Эластомерные композиционные материалы с "постоянной" липкостью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат наук Рыженкова, Анна Юрьевна

• Рыженкова, Анна Юрьевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Рыженкова, Анна Юрьевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Место липких лент в производстве эластомерных клеев. Значение липких клеев в промышленности, быту, строительной индустрии

1. 2. Принципы создания рецептур липких клеев

1.2.1. Полимеры, используемые в клеевых составах

1.2.2. Агенты липкости

1.2.3 Наполнители, целевые добавки

1.2.4 Растворители, разбавители, пластификаторы

1.2.5 Классификация липких лент и способы их производства

1.2.6. Технологические приемы при производстве липких лент

1.2.7 Способы нанесения и формирования липкого слоя

1.2.8 Липкие ленты на основе растворсодержащих клеев

1.2.9 Липкие ленты на основе воднодисперсионных клеев

1.2.10 Липкие ленты на основе безрастворных клеевых составов

1.2.11 Липкие ленты, активируемые перед использованием, и ленты на основе клеев - расплавов

1.2.12 Липкие ленты, выпускаемые зарубежными фирмами

1.3. Физико-химическая сущность липкости клеевых пленок с «постоянной липкостью»

1.3.1. Обычные и необычные фазовые переходы. Модель "липкой ленты"

1.4. Методы испытаний и оценка свойств липких лент по зарубежным и отечественным стандартам

1.5. Влияние на свойства липких лент материала подложки

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.2 Методы исследования

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Влияние молекулярной массы на свойства липких клеев

3.2 Клеевые композиции с «постоянной» липкостью на основе винил-ароматических термоэластопластов

3.2.1 Выбор объектов исследования

3.2.2 Исследование влияния растворителя на свойства клеев из изопрен-стирольного термоэласто пласта КгаШп 1161

3.2.3 Клеевая композиция на основе смеси винил-ароматических ТЭП и полиизобутилена

3.3 Рецептуростроение клеев с «постоянной» липкостью на основе бутадиен-нитрильных каучуков

ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эластомерные композиционные материалы с "постоянной" липкостью»

ВВЕДЕНИЕ

Основное отличие липких клеевых композиций от других видов клеев заключается в том, что адгезионное соединение создается после полного удаления растворителя. Значит, свойства материалов с липким слоем зависят как от свойств клея, так и от свойств клеевой пленки. Факторов, влияющих на липкость, достаточно много, но все они сводятся к обеспечению баланса между адгезионными и когезионными свойствами клеевого слоя.

Методы оценки липкости не всегда строго научны. Часто липкость определяют органолептически, однако такой способ испытания позволяет охарактеризовать липкость только качественно. Приборы, предложенные для количественной характеристики липкости, обычно имитируют органолептический метод. Чаще всего липкость характеризуют усилием, вызывающим отлипание стеклянной или металлической пластинки от липкого слоя, или требуемым для этого временем.

Для создания липких клеев используют различные полимеры, среди которых важное место занимают эластомеры. В работе в качестве полимерной основы были исследованы три типа эластомеров, применяемых для создания липкого слоя - натуральный и синтетический полиизопрен, бутадиен-нитрильные каучуки и изопрен-стирольные термоэластопласты.

На примере одного полимера сложно продемонстрировать влияние различных рецептурно-технологических факторов на свойства клеев с «постоянной» липкостью. В данной работе полимерные основы были выбраны таким образом, чтобы наиболее наглядно проанализировать значимость того или иного фактора.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Липкие ленты представляют собой клеящие материалы в виде тонкой листовой подложки (основы) с нанесенным на нее с одной или двух сторон клеевым слоем (липким клеем), длительное время сохраняющим липкость.

Липкие ленты находят широкое применение в различных областях промышленности и быту. Их используют как упаковочные, маркировочные, прокладочные и уплотнительные материалы, в электротехнической, полиграфической, мебельной промышленности. В строительстве материалы с липким слоем используют при отделке помещений, для герметизации и гидроизоляции сооружений и конструкций. Важную роль играют липкие ленты бытового назначения, декоративные и медицинские пленки.

Несмотря на огромное количество липких лент, представленных на отечественном рынке, исследования в этой области практически не проводятся, а продаваемые ленты большей частью импортные. Все возрастающая потребность в липких лентах в оборонной и других стратегических областях промышленности вызывает необходимость в импортозамещении и разработке принципов рецептуростроения липкого слоя.

В качестве липкого слоя применяют различные составы, обладающие липкостью, основой которых являются, как правило, определенные эластомеры и смолы. Работ, посвященных исследованию липких лент, крайне мало, и они носят эмпирический характер. Вместе с тем, увеличивается число предприятий по выпуску липких лент, заинтересованных в использовании отечественных материалов

Разработка эффективных клеящих материалов, как основы липких лент и их внедрение в производство позволяют повысить качество выполняемых работ и упростить их проведение в различных областях.

