— этилен-пропиленовые каучуки — химическая энциклопедия
ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕНОВЫЕ КАУЧУКИ,
сополимеры
этилена с пропиленом или терполимеры этих двух мономеров с несопряженным
диеном. В качестве диена, вводимого для облегчения вулканизации в кол-ве
0,5-3 мол. %, чаще всего используют этилиденнорборнен, реже — дициклопентадиен,
1,4-гексадиен и метилтетрагидроинден. Общая ф-ла сополимера
ф-ла терполимера с этилиденнорборненом
Структура и св-ва каучуков.
Макромолекула
этилен-пропиленового каучука содержит от 50 до 70 мол. % этиленовых звеньев, сополимеры с большим
кол-вом этих звеньев в молекуле являются термопластами. Мол. м. 80-250
тыс.; плотн. 0,85-0,87 г/см3; т. стекл. от -55 до -70 °С; Ср2,17
кДж/(кг х К); теплопроводность 20,81 х 10-4 Вт(м х К); коэф.
линейного расширения 2,2 х 10-4 град-1,
(5-10) х 1016 Ом см;
2,2-2,4. Этилен-пропиленовые каучуки мало набухают в полярных р-рителях, но нестойки к действию
углеводородных масел и неполярных р-рителей.
Основные цепи сополимера и терполимера
не содержат двойных связей, поэтому этилен-пропиленовые каучуки превосходят др. типы СК по
озоно-, свето- и атмосферостойкости; обладают длит. теплостойкостью при
т-рах до 150 °С и кратковременной при 200 °С; стойки к воздействию окислит.
и агрессивных сред. Для длит. хранения этилен-пропиленовые каучуки стабилизируют обычно бесцв.
антиоксидантами фенольного типа (0,2-0,5% от массы каучука), в нек-рых
случаях применяют окрашивающие антиоксиданты, напр. фенил-
-нафтиламин
(неозон Д). Недостатки этилен-пропиленовых каучуков — низкая масло- и огнестойкость.
Каучуки с низким содержанием пропилена
(20-30%) характеризуются высокой прочностью невулканизованной смеси, каучуки
с высоким его содержанием (45-50%) — низкой прочностью, но достаточно высокой
морозостойкостью. В зависимости от мол. массы этилен-пропиленовые каучуки делят на низко-,
средне- и высоковязкие; их вязкости по Муни, измеренные при 100 °С, 120
°С, 125-200 °С, составляют соотв. 25-60, 60-100 и 100-120 единиц.
Получение каучуков. Осн. пром. способы
произ-ва этилен-пропиленовых каучуков — сополимеризацияэтилена с пропиленом (и диеном) на катализаторах
Циглера-Натты в присут. тяжелых углеводородных р-рителей или в суспензии
в жидком пропилене. Осн. пром. катализаторы — системы, содержащие соед.
V (VOC13, VC14, триацетилацетонат V) и алюминийалкилы
или алюминийгалогеналкилы [Al(C2H5)2Cl,
А12(С2Н5)3С13].
Полимеризацию в тяжелых углеводородных
р-рителях- н-гексане, н-гептане или бензине с т. кип. 80-110
°С- проводят при 30 °С в реакторе непрерывного типа с мешалкой и охлаждением
или в каскаде из 2-5 реакторов, куда поступают мономеры, очищенные от влаги
и полярных р-рителей, и катализатор. Во избежание излишнего повышения вязкости
смеси сополимеризацию обрывают при получении р-ра с концентрацией этилен-пропиленового каучука 8-10% по массе, для чего добавляют разл. спирты. После частичного удаления
непрореагировавших мономеров в р-р вводят антиоксиданты и удаляют катализатор
промывкой реакц. смеси водой, этанолом и соляной к-той. После отгонки р-рителя
с парамиводы (т. наз. метод водной дегазации) выделяют каучук; иногда
выделение из р-ра осуществляют путем осажденияэтанолом.
Полимеризацию мономеров в суспензии в
жидком пропилене проводят при т-ре от -20 до 40 °С. Компоненты каталитич.
сисгемы вводят в реактор раздельно в виде р-ров в жидком пропилене или
бензине; активный каталитич. комплекс образуется непосредственно в реакц.
зоне. Полученная суспензиякаучука в пропилене (25-36% по массе) поступает
на водную дегазацию, а затем обезвоживается в червячно-отжимных прессах.
