Исследование способов введения белковых компонентов в синтетический полиизопрен
Определение азота по методу Къельдаля и анализ ИК-спектров показали, что содержание белка в этой серии депротеинизированных образцов RSS-1, SMR-5 и светлый креп не превышает 0,3% (N<0,05%) масс.
Из полученных данных видно, что при депротеинизации происходит резкое увеличение пластичности каучука и снижение упругих свойств соответствующих не вулканизованных смесей, заметно уменьшается также и модуль при 300 % удлинения вулканизатов. Вместе с этим, видно, что упругие свойства смесей, полученных на основе депотенизированных образцов НК все же выше, чем у смесей на основе не модифицированного СПИ. Это говорит о том, что даже очень низкое (0,2 - 0,3 % масс) содержания связанных протеинов оказывает а данном случае заметное влияние на макроскопические свойства Можно предположить, что оставшиеся функциональные группы находятся на конце полимерной цепи, однако доказать , это , учитывая достаточно высокую молекулярную массу каучуков ( М = 500 тыс. ), весьма трудно . Другое предположение, которое можно сделать на основании полученных данных, состоит в том что сильнодействие концевых групп в невулканизованных смесях проявляется только при достижении достаточно высокой молекулярной массы цепей.
Таблица 2.3.2.
Свойства резиновых смесей на основе различных полиизопренов.
№ |
Образцы |
Пласт/восст |
М400,МПа |
Мх300,МПа |
1 |
RSS-1исходный | 0,08/2,40 | 3,0 | - |
2 |
RSS-1депротениз | 0,48/1,0 | 0,7 | - |
3 |
SRM-5 исходный | 0,12/3,67 | 3,0 | 15-17 |
4 |
SRM-5 депротен. | 0,44/1,75 | 0,55 | 11-12 |
5 |
Светлый креп , исходный | 0,07/2,47 | 1,6 | - |
6 |
Светлый креп, депротенизирован | 0,35/1,52 | 0,5 | - |
7 |
СКИ – 3 | 0,30 – 0,35 | 0,2 – 0,3 | 10 – 11 |
8 |
СКИ – 3 – 0,1 | 0,30 – 0,35 | 0,4 – 0,6 | 11 – 12 |
Примечание: М400 – модуль резиновой смеси при 400 % удлинении
М300 – модуль резины при 300 % удлинении
Таким образом, несомненно, сильное влияние белковых фрагментов на пластоэластические свойства НК, упругие свойства сырых смесей и вулканизатов (например, модуль 300 % удлинения и твердость резин).(20).
Белок, содержащийся в НК, можно разделить по типу связности с углеводородом на прочно- и слабосвязанный, прочносвязанный белок оказывает сильное влияние на свойства смесей и вулканизатов даже в количестве (0,2 – 0,3 ) % масс.
Анализ данных по депротеинизации свидетельствует о том, что совместимость белка с углеводородом обеспечивается наличием белково-липидных комплексов.(21,22).
Для выявлений различий в структуре и свойствах, натурального и синтетического полиизопренов определялись показатели когезионной прочности при 23оС и вязкости по Муни чистых каучуков и резиновых смесей на их основе, содержащих активные, малоактивные и неактивные минеральные наполнители, либо их комбинации, пластоэластические характеристики указанных смесей и физико-механические свойства вулканизатов ( напряжение при заданном удлинении, условная прочность при 23оС и 100оС, относительное удлинение , твердость , эластичность, сопротивление раздиру , сопротивление многократному изгибу ( в соответствии с дейсвующими ГОСТ ).
Конфекционная клейкость и липкость резин оценивалась на приборе Tel Tack ( в соответствии с инструкцией ).
Адгезионные свойства определялись по сопротивлению вырыву латунированного металлотроса d = 4,2 мм ( методика из ТУ № 38105841 – 75 на металлотросовые конвейерные ленты ) и по сопротивлению расслаиванию.
Влияние пласификаторов оценивалось по изменению когезионной прочности и вязкости чистых каучуков.
1. Свойства исходных полиизопренов
Когезионная прочность и пластичность натуральных и синтетических полиизопенов и их изменение при пластификации, (представлено в таблице 2.3.3.). Показатели когезионной прочности чистых каучуков (вырезанные из « шкурки » и подпрессованные при 100оС в течение 5 мин. образцы), определенные при 23оС, для трех марок НК в 2 – 3 раза превосходят значение этого показателя, полученного для СКИ – 3 и 1,5 – 2,5 раза превышают соответствующий показатель, достигнутый для модифицированного СКИ-3 .
Пластичность у СКИ – 3 вдвое выше пластичности НК, эластическая восстанавливаемость вдвое ниже НК. Депротенизированный НК имеет несколько повышенную когезионную прочность и пониженную пластичность, что свидетельствует о его повышенной молекулярной массе (табл 2.3.3.) .При пластикации изменение указанных свойств для двух типов СПИ, происходит практически одинаково. При хранении пластикатов наблюдаются существенные отличия в свойствах НК и спи, выражающиеся в упрочнении пластикатов НК (табл. 2.3.3.).
Таблица 2.3.3.
Тип каучука | Условия механиче-ской обработки каучука | Напряжение при удлинении МПа | Когези-онная прочно-сть каучука МПа | Относительное удлинение при разрыве ,% | ||||
50 | 100 | 200 | 300 | 500 | ||||
НК смокед шитс НК светлый креп Депротенизи-рованный НК (ДРNR) CКИ-3 СКИ-3 модиф.ПНДФА | 3 пропуска через зазор вальцев 0,6 | 2,17 1,76 2,02
1,33 0,50 | 2,73 2,27 2,60
1,56 0,73 | 2,82 2,38 2,76
1,45 0,94 | 2,96 2,24 2,75
1,28 0,93 | - - 2,82
- 0,84 | 3,00 2,17 3,10
1,18 0,90 | 370 400 700
435 1275 |
НК смокед шитс НК светлый креп ДРNR CКИ-3 СКИ-3 модиф. | Пластифи-кация при 70о С,10 мин зазор 0,6мм | 0,49 0,51 0,49 0,45 0,36 | 0,69 0,64 0,67 0,51 0,36 | 0,76 0,75 0,77 0,49 0,39 | - - 0,75 0,43 - | - - - - - | 0,67 0,75 0,55 0,36 0,37 | 290 210 450 353 237 |
НК смокед шитс НК светлый креп ДРNR CКИ-3 СКИ-3 модиф | ----------- после 5 суток выдержки пластикатов | 0,53 0,45 0,47 0,28 0,19 | 0,83 0,74 0,77 0,41 0,31 | 0,91 0,85 0,86 0,47 0,36 | 0,94 - 0,87 0,45 - | - - - - - | 0,88 0,86 0,83 0,43 0,37 | 313 303 350 300 300 |