Цель диссертационной работы. Целью настоящей работы является создание научно-обоснованных подходов к разработке адгезионных

5

композиций с «постоянной» липкостью с требуемым комплексом адгезионно-когезионных и эксплуатационных характеристик.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи по изучению возможности регулирования адгезионных и когезионных характеристик за счет использования

■ различных полимеров и их смесей;

■ полимеров с различной молекулярной массой;

■ применяемого растворителя;

■ модифицирующих добавок.

Научная новизна. Разработаны научно-обоснованные подходы к созданию адгезионных композиций на основе натурального и синтетического изопрена, изопрен-стирольных термоэластопластов (ИСТЭП) и бутадиен-нитрильного каучука, заключающиеся в следующем:

1. Впервые показана эффективность использования ИСТЭП в растворных клеях с «постоянной» липкостью, обеспечивающих повышенную липкость клеевых пленок по сравнению с клеями на основе бутадиен-стирольных термоэластопластов. Это обусловлено, как показано с помощью ИК-спектроскопии, повышенным содержанием в ИСТЭП по сравнению с бутадиен-стирольными термоэластопластами цис-структуры.

2. Разработан принцип подбора растворителей для клеев из ИСТЭП, учитывающий не только термодинамические характеристики растворителей, но и охватывающий многогранность влияния растворителя как компонента клея. Впервые установлено, что большей липкостью обладают клеевые пленки из клеев, в которых используются «хорошие» растворители, особенно для полиизопреновой фазы, при этом имеющие большую летучесть по сравнению с растворителем для полистирольной фазы.

3. Впервые предложена система смол и пластификаторов в клеях с

«постоянной» липкостью на основе бутадиен-нитрильного каучука, которая

позволила обеспечить повышенную теплостойкость клеевых соединений, а

также увеличенную на 20-30 % липкость клеевых пленок.

б

4. На примере синтетического и натурального полиизопрена показано, что зависимость липкости клеевых пленок от молекулярной массы носит экстремальный характер с максимумом для НК 860000, для СКИЛ 730000. Установлено, что максимальной липкостью обладают клеи из смеси каучуков одной природы с разницей в молекулярных массах 75-80% при их соотношении 75% низкомолекулярного и 25% высокомолекулярного.

Практическая ценность. На основании полученных в работе данных разработаны составы клеевых композиций для использования в технике, строительной индустрии и быту. На основе бутадиен-нитрильного каучука для крепления рулонных кровельных материалов, на основе термоэластопластов для приклеивания элементов обуви (силиконовых стелек для обуви на высоком каблуке), а также состав клеевой композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука, которая может наноситься на подложку методом электроформования. Это позволило наносить клей в виде тонких волокон (диаметром -30 мкм), что важно в определенных областях применения клея, например, при склеивании пористых изделий, где недопустима сплошность клеевого покрытия.

Имеются акты испытаний разработанных клеевых композиций. По результатам проведенной работы подана заявка на патент № 201310294 Дата подачи (приоритет) - 24.01.2013 «Клеевая композиция»

Апробация работы. Полученные в работе результаты докладывались и обсуждались на XVI Международной научно-практической конференции «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технологии» 24-28 мая 2010г.; «Десятой ежегодной молодежной конференции ИБХФ РАН - ВУЗЫ «Биохимическая физика» 8-10 ноября 20 Юг; семинаре «Новые клеи и технологии склеивания», Москва 2011; XVI Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2012» 21 -25 мая 2012г, г. Тула.

Достоверность и обоснованность результатов, выводов и рекомендаций

диссертации подтверждается совокупностью данных, полученных с

использованием современных методов исследования структуры и свойств полимеров, таких как ИК-спектроскопия, ЭПР, а также использованием математико-статистических методов обработки результатов. Разработанные рекомендации подтверждены в производственных условиях.

Личный вклад автора заключается в анализе справочной, монографической и периодической литературы последних лет, вошедшей в литературный обзор, постановке и проведении экспериментов, обработке полученных экспериментальных данных, анализе и обсуждении полученных результатов на всех стадиях работы.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Место липких лент в производстве эластомерных клеев. Значение липких клеев в промышленности, быту, строительной индустрии

Изобретение липких клеевых композиций относится к 1845 г. Сначала они в основном использовались в хирургических пластырях. Промышленное производство липких клеевых композиций для различных целей началось в 1925 г. Развитие промышленного производства липких лент было вызвано необходимостью, возникшей в автомобильной промышленности, а именно, четкого разделения цветов при двухтоновой окраске автомобилей.

Липкие ленты применяются в различных отраслях промышленности и, в частности, при проведении строительных и строительно-монтажных работ.