Низковязкие этилен-пропиленовые каучуки получают обычно полимеризацией
в р-ре, высоковязкие — в суспензии. В последнем случае выход каучука выше,
легче ведется контроль ММР. Выпускают этилен-пропиленовые каучуки в виде гранул, резаных узких
полос или прессованных кип.
Переработка каучука. Этилен-пропиленовые каучуки обычно
не пластицируют; для получения резиновых смесей необходимой пластичности
выбирают каучуки с соответствующей вязкостью. Этилен-пропиленовые каучуки легко смешиваются
с ингредиентами в резиносмесителях и на вальцах. Изделия изготовляют методом
литья под давлением, каландрованием, экструзией.
Наряду с ненаполненными этилен-пропиленовыми каучуками выпускают
наполненные каучуки; осн. наполнители — слабощелочная или нейтральная печная
сажа (для темных каучуков), минер. наполнители, не имеющие кислой р-ции
(мел, кремнезем, каолин). Тип пластификатора этилен-пропиленового каучука выбирают в зависимости
от используемой в дальнейшем вулканизующей смеси; для сополимеров это гл.
обр. насыщенные минер. масла, парафины, сложные эфиры, полиалкилбензолы;
для терполимеров применяют также вулканизующие пластификаторы — низкомол.
полибутадиен с высоким содержанием винильных звеньев.
Этилен-пропиленовые каучуки вулканизуют при 150-180 °С в
течение 10-60 мин; осн. вулканизующие агенты для сополимера — кумилпероксид,
трет-бутилпероксид,
нек-рые ненасыщенные пероксиды с соагентами (S, триаллилизоцианурат и др.),
для терполимера — гл. обр. S с ускорителями вулканизации (каптакс, тетраметилтиурамдисульфид),
феноло-формальдегидные смолы. С применением феноло-формальдегидных смол
получают резины с высокой озоностойкостью, при использовании пероксидов
в сочетании с S и ускорителями вулканизации — резины с высокой стойкостью
к агрессивным средам, при применении S и тетраметилтиурамдисульфида — резины
с хорошими физ.-мех. характеристиками.
Для устранения недостатков этилен-пропиленовых каучуков — низких
адгезии, масло- и огнестойкости, невысокой скорости экструзии при изготовлении
изделий — каучуки совмещают с др. СК. Так, сополимер хорошо совмещается
с термопластами (особенно полиэтиленом и полипропиленом) и с бутилкаучуком.
Терполимеры совулканизуются с бутадиен-нитрильными, полихлоропреновыми,
бутадиен-стирольными и бутадиеновыми каучуками.
Осн. применение этилен-пропиленовых каучуков — в качестве
изоляции проводов и кабелей, для получения (в смеси с полипропиленом) ударопрочных
пластмасс, изготовления автомобильных уплотнительных деталей, велосипедных
шин, гуммированных покрытий, теплостойких конвейерных лент, прорезиненных
тканей, рукавов.
Мировой объем произ-ва ок. 600 тыс. т
в год (1989). Выпускаются под назв. висталон, эпсин, нордель, эпкар (США),
дютрал (Италия), эспрен ЕРДМ и митцунерт (Япония), СКЭП и СКЭПТ (Россия).
Лит.: Кисин К. В. и [др.], «Каучук
и резина«, 1981, № 6, с. 5-8; Говорова О. А., Фролов Л. Е., Сорокин Г.
А., в сб.: Свойства резин на основе этилен пропиленовых каучуков, М., 1986;
Говорова О. А., там же, М., 1989; Drake R.E., Gummi, Asbest, Kunstoffe,
Jarhg. 35, 1982, S. 180-85; Dutral Ethylene-propylene elastomers. Technical
Inform., Montedison, 1985;
О. А. Говорова.
Rasshifrui.ru − о нас
CKEP — интернет-магазин реализующий преимущественно напольные покрытия из резиновой крошки. Всего насчитывается более 150 наименований покрытий от лучших производителей, на которые предоставляется гарантия. Наши покрытия ценятся своими эксплуатационными качествами, служат более 10 лет, не боятся жары и мороза. Кроме этого продукция положительно влияет на экологию, так как сделана из переработанных покрышек. Также мы все время развиваемся, расширяем наш ассортимент, улучшаем функционал сайта, чтобы стать лучшими в своем деле!
