Задание.
Предложить и обосновать состав резинового клея для прорезинки хлопчатобумажных тканей, используемых для производства газонепроницаемых атмосферостойких изделий (температурные пределы эксплуатации -50˚С + 150 ˚С). Написать химические формулы, название и назначение применяемых компонентов.
Предложить технологическую схему производства клеепромазанных тканей. Назвать основное технологическое оборудование, необходимое для осуществления технологического процесса. Обосновать технологические параметры производства.
Введение.
Клеепромазкой, или прорезиниванием, называют процесс нанесения на клеепромазочной машине тонких слоев резинового клея на ткань: после удаления растворителя на ткани остается плотно прилипшая очень тонкая пленка резиновой смеси. Нанесение таких слоев повторяют несколько раз. Последующей вулканизацией обеспечивается малая водо- и газопроницаемость прорезиненной ткани при относительно небольшом весе резинового покрытия. Прорезинка ткани клеем широко распространенный процесс в резиновом производстве. Помимо общих требований к клеям для прорезинки ткани предъявляется такое дополнительное требование как невысокая вязкость. Это нужно для того, чтобы клей смог легко и быстро проникнуть в поры ткани и обеспечить максимальный контакт.
В зависимости от назначения прорезиненных тканей применяют различные методы лабораторных испытаний. Прорезиненные ткани для плащей и спецодежды испытывают на водонепроницаемость; ткани для надувных и спасательных лодок, а также для газонесущих сооружений – на прочность при растяжении, газонепроницаемость и прочность склеивания слоев; ткани для спасательных жилетов – на прочность при растяжении и воздухонепроницаемость.
Рецептура клея.
ББК-232.
Бутилкаучук - сополимер изобутилена с небольшим количеством изопрена общей формулы: [-С(СН3)2-СН2-]n-[-СН2С(СН3)=СН-СН,-]m. Макромолекулы бутилкаучука имеют линейное строение. Звенья изопрена присоединены преимущественно в положениях 1,4. Малая ненасыщенность бутилкаучука обусловливает его высокую тепло-, свето- и озоностойкость, а также устойчивость к действию многих агрессивных сред - растворов щелочей, кислот, спиртов, кетонов, растит. и животных жиров, Н2О2 и др. Бутилкаучук производится во многих странах мира путём сополимеризации изобутилена с небольшим количеством изопрена (1-5 % (масс.)) под действием AlCl3 в среде метилхлорида (или этилхлорида) при температуре от – 88 до – 103 ˚С.
Основным путём модификации бутилкаучука является его галогенирование, при этом каучук приобретает повышенную активность при вулканизации, а вулканизаты – повышенную теплостойкость и адгезионную прочность.
Галогенирование обычно проводится в растворе, в качестве растворителя используют алифатические или хлорированные углеводороды, например, гексан, бензин, тетрахлорметан. Основными стадиями процесса являются: растворение исходного каучука, хлорирование, нейтрализация, дегазация и выделение каучука. При хлорировании используют смесь хлора с азотом, полученную при объёмном соотношении компонентов 1- (5-10). Хлорирование протекает в основном по типу реакции замещения атома водорода в изопреновых звеньях, при этом сохраняется 75 % ненасыщенности исходного бутилкаучука.
В отличие от хлора бром при взаимодействии с бутилкаучуком более склонен к реакциям присоединения. Однако при проведении процесса в контролируемых условиях удаётся вводить до 90% брома в аллильное положение. Бромирование бутилкаучука проводится при смешении растворов каучука и брома в одинаковом растворителе. Температура в интервале от –60 до +50 ˚С не оказывает существенного влияния на процесс, что объясняется спецификой весьма быстрой реакции галогенирования.
Большая подвижность атома Br по сравнению с Cl обуславливает большую скорость вулканизации, возрастающую с увеличением содержания связанного атома брома. Сами вулканизаты галогенированного бутилкаучука, полученные с применением окиси цинка, сохраняя все уникальные свойства вулканизатов обычного бутилкаучука, отличаются особенно высокой теплостойкостью и адгезионной прочностью. Из хлорированного и бромированного бутилкаучуков изготовляют промежуточные и клеевые прослойки многослойных резиновых изделий, способствующие повышению адгезии. Теплостойкость, газонепроницаемость и высокая тепло-, свето- и озоностойкость делают бромкаучук подходящим по всем заданным условиям.