Липкие ленты представляют собой комбинированные многослойные материалы, состоящие из эластичной или жесткой подложки (в виде полосы), на поверхность которой с одной или двух сторон нанесен клеевой слой. Для предотвращения слипания слоев при намотке ленты в рулон на поверхность клеевого слоя укладывают антиадгезионную бумагу или плёнку, которые перед применением липкой ленты снимают. При нанесении клея на одну сторону ленты используют одностороннюю антиадгезионную бумагу или же антиадгезивом служит несущая основа, когезионная прочность которой в несколько раз выше адгезионной прочности липкого слоя. В случае нанесения клея на обе стороны ленты применяют двустороннюю антиадгезионную бумагу или пленку. Несущей основой служат полиэтиленовая, полиэтилентерефталатная, поливинилхлоридная пленки, металлическая фольга, бумага, ткани, резиновые и нетканые материалы. В качестве липких лент могут также использоваться безосновные клеи-расплавы и экструдированные листовые липкие материалы.

Перед использованием липкая лента в случае необходимости может быть активирована химическим путем (например, окислением поверхнос-

ти), механической обработкой (смачиванием водой), обработкой коронкам разрядом, УФ - излучением, нагреванием и т.д. Различают ленты: с постоянной липкостью; активируемые растворителями или водой; липкие в обычных условиях, но приобретающие термореактивные свойства под воздействием повышенных температур.

В России и за рубежом выпускается большое количество клеящих материалов, предназначенных для склеивания разнообразных поверхностей.

Широкое распространение получили клеящие мастики. Наряду с высокой клеящей способностью, эксплуатационной долговечностью, а также простотой технологического процесса переработки эти материалы обладают рядом недостатков. Мастики на основе растворителей взрыво- и пожароопасны, токсичны и при высыхании загрязняют окружающую среду. Кроме того, растворитель является дефицитным сырьем.

Водно-дисперсионные клеящие составы имеют температурные ограничения при хранении и транспортировке, кроме того, наличие в этих материалах жидкой фазы повышает трудозатраты при перевозке.Так, например, применение мастичных клеев для крепления ПВХ линолеума из-за испарения жидкой фазы (растворителя, воды) при отверждении ухудшает качество ПВХ покрытия. Контакт вводно-дисперсионных мастик с линолеумом на тканевой основе зачастую вызывает гниение последней. Миграция растворителя в ПВХ линолеум со временем приводит к изменению окраски верхнего слоя линолеума (потемнению).

Разработка эффективных клеящих материалов - липких лент - и внедрение их взамен клеящих мастик позволяют повысить качество выполняемых работ. Плёночные и ленточные клеевые материалы технологичны и экологически чисты в применении, пожаро- и взрывобезопасны, компактны при погрузке и в последнее время получают все большее распространение за рубежом и в различных отраслях отечественной промышленности.

Таблица 1.1- Производство материалов с липким слоем в мире

Страна -производитель Азиатские страны Европа Америка Россия Страны СНГ

% 60 22,5 7,5 5 5

В России организовано производство липких лент различного назначения, как по растворной, так и безрастворной технологии. Расширяется их применение в электротехнической, полиграфической, мебельной отраслях промышленности, в производстве кино- и фототоваров, строительных материалов. В строительстве материалы с липким слоем используют при отделке помещений, для герметизации и гидроизоляции сооружений и конструкций.

Таблица 1.2 - Области применения материалов с липким слоем

Области применения %

Строительная индустрия 23

Упаковочные материалы 22

Медицина 15

Бытовые 12

Автомобилестроение 10

Мебельная промышленность 8

Полиграфия 5

Электротехника 5

1. 2 Принципы создания рецептур липких клеев

Клеевые композиции, применяемые непосредственно для склеивания поверхностей или используемые в производстве ленточных и пленочных клеев, обычно содержат полимерную основу, формирующую пространственную структурную сетку. Структура полимерной основы

определяет не только основные свойства клеев, но и характер поведения композиции в процессе ее производства и применения. Кроме этого в композицию могут входить структурирующий агент, часто выполняющий роль отвердителя, наполнители, растворители, пластификаторы. Неотъемлемой составной частью любой клеевой композиции являются агенты липкости, способные совмещаться с полимерами для придания им адгезионных свойств.

1.2.1 Полимеры, используемые в клеевых составах

Основой клеевой композиции является полимер, функциональное назначение которого - обеспечение когезионной прочности пленочного клея при одновременно высокой адгезии к поверхностям склеиваемых материалов [1-3].

Одним из основных свойств клеевого состава является его адгезионная способность, которая обусловлена количеством функциональных групп в полимере. Значительное увеличение функциональных групп может привести к повышению хрупкости, когезии и других свойств клеевых пленок. При введении в состав клея двух или нескольких полимеров необходимо учитывать функциональные особенности каждого из них, а также способность полимеров совмещаться и образовывать гомогенную систему [4]. Для указанных целей используют полимеры линейного, разветвленного и пространственного строения.

Клеящие свойства полимеров зависят от формы и размеров макромолекул. Отсутствие разветвлений, например, повышает прочность склеивания. Лучшие клеящие свойства проявляются при определенных размерах макромолекул, т.е. в некотором, характерном для данного полимера, интервале значений молекулярной массы. Чем больше молекулярная масса связующего, тем ниже его растворимость и хуже способность к склеиванию. Однако полимеры с большой молекулярной массой имеют повышенную

температуру плавления или переработки и лучшую когезию, что благоприятно сказывается на прочности клеевого соединения.

