может быть использован для изготовления каркасных резиновых смесей. Сущность изобретения: модифицированный синтетический изопреновый каучук имеет следующую структурную формулу и характеристики: , где m = 0,2 - 4,6 мас. % , n = до 100 мас.% с вязкостью по Муни 80 - 82,3 и пластичностью по Карреру 0,29 - 0,34. 1 табл.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к новым модификациям синтетического изопренового каучука, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен синтетический изопреновый каучук СКМ-3 (ГОСТ 5.2320-79) - основной каучук, применяемый для получения различных резиновых изделий и шин. Недостатками его являются низкие (по сравнению с натуральным каучуком) когезионные свойства. Введение полярных функциональных групп в молекулу каучука позволяет существенно повысить когезионную прочность резиновых смесей.

Наиболее близким по своим свойствам к заявляемому является синтетический изопреновый каучук СКИ-3-01, получаемый в промышленном масштабе путем химической модификации каучука СКИ-3 n-нитрозодифениламином.

К недостаткам каучука СКИ-3-01 относятся меньшие значения когезионной прочности резиновой смеси и напряжения при равных степенях удлинения, по сравнению со смесью на основе натурального каучука.

Целью изобретения является такой модифицированный полиизопрен, который обладает повышенными когезионными свойствами.

Указанная цель достигается введением в полимерную цепь синтетического изопренового каучука изотиоцианатных групп - получением модифицированного каучука общей формулы CH₂-H-CHCH₂--CH где m = 0,2-4,6 мол.%; n = до 100 мол.%, с вязкостью по Муни 78-87,3 и пластичностью по Карреру 0,29-0,33, обладающего высокими когезионными свойствами.

По когезионным свойствам заявляемый каучук не уступает натуральному.

Модифицированный изопреновый каучук с изотиоцианатными группами получают следующим образом.

П р и м е р 1. К раствору 60 г каучука СКИ-3 в 940 мл толуола прибавляют раствор 76 г роданида аммония и 0,2 г тетраэтиламмонийроданида в 50 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании добавляют по каплям в течение 1 ч 41 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 3 ч, отделяют водный слой, раствор каучука промывают водой, выделяют каучук добавлением этанола, сушат при 60-80^оС. Получают каучук с содержанием модифицированных звеньев 4,6 мол.%.

П р и м е р 2. К 1 л полимеризата СКИ-3 (раствор каучука в изопенане) с сухим остатком 12 мас. % прибавляют раствор 48,5 г роданида калия и 0,1 г тетраэтиламмонийроданида в 25 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании прибавляют по каплям в течение 0,5 ч 20,5 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 4,5 ч, отделяют водный слой, раствор каучука промывают водой и 5%-ным раствором карбоната натрия, каучук выделяют добавлением горячей (60^оС) воды, сушат при температуре 60-80^оС. Получают модифицированный каучук с содержанием звеньев с изотиоцианатными группами 0,7 мол.%.

П р и м е р 3. К 1 л полимеризата СКИ-3 с сухим остатком 12% прибавляют раствор 24,25 г роданида калия и 0,05 г тетраэтиламмонийроданида в 12,5 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании прибавляют по каплям в течение 0,25 ч 10,25 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 4,5 ч, отделяют водный слой, промывают раствор каучука водой и 5% -ным раствором карбоната натрия, каучук выделяют испарением растворителя при добавлении горячей (60^оС) воды и сушат при температуре 60-80^оС. Получают модифицированный каучук с содержанием звеньев с изотиоцианатными группами 0,2 мол.%.

П р и м е р 4. К 1 л полимеризата СКИ-3 с сухим остатком 12% прибавляют раствор 77,5 г роданида калия и 0,16 г тетраэтиламмонийроданида в 40,0 мл воды. При температуре 20^оС и постоянном перемешивании прибавляют по каплям в течение 0,8 ч 32,5 мл 73%-ной серной кислоты. Продолжают перемешивание еще в течение 4,5 ч, отделяют водный слой, промывают раствор каучука водой и 5%-ным раствором карбоната натрия. Каучук выделяют испарением растворителя при добавлении горячей (60^оС) воды и сушат при температуре 60-80^оС. Получают модифицированный каучук с содержанием звеньев с изотиоцианатными группами 1,8 мол.%.

Физико-механические свойства исходного и модифицированных каучуков, резиновых смесей и вулканизатов на их основе приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый модифицированный каучук с изотиоцианатными группами по пластоэластическим свойствам не отличается существенно от исходного каучука СКИ-3, а по когезионным свойствам резиновых смесей значительно превосходит как каучук СКИ-3, так и СКИ-3-01, (образцы 1-4). Прочность вулканизатов на основе предлагаемого каучука (образцы 2-5) находятся на уровне вулканизатов серийных каучуков СКИ-3 и СКИ-3-01.

Таким образом, модифицированный изопреновый каучук с изотиоцианатными группами по изобретению обладает повышенными когезионными свойствами, по сравнению с известными синтетическими изопреновыми каучуками.

Формула изобретения

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ СИНТЕТИЧЕСКИЙ ИЗОПРЕНОВЫЙ КАУЧУК общей формулы CH₂-H-CH CH₂--CH где m = 0,2 - 4,6 мол.%; n = до 100 мол.%, с вязкостью по Муни 80 - 82,3 и пластичностью по Карреру 0,29 - 0,34 для изготовления каркасных резиновых смесей, обладающих высокой когезионной прочностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2