Но что же означает CKEP? CKEP аббревиатура — СКЭП написанная латиницей и расшифровывается, как Синтетический Каучук Этилен Пропиленовый.
Катализаторы для синтеза каучуков
Синтез каучуков стал значительно дешевле с изобретением катализаторов Циглера–Натта.
Катализаторы на основе титана были открыты и запатентованы осенью 1953 года группой немецких химиков под руководством Карла Циглера, при этом заявлялась способность синтезировать высокомолекулярный полиэтилен. Первое время найденные соединения назывались смешанными мюльхаймскими катализаторами по месту расположения лаборатории (Мюльхайм-на-Руре), однако вскоре за ними закрепилось название катализаторов Циглера.
Для синтеза упорядоченных полимеров, в первую очередь альфа-олефинов, катализаторы были использованы итальянцем Джулио Наттой, дружившим и сотрудничавшим с Циглером с 1940-х годов и убедившего компанию Montecatini, где Натта работал консультантом, выкупить права на использование результатов Циглера.
За эти достижения Циглеру и Натте в 1963 году была присуждена Нобелевская премия по химии.
Полученный Циглером полиэтилен низкого давления был чересчур «жёстким» и неудобным для переработки. Температура его размягчения и плотность оказались значительно выше, чем у широко известного в то время полиэтилена высокого давления, созданного английскими химиками перед Второй мировой войной.
Натта решил применить циглеровский катализатор к пропилену. Первые эксперименты с триалкилалюминием и тетрахлоридом титана (катализатор Циглера) в качестве продуктов давали смесь полипропиленов с аморфными и кристаллическими фракциями. Тогда, несколько модифицировав катализатор (вместо ТiCl4 был использован ТiCl3), Натта получил новый класс синтетических высокомолекулярных соединений – стереорегулярные полимеры.
Купить резиновое покрытие в москве
Современные спортивные площадки и комплексы, а также места, где наблюдается массовый поток людей, нуждаются в грамотном безопасном покрытие. Резиновое покрытие таким образом остается одним из самых распространенных полимерных продуктов, так как обеспечивает антискользящие свойства и повышает степень устойчивости на такой поверхности. Оформление комплексов для детей и занятий спортом покрытием из резиновой крошки позволяет сделать риск получения травм минимальным. Основания, на которые монтируются покрытия, обладают максимальной защитой, так как плитки и рулоны плотно прилегают к полу и уменьшают износ. А укладка резиновых покрытий требует минимальных знаний, достаточно лишь соблюдать инструкции производителя и аккуратность. Это и многие другие особенности резиновых покрытий влияют на выбор готовой продукции из вместо бесшовных покрытий, укладка которых сравнима с как бы асфальтированием объекта применяя крошку, клей и трамбовку.
Немного школьной химии
Напомним, что полимерами называются высокомолекулярные вещества, состоящие из больших молекул цепного строения (от греч. «поли» – много, «мерос» – часть).
Например, полиэтилен, получаемый при полимеризации этилена CH2=CH, имеет такое строение:
…-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-… или (-CH2-CH2-)n
Молекула полимера называется макромолекулой (от греч. «макрос» – большой, длинный).
Молекулярная масса макромолекул достигает десятков сотен тысяч (и даже миллионов) атомных единиц.
Химическое строение макромолекул, от которого в первую очередь зависят свойства материала, – это порядок соединения структурных звеньев в цепи.
Полимеры, у которых структурные звенья симметричны, называются регулярными.
Что касается пространственной формы макромолекул полимеров, то она бывает трёх видов. Линейной формой, когда одно звено следует за другим, отличаются полиэтилен низкого давления и невулканизированный натуральный каучук. Разветвлённая форма характерна для полиэтилена низкого давления. Пространственная (трёхмерная или сетчатая) форма специфична для вулканизированного каучука.
Стереополимеры – новое слово в оргсинтезе
Возвращаясь к катализаторам Циглера–Натта, отметим, что в 1954 году Натта и его коллеги открыли метод каталитической полимеризации пропилена, при котором образующийся высокомолекулярный продукт отличался тем, что все боковые цепи каждого мономерного звена в нём были расположены по одну сторону молекулы, а не ориентированы как попало.