Линейные полимеры размягчаются при нагревании, растворяются в органических растворителях и значительно деформируются под нагрузкой. Клеи на их основе относятся к классу термопластичных клеев, формируют клеевую пленку в результате удаления растворителя или охлаждения расплава и обладают свойствами основного связующего: способны плавиться, растворяться, размягчаться при нагревании и склонны к ползучести при нагружении. В отличие от термореактивных полимеров они не изменяют химического строения при формировании клеевого соединения [5,6].

Термопластичные клеи для липких лент на основе каучуков являются одним из наиболее широко применяемых в настоящее время в промышленности типов клеев. Для получения каучуковых клеев применяют натуральный и регенерированный каучуки, а также синтетические эластомеры, например, изопреновый каучук, бутилкаучук, хлоропреновый, дивинилстирольный и дивинилакрилонитрильный (нитрильный) каучуки, сополимеры бутадиена с винилакрилатом и метакриловой кислотой и др. [711].

Отличительной особенностью изопренового каучука по сравнению с другими синтетическими каучуками является близость по химическому составу, микроструктуре и основным техническим свойствам к натуральному каучуку (НК). Это позволяет наиболее полно воспроизвести комплекс технологических и физико-механических свойств, присущих НК.

Марки изопренового каучука различаются видом антиоксиданта, способом получения, степенью регулярности строения и свойствами. Так, каучук марки СКИ-3 имеет высокорегулярную структуру, поэтому требует пластикации и обеспечивает хорошую формуемость материалов на его основе. Каучук марки СКИ-ЗЛК при меньшей степени регулярности молекулярных цепей характеризуется более высоким значением

эластического восстановления и меньшей когезионной прочностью. Каучук марки СКИ-ЗС содержит нетемнеющий антиоксидант, ненаполненные резины на основе этого каучука имеют высокую теплостойкость. Модифицированный СКИ-3-01 не требует дополнительной стабилизации и отличается повышенной когезионной прочностью и клейкостью невулканизовапных смесей. Кроме того, вид и содержание катализатора полимеризации и стабилизатора предопределяют область применения каучука в зависимости от конкретных эксплуатационных и санитарно-химических требований.

В ряду олефиновых углеводородов особое место занимают полиизобутилен и бутилкаучук, содержащие небольшое количество двойных связей и обладающие способностью придавать смесям адгезионные свойства. В клеевых составах обычно применяют низкомолекулярные полиизобутилен и бутилкаучук или сочетания их с высокомолекулярными.

Промышленностью выпускаются низкомолекулярные (жидкие) и высокомолекулярные (твердые) полиизобутилены. Жидкие полиизобутилены имеют марки П-1, П-10, П-20, оппанол ВЗ, индопол; высокомолекулярные П-85, П-118, П-155, П-200, оппанол В-200, вистанекс.

Низкомолекулярный полиизобутилен (молекулярная масса 1000-20000) представляет собой вязкую массу, обладающую липкостью, хорошей растворимостью в алифатических и ароматических углеводородах, бензине и хлорированных углеводородах. Высокомолекулярный полиизобутилен (молекулярная масса 70-225 тыс.) - каучукоподобный продукт, характеризующийся эластическими свойствами и незначительной клейкостью. Благодаря ненасыщенности полимерных цепей полиизобутилен имеет высокое сопротивление к тепловому и световому старению. Способность полиизобутилена хорошо совмещаться со смолами, различными высокомолекулярными соединениями и наполнителями обуславливает его эффективное использование в производстве клеев. Такие клеи склеивают

дерево, металл, стекло, бумагу, ткань, кожу, различные виды пленок.

14

Полиизобутилен совместим с бутилкаучуком. Эти бинарные смеси наиболее эффективны в клеевых композициях для липких лент.

Удовлетворительными свойствами при получении клеевых композиций для липких лент обладает бутилкаучук с молекулярной массой 30000-35000 и выше. Он сочетает в себе такие свойства, как химическая стойкость, газонепроницаемость, атмосферо- и водостойкость. Из-за отсутствия разветвленное™ и полярных групп в цепи клеящие свойства бутилкаучука ухудшаются по мере увеличения его молекулярной массы. С целью обеспечения более высоких клеящих свойств в его цепь прививают атом галогена в процессе полимеризации.

При изготовлении клеевых составов для липких лент целесообразно также использовать бутилкаучук в виде водной дисперсии. Так, американская фирма Andjey Chemical Со. выпускает латекс бутилкаучука Andjey Butyllatex, содержащий 60% сухого остатка. Латекс хорошо смешивается с наполнителями, красителями, совместим с эмульсиями смол и каучуков. Он используется для покрытия бумаги, отделки тканей, приготовления водноэмульсионных красок и клеев для липких лент. Отечественная промышленность выпускает дисперсию бутилкаучука путем диспергирования в воде готового полимера [12].