Характеристика марки ББК-232:
| Показатель | ББК-232 |
| Вязкость, МБ 1+8 (125 ˚С), в пределах | 28 - 35 |
| Разброс вязкости внутри партии, не более | |
| Массовая доля брома, % | 1,50 – 2,20 |
| Массовая доля золы, %, не более | 0,7 |
| Массовая доля антиоксиданта "Ирганокс 1076" (или его аналогов), %, не менее | 0,05 |
| Потеря массы при сушке, %, не более | 0,5 |
СКФ-014
Твѐрдая малофенольная фенолоформальдегидная новолачная смола СФ-014 используется в качестве связующего в производстве клеев. При составлении клеящих композиций каучуки не редко модифицируют термореактивными смолами, чтобы повысить их эластичность, термостойкость, стойкость к действию пониженных температур и других характеристик.
| Динамическая вязкость 50% раствора смолы в этиловом спирте, мПа·с | 140-200 |
| Температура каплепадения, ºС | 115-130 |
| Массовая доля свободного фенола, %, не более | 1,5 |
| Массовая доля воды, %, не более | 1,5 |
Сера.
Сера молотая — мелкий бледно-желтый порошок, нерастворимый в воде, растворим в некоторых маслах при нагревании на водяной бане. Для введения в резиновые смеси используют серу в тонкодисперсном состоянии – природную молотую серу высшего качества.
В данном случае сера является отвердителем. Отвердители – химически активные вещества способные взаимодействовать со связующим веществом с образованием пространственной структуры. Выбор отвердителя определяется химической природой связующего. Его вводят в клеевую композицию строго по расчету, так как недостаток отдердителя или его избыток может отрицательно отразиться на свойствах клеевого соединения. От выбора отвердителя зависит температура отверждения.
Для ускорения процесса вулканизации серой и улучшения физико- механических свойств резины в смесь каучука с другими ингредиентами вводят ускорители, чья активность в свою очередь повышается при введении активаторов, образуется сульфидирующий комплекс:
ЖК – жирная кислота; Уск – ускоритель; Sx – сера; Ме – активатор
Сульфидирующий комплекс взаимодействует с макромолекулой каучука с образованием полисульфидных подвесок, содержащих фрагменты ускорителя:
Альтакс.
Альтакс (2,2’-дитиобис(бензотиазол)) -,ледно-желтый или белый порошок, который имеет слабый горький вкус, растворяется в бензоле, хлороформе, толуоле, тетрахлориде углерода, не растворяется в воде и этиловом спирте. Т. Плавл = 150°С.. Получается окислением каптакса.
Он является ускорителем средней активности. Его применение обеспечивает вулканизацию с небольшим индукционным периодом и значительной скоростью в главном периоде, редко вызывает подвулканизацию. Структура вулканизатов, полученных в присутствии тиазолов, характеризуется набором поперечных связей разной сульфидности. У вулканизатов наблюдается повышенная стойкость к тепловому старению.Широко применяются вулканизующие системы на основе тиазолов и тиурамсульфидов.
Тетраметилтиурамдисульфид (ТМТД).
ТМТД - желтовато-серый порошок, применяемый как ускоритель и стабилизатор в резиновой промышленности. Он относится к тиурамсульфидам – ускорителям вулканизации высокой активности. ТМТД получается окислением дитиокарбамата натрия оксидами азота в присутствии серной кислоты.
Органические ускорители проявляют наиболее активное действие в присутствии оксидов и гидроксидов металлов, которые получили название активаторов вулканизации. В качестве активатора процесса вулканизации будем использовать цинковые белила.
Цинковые белила.
Окси́д ци́нка ZnO — бесцветный кристаллический порошок, нерастворимый в воде, желтеющий при нагревании и сублимирующийся при 1800 °C. Оксид цинка является основным активатором, который применяется в технологии резины.
Стеариновая кислота.
Стеариновая кислота (октадекановая кислота) — одноосновная карбоновая кислота алифатического ряда, соответствующая формуле С17Н35COOH.
Стеариновую кислоту получают гидрированием олеиновой кислоты:
C17H33COOH + H2 → C17H35COOH
. Наиболее эффективное действие оксиды металлов оказывают в присутствии поверхностно – активных веществ, в основном жирных кислот – например, стеариновой.
Нефрас С2-80/120.
Нефрас — собирательное название жидкостей, являющихся продуктами перегонки нефти. Нефрас марки С2-80/120 используется в качестве растворителя при производстве резиновых клеев.Нефрасы представляют собой прозрачные маслянистые жидкости с характерным запахом нефтепродуктов, легко воспламеняются, токсичны, В России свойства нефрасов регламентируются ГОСТом.