Натта обнаружил, что новый полимер был прочным, обладал высокой точкой плавления, высокой степенью кристалличности и во многих отношениях превосходил полиэтилен, полученный Циглером. Проведённые им рентгенографические и электронографические исследования нового материала с целью установления его молекулярной структуры показали, что новые катализаторы Циглера вызывали образование макромолекул с необыкновенным регулярным атомным пространственным соотношением.
Получение кристаллического полипропилена открыло новую область полимерной химии – стереоспецифическую полимеризацию. Новый класс полимеров с объёмно упорядоченной структурой получил название стереорегулярных, а каталитические системы на основе триалкилалюминия и трихлорида титана и другие подобные стали называть катализаторами Циглера–Натты.
С помощью супруги, профессора лингвистики, Натта разработал номенклатуру стереорегулярных полимеров и получил все мыслимые типы регулярных структур: синдиотактические, изотактические, а также атактические с различной степенью регулярности, линейные неразветвлённые полимеры других моноолефинов. Все эти сложные названия, которые Натте подсказала его жена-лингвист, обозначают трёхмерную ориентацию макромолекул.
Катализаторы Циглера–Натта удешевили производство синтетических каучуков, и благодаря этому в современной промышленности получили широкое распространение все возможные этилен-пропиленовые каучуки, сокращённо именуемые СКЭП (двойные сополимеры) или СКЭПТ (тройные сополимеры этилена, пропилена и диена).
Технологии производства
Существует два способа синтеза этилен-пропиленовых каучуков: в растворе и в суспензии. Кроме того, разработана технология газофазной полимеризации, требующая значительно меньших энергетических затрат и позволяющая получать каучук в гранулированной форме.
В первом способе в качестве растворителей обычно применяют алифатические углеводороды, поскольку при использовании ароматических соединений возможна побочная реакция их алкилирования этиленом и пропиленом.
Применяют как индивидуальные углеводороды (гексан), так и их смеси (гексановую фракцию или бензины специальных марок). Концентрация полимера в растворе невысока; например, при полимеризации в циклогексане она не превышает 7–8%, что приводит к значительным энергетическим затратам.
Своеобразие процесса заключается в том, что необходимо постоянно поддерживать заданное соотношение мономеров в полимеризаторах. Поэтому если проводить полимеризацию в каскаде реакторов, то после каждого аппарата необходимо контролировать состав полимеризуемой смеси и проводить его корректировку.
Второй способ получения этилен-пропиленовых каучуков состоит в проведении процесса в среде, не растворяющей образующийся сополимер, например в пропилене или метилхлориде, то есть в суспензии. В лабораториях РН-ЦИР учёные «Роснефти» успешно работают над самыми перспективными технологиями получения синтетических каучуков, чтобы обеспечить потребности в этих материалах отечественную промышленность и выйти на мировые рынки.
Этилен-пропилен-диеновые каучуки
ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА
Тройные этилен-пропилен-диеновые каучуки (СКЭПТ) в сии до недавнего времени выпускал только один завод —
Тип каучука | Воздухопроницаемость при 65° С, % | Влагопроницаемость при 65° С,% |
100 ч. НК | 100 | 100 |
60 ч. ХБК 40 ч. НК | 37,9 | 22,5 |
70 ч. ХБК ЗОч. НК | 31,0 | 17,5 |
100 ч. ХБК | 12,1 | 7,5 |
100 ч. ББК | 12,1 | 7,5 |
-Уфимский завод синтетического спирта [12]. В настоящее время двойной (СКЭП) и тройной этилен-пропилен-диеновые каучуки (СКЭПТ) стал выпускать ОАО «Нижнекамскнефтехим» [38]. Готовится к выпуску этилен-пропиленовых каучу — ков и химкомбинат в городе Тобольске.
В шинной промышленности используются только СКЭПТ, которые содержат двойную связь в боковой группе третьего мономерного звена. В качестве третьего мономера в России используется дициклопентадиен. Зарубежные фирмы в подавляющем большинстве ненасыщенность каучуку придают с помощью этилиденнорборнена, реже дициклопентадиеном и совсем редко гексадиеном. ’’Любовь» зарубежных фирм к выпуску СКЭПТов на основе этилиденнорборнена объясняется тем фактом, что такие каучуки гораздо лучше совулканизуются при серной вулканизации с другими непредельными каучуками шинной промышленности (БСК, СКИ, СКД), чем СКЭПТы с другими типами третьего мономера.