В качестве полимерной основы для клеящих мастик и составов, используемых в производстве липких лент, широкое применение нашел полихлоропрен. Клеи на основе хлоропреновых каучуков имеют высокую адгезию к различным материалам (резине, металлу, стеклу, бетону, дереву и др.) и поэтому считаются универсальными. Они используются во многих отраслях промышленности благодаря хорошим технологическим свойствам и высоким прочностным характеристикам [13-14].

Присутствие в полихлоропрене значительного количества атомов хлора

(около 40 мас.%) придает этому эластомеру ряд особых свойств,

определяющих специфику его применения. Высокая прочность

ненаполненных вулканизатов позволяет использовать хлоропреновые

каучуки в качестве основы при изготовлении высококачественных клеевых композиций для липких лент. Липкие ленты на их основе находят широкое применение в автомобиле- и судостроении, авиационной промышленности, используются для защиты газо- и нефтепроводов от коррозии.

В качестве полимерной основы клеевых композиций применяют бутадиен-стирольные каучуки, обладающие меньшей липкостью, чем клеи на основе натурального или хлоропренового каучука. Однако они способны хорошо совмещаться с различными смолами, улучшающими адгезионные свойства. Бутадиен-стирольные (а-метилстирольные) каучуки представляют собой статистические сополимеры бутадиена с одним из дополнительных мономеров.

В нашей стране наибольшее применение нашел бутадиен-а-метилстирольный каучук, обладающий лучшими по сравнению с бутадиен-стирольными каучуками технологическими свойствами.

В зависимости от содержания дополнительного мономера в исходной смеси выпускают каучуки СКС и СКМС с различными числовыми индексами. С увеличением содержания звеньев стирола (а-метилстирола) в сополимере снижается эластичность вулканизатов, ухудшается морозостойкость, но увеличиваются прочностные показатели, а также жесткость.

Клеи на основе бутадиен-стирольных каучуков и латексов характеризуются высоким электрическим сопротивлением и используются при изготовлении липких лент для кабельной и электроизоляционной промышленности.

Эффективно использование в качестве полимерной основы бутадиен-стирольных каучуков с карбоксильными группами, которые значительно улучшают адгезионные свойства клеев на их основе.

Основные марки отечественных бутадиен-нитрильных эластомеров: СКН-18, СКН-26 и СКН-40 (числовой индекс характеризует количество звеньев акрилонитрила в полимере).

Большое количество полярных групп в макромолекуле эластомера обуславливает ряд специфических свойств, главным из которых является повышенная устойчивость к действию различных масел, жиров, алифатических углеводородов (пропану, бутану, бензинам, керосину и др.). По устойчивости к действию указанных растворителей бутадиен-нитрильные каучуки значительно превосходят натуральный каучук и каучуки общего назначения. Характерно, что бутадиен-нитрильные каучуки больше набухают в полярных растворителях, чем в неполярных.

С увеличением содержания нитрильных групп в каучуке повышается плотность, скорость вулканизации, бензомаслостойкостъ и совместимость с полярными полимерами. В то же время понижаются эластичность, морозостойкость, растворимость в ароматических углеводородах и газопроницаемость эластомера.

Физико-механические свойства бутадиен-нитрильного каучука зависят от соотношения бутадиеновых и полярных акрилонитрильных звеньев.

С увеличением в сополимере содержания звеньев акрилонитрила возрастают прочность и температура стеклования. Повышение температуры стеклования объясняется тем, что гибкость цепи определяется, главным образом, бутадиеновыми группами.

Пониженная непредельность характеризует стойкость СКН к действию кислорода, которая возрастает с увеличением содержания нитрильных групп [15-17] .

Из бутадиен-нитрильных каучуков получают различные клеи, в том числе для склеивания металлов, резины, кожи, дерева. Для изготовления клеев наиболее применимы мягкие каучуки, которые растворяют в соответствующих растворителях. При совмещении бутадиен-нитрильных каучуков с фенольными смолами можно получать клеи с повышенной теплостойкостью.

Известно, что в клеевых композициях для липких лент с успехом могут использоваться акриловые каучуки, отличающиеся высокими тепло- и

маслостойкостыо. Предельная рабочая температура для них 200°С (в течение длительного времени устойчиво работают при температуре 150°С). По теплостойкости они уступают только силоксановым и фторкаучукам. Акриловые каучуки устойчивы к действию углеводородных растворителей, недостаток клеев на их основе - малая стойкость к кипящей воде и пару.

Акриловые каучуки имеют высокую температуру хрупкости. С возрастанием длины алкильного заместителя в составе эфира от метила до октила температура хрупкости снижается от +3 до -65°С, но вместе с тем значительно уменьшается теплостойкость вулканизатов: полимеры становятся более мягкими и липкими при комнатной температуре. По сравнению с каучуками на основе диеновых мономеров они имеют невысокие прочностные показатели. Акриловые полимеры для клеев, в том числе липких лент, выпускаются в виде водной дисперсии.

Повышенной адгезией к различным поверхностям характеризуются ленточные клеи на основе сополимеров винилацетата с карбоксилсодержащими соединениями. Например, сополимеры винилацетата с бутилакрилатом и небольшим количеством акриловой, метакриловой, малеиновой и других кислот обуславливают высокую клеящую способность к различным поверхностям, в том числе и к неполярным материалам. Сополимеры винилацетата с акрилакрилатами используются в составах при производстве липких лент с повышенной липкостью [18].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рыженкова, Анна Юрьевна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Берлин A.A., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров.-М.: Химия, 1974 — 392 с.

2. Басин В.Е. Адгезионная прочность. -М.: Химия, 1981. - 192 с.

3. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. -М.: Химия, 1992.-384 с.

4. Басин В.Е., Степанова Г.П., Андрианов В.К., Иванов A.A. Электротехн. Пром. Сер.: Электротехн. Материалы, 1974. - вып. 9 —с. 5-6.

5. Басин В.Е. // Каучук и резина. 1966. - №8 - с.36-39.

6. Канаузова, А. Л. Московская международная конференция «Термоэластопласты-2007». // Каучук и резина. 2007. №5 стр. 38-39

7. Комаров, Г.В. Соединение деталей из полимерных материалов / Г.В. Комаров. - СПб.: Профессия, 2006. - 592 с.

8. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. —М.: Химия, 1992. - 384 с.8. Басин В.Е. - В кн. Первое московское совещание. «Способы повышения адгезии полимеров». Тезисы докл., М., 1977 .

9. Зыбайло С.Н., Эбич Ю.Р., Емельянов Ю.В. Трехразмерные диаграммы растворимости эластомеров клеевого назначения. //Вопр. химии и хим. технологии. - 2000. - № 4.-е. 42-46.

10. Марк, Д. Каучук и резина. Наука и технология / Дж. Марк, Б. Эрман, Ф. Эйрич. // Пер. с англ. - Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2011. - 768с.

11. II Международная конференция «Термоэластопласты 2008» // Евразийский химический рынок. - 2008. - № 7(43). - С. 14-17.

12. G. Holden, Rubber World, 217(1) 51 (1997).

13. P. Dreyfuss, L.J. Fetters and D.R. Hansen, Rubber Chem. Technol. 53, 728 (1980).

14. R.P. Quirk, B. Lee, Polym. Int. 27, 359 (1992)/

15. N.R. Legge, "Thermoplastic Elastomers", Charles Goodyear Medal Adress, presented at the ACS Rubber Div. Meeting, Montreal. Rubber Chem. Technol. 60, G83 (1987).

16. W.P. Gergen, R.G. Lutz, and S. Davison, in. Ref. [1], Chapter 14 and Ref. [2], Chapter 11.

17. Филимонов, A.B. Адгезионные композиции на основе винилароматичеких термоэластопластов: дис...канд. техн. наук : 07.17.06: защищена 24.06.1996 /Филимонов Андрей Валентинович -М., 1996. - 124 с.

18. К. С. Baranwal, and H.L. Stephens, Basic Elastomer Technology (2001), ACS Rubber Division, Akron, p. 10.

19. Поциус, А. Клеи, адгезия, технология склеивания / А. Поциус. Пер. с -англ. Под ред. Комарова Г.В. - СПб. : Профессия, 2007. - 376 с.

20. G. Holden, Understanding Thermoplastic Elastomers, (2000), Chapter 7, Hansen Publishers Munich.

21. Москвитин, Н.И. Физико-химические основы процессов склеивания / Н.И. Москвитин. -М.: Лесная промышленность, 1974. - 191 с.

22. Наумова, Ю. А. Синергические системы растворителей для адгезионных композиций на основе хлоропреновых каучуков: дис...канд. техн. наук : защищена 24.12.01 : утв. 15.03.02 / Наумова Юлия Анатольевна. М, 2001. -205с.

23. Миронова Е.Ф., Кондратьева А.Н., Еремина М.В., Шаховская Л.И. Влияние типа растворителя и условий переработки на структуру и свойства термоэластопласта ДСТ-50. /ЛТромышленость СК, шин и РТИ- 1989. - № 6-С. 12-14.

24. Шершнев, В.А. Влияние малых добавок термоэластопласта к смесям полимеров на параметры пространственной сетки вулканизатов/ В.А. Шершнев, Ляо Мини, И.Д. Габибулаев //Каучук и резина -1993 - №3- с. 6-8.

25. Котова, С.В. Промоторы адгезии для эластомерных клеевых композиций холодного отверждения / С.В.Котова Л.Р. Люсова, В.А. Глаголев, В.И.Букин, М.М. Смирнова // Промышленное использование эластомеров. -2009. - № 2-3.С. 9-11.