Всего в мире производится около 170 марок СКЭПТ, из них
8 марок в 1990 году выпускал Уфимский завод синтетического спирта (таблица 2.51).
В силу того, что в главной цепи макромолекул СКЭПТ нет двойных связей резины на основе этих каучуков имеют повышенную теплостойкость. По этой причине, а также из-за более низкой цены, чем у СКИ и СКД, и у нас и за рубежом постоянно ведутся работы по внедрению этих каучуков в рецептурах боковин шин, в рецептурах ездовых камер. Основными причинами препятствующими их широкому внедрению является их плохая совместимость с каучуками общего назначения, не очень хорошие технологические свойства смесей, низкая адгезия резин на их основе к кордам.
В 1998 году ОАО «Нижнекамскнефтехим» впервые предложил отечественному потребителю СКЭПТы своего производства, в том числе и с этилиденнорборненом в качестве третьего сомономера. Цены на СКЭПТы в сопоставлении с ценой на СКИ-3 следующие: СКИ-3 — 13800 руб/т, СКЭПТ (ЭНБ) — 9000 руб/т, СКЭПТ (ДЦПД) — 7500 руб/т. Основные показатели нижнекамских каучуков следующие (таблица 2.52).
Освоение выпуска каучука СКЭПТ-70 (с ЭНБ) позволит, наконец, выпускать автомобильные камеры из БК 1675 совместно с этим каучуком, которые будут иметь меньший вес и лучшую ходимость. Комбинация БК 1675: СКЭПТ- 70 (ЭНБ) перспективна и для выпуска диафрагм формато — ров-вулканизаторов. В этом случае произойдет снижение остаточного удлинения, повышение эластичности, снижение ползучести и значительный рост усталостной выносливости.
Несмотря на то, что СКЭПТы с ЭНБ лучше совулкани — зуются с диеновыми каучуками, нежели СКЭПТы с ДЦПД, предпринимаются попытки их улучшить путем химической модификации. Ученые НИИСКа (г. С.-Петербург) предложили [39] модифицировать СКЭПТ дихлоркарбеном, который присоединяется по двойным связям диенового звена. Введение хлора в количестве 1,0-2,0 масс. % не снижает механо — деформационные свойства СКЭПТ, но зато почти в 1,5 раза улучшает адгезионные свойства.
Основные показатели каучуков СКЭПТ нижнекамского производства
Показатели | СКЭПТ-40 | СКЭПТ-50 | СКЭПТ-60 |
Вязкость по Муни | 36-45 | 46-55 | 56-65 |
Массовая доля дициклопентадиеновых звеньев, % | 5,8-7,2 | 5,8-7,2 | 5,8-7,2 |
Молярная доля пропилена, % | 33^0 | 33-40 | 33-40 |
Потеря массы при сушке, %, не более | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Массовая доля золы, %, не более | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
Массовая доля ванадия, %, не более | 0,008 | 0,008 | 0,008 |
Массовая доля спирто-толуольного экстракта, %, не более | 4,0 | 4,0 | 4,0 |
Массовая доля антиоксиданта (агидол-2), % | 0,15-0,30 | 0,15-0,30 | 0,15-0,30 |
Условная прочность при растяжении, МПа, не менее: — с техуглеродом | 18,8 | 19,6 | 20,6 |
— с техуглеродом марки П-234 или контрольным техуглеродом КТУ-2 | 17,6 | 18,8 | 19,6 |
Относительное удлинение при рызрыве, %, не менее | 350 | 350 | 350 |
Белшина Бел 147 – идеальный выбор среди покрышек бюджетного класса. Фрикционная не шипованная резина создана для зим с изменчивой погодой. Рисунок протектора такой же, как у автошин премиум-класса, — направленный. …
В работе [535] подробно описаны современное состояние и перспективы утилизации изношенных шин. Проведение поиска перспективных направлений утилизации изношенных шин обусловлено накоплением их больших запасов, загрязняющих окружающую среду. Наименьшие затраты энергии …
Одной из важных проблем охраны окружающей среды является утилизация твердых отходов, образующихся в процессах производства и эксплуатации шин. Актуальность проблемы объясняется тем, что, кроме производственных отходов, ежегодно накапливается более 1,2 …