26. Потапов, Е.Э Влияние промоторов адгезии на формирование адгезионных соединений в резинах / Е.Э. Потапов [и др.] // Каучук и резина. - 1995. - № 2. - С.13-17.

27. Волков, С.С. Сварка и склеивание полимерных материалов / С.С. Волков. -М.: Химия, 2001.-376 с.

28. Татаринцева, О.С. Особенности взаимодействия монохиноловых эфиров, хинондиоксимов с бутилкаучуками / О.С. Татаринцева, З.Н. Добронравова, Т.Н. Болгова // Каучук и резина. - 1988. - №2. - с. 26-28.

29. Тагер A.A. и др. Влияние природы растворителя на вязкость разбавленных и концентрированных растворов полимеров с различной жесткостью цепей. //Высокомолекулярные соединения — 1972 — т. 14 -№6 — С. 1381-1386.

30. Синтетический каучук. Под ред. Гармонова И.В. JL: Химия, 1976. - с.270-276.

31. Евтушенко, В.А. Адгезионные композиции на основе бутадиен-стирольных термоэластопластов и их смесей: дис...канд. техн. наук: 05.17.06 / Евтушенко Вячеслав Анатольевич. - М., 2010. - 149 с.

32. Фрейдин, A.C. Прочность и долговечность клеевых соединений / A.C. Фрейдин-М.: Химия, 1981.-272 с.

33. Карабанов П.С., Жихарев А.П., Белгородский B.C. Полимерные материалы для деталей низа обуви. - М.: Колосс, 2008. - 167 с.

34. Ковшов, Ю.С. Химическая модификация диенсодержащих блок-сополимеров / Ю.С. Ковшов [и др.] -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. - 64с.

35. Егорычева, Е.А. Применение быстросохнущего, быстросхватывающего клея на основе термоэластопластов / Е.А. Егорычева [и др.] // Кожевенно -обувная промышленность. - 1976. - №12. - с. 23.

36. Шерстнев, П.П. Композиционные материалы на основе дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30, наполненные резиновым порошком / П.П. Шерстнев [и др.] // 3 Всесоюзн. научно-техническая конф. Композиционные полимерные материалы — свойства, производство, применение: тез. докл., М., 1987. - С. 136.

123

37. Бёккер Ю. Спектроскопия. Пер. с немецкого Казанцевой JI.H. под ред. Пупышева A.A., Поляковой M.B. М.: Техносфера, 2009. - с. 138-193.

38. Шахпаронов М.И. Введение в молекулярную теорию растворов. — М: Гос. изд. технико- теоретической литературы, 1956.- 507 с.

39. Белкина Е.Ф., Туторский И.А., Евреинов Ю.В. Влияние селективной пластификации полидиенстирольных ТЭП на их адгезионные свойства // Высокомолек. соед., Сер. Б, 1988., т.ЗО, №7, с. 554-556.

40. Пат. 3792005, 1974 (США).

41. Пат. 3239478, 1963 (США).

42. Coker G.T., Lauck J.E., Clair D.G.St. - Adhes Age, 1977, v. 20, N 8, p. 29-33.

43. Morton M. Thermoplastic elastomers // Proc. Int. Rubber Conf.: IRC 86/ Vol.1 -Goteborg, 1986. -P.23-29

44. Влияние молекулярного веса на взаимную растворимость полимеров / В.Н. Кулезнев [и др.] // Коллоидный журнал - 1971. - Т. 33. - С. 93-105.

45. Тагер, A.A. Физико-химия полимеров / A.A. Тагер - М.: Научный мир, 2007. - 576 с.

46. Евстигнеева, Е.В. Исследование механических свойств поверхностных слоев бутадиен-стирольных триблоксополимеров типа СБС / Е.В. Евстигнеева [и др.] // Высокомолекулярные соединения, сер. Б. - 1981. - т.23. - №9. - С. 650-653.

47. Шибанов Ю.Д., Годовский Ю.К. Микрорасслаивание и стеклование в блок-сополимерах // Успехи химии, 1988., т.57, №10, с. 1713-1741.

48. Крохина Л.С., Кулезнев В.Н., Люсова Л.Р., Глаголев В.А. Влияние растворителя на взаимодействие полимеров в растворе и свойства получаемых пленок // Высокомолек. соед. — М. 1976. — Т. 18. №3. С. 663-667

49. Марк, Д. Каучук и резина. Наука и технология / Дж. Марк, Б. Эрман, Ф. Эйрич. // Пер. с англ. - Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2011. - 768 с.

50. Восканян Э.С. О связи молекулярной массы и адгезионных свойств хлорированных изопреновых каучуков / Э.С. Восканян, К.А. Торосян, К.К. Ютуджян // Каучук и резина. - 1983. -№ 10. - С. 9-10.

51. Воюцкий, С.С. Аутогезия и адгезия высокополимеров / С.С. Воюцкий. -М.: Ростехиздат, 1960. - 244 с.

52. Adhesion Science and Engineering — 2. Surfaces, Chemistry and Applications : Ed. by M. Chaundhuri, A.V. Pocius. - 2002. - Elsevier. - 1102p.

53. Гуль, B.E. Адгезия и прочность адгезионных соединений / В.Е. Гуль, С.В. Генель. - Сб. - М.: МДНТИ им. Ф.Э. Дзержинского, 1968. - № 1. - С. 30-38.

54. Крус Г.И., Санжаровский А.Г. // Лакокрасочные материалы и их применение. 1968. №4 с. 22-25.

55. Притыкин Л.М., Драновский М.Г. В кн.: Всесоюзная научно-техническая конференция «Адгезия полимеров и адгезионные соединения в машиностроении». Тезисы докладов. Калинин, 1976. - с.55-64.

56. Кардашов, Д.А. Синтетические клеи / Д.А. Кардашов. -М.: Химия, изд.2-е, перераб. и дополн., 1968. - 592 с.

57. Люсова, Л.Р. Физико-химические и технологические основы создания эластомерных клеевых композиций: дис...докт. техн. наук: 05.17.06: защищена 23.04.2007 / Люсова Людмила Ромуальдовна. М, 2007. - 250 с.

58. Ношей, А. Блок-сополимеры / А. Ношей, Мак - Грат Дж. // Пер. с англ. -М.: Мир, 1980.-480 с.

59. Дорохова, Т.Н. Расширение номенклатуры промышленно выпускаемых синтетических термоэластопластов для обеспечения импортозамещения СБС-полимеров / Т.Н. Дорохова [и др.] // II научно-техническая конференция «Каучук и Резина - 2010»: тез.докл.конф.,-М., 2010,-С. 236-239.

60. Корнев, А.Е. Технология эластомерных материалов / А.Е. Корнев, A.M. Буканов, О.Н. Шевердяев. - М.: НППА Истек, 2005. - 508 с.

61. Евстигнеева, Е.В. Влияние различных факторов на аутогезию тройных блок-сополимеров типа СБС / Е.В. Евстигнеева, Ю.С. Малощук, Г.В. Маркина // Каучук и резина. - 1978. - №4. - С. 20-21.

62. Миронова Е.Ф., Кондратьев А.Н., Шаховская Л.И. и др. Зависимость структуры и свойств термоэластопласта от условий формирования плёнок // Промышленность СК, шин, РТИ, 1985., №6, с. 7-11.

63. A.C. 1557152, МКИ5 С 09 J 111/00. Адгезионная композиция / Глаголев В.А., Люсова Л.Р., Корнев А.Е., Спиридонов П.Н., Комарова H.H. //Бюлл. изобр.-№14.- 15.04.1990.

64. Морозова Л.П., Горьковская М.С. Клеи на основе термоэластопластов для приклеивания подошв к верху обуви. Тем. Обз. Сер.: Обувная промышленность. -М.: ЦНИИТЭИлёгпром. 1978., №1 (а). - 25 с.

65. Донцов A.A., Канаузова A.A., Литвинова Т.В. Каучук-олигомерные композиции в производстве резиновых изделий. -М.: Химия, 1986. - 216с.

66. Bianchi U., Pedemonte Е., Turturro A. Statical Thermodynamics of Styrene-Butadiene Block-Copolymers // J. of Polym. Sei. - Part B. - Vol.7, 11.- 1969. -P. 785-789.

67. Кондратьев A.H., Туторский H.A. Свойства и применение термоэластопластов. - Казань, 1971.

68. Фиалков Ю.А. Растворитель как средство управления химическим процессом. - М: Знание, 1988. -45 с.

69. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ПК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа, 1971. - 264 с.

70. Авербух, М.З. Мицеллообразование в растворах блок-сополимеров / М.З. Авербух [и др.] // Коллоидн. ж. - 1976. - Т. 38, № 3. - С. 419-424.

71. Спиридонов, П.Н. Взаимодействие хиноловых эфиров с полимерной основой клеев / П.Н. Спиридонов, Н.Е. Минина, В.А. Глаголев, В.М. Казакова // Каучук и резина. - 1991. - №6. - с. 28-30.

72. Барштейн, P.C. Пластификаторы для полимеров / P.C. Барштейн, В.И. Кирилович, Ю.Е. Носовский - М.: Химия, 1982. - 200 с.

73. Малкин, А.Я. Реология: концепции, методы, приложения / А.Я. Малкин, А.Н. Исаев / Пер. с англ. - СПб.: Профессия, 2007. - 560 с.

74. Агаянц, И.М. Обработка экспериментальных данных. Методические указания к выполнению квалификационных работ бакалавров / И.М. Агаянц. - М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2006. - 48с.

75.Эллют А. Инфракрасные спектры и структура полимеров.-М.: Мир, 1972

76. Пейнтер К., Коулмен М., Кёниг Дж. Теория колебательной спектроскопии. Приложения к полимерным материалам.-М.:Наука, 1986-580 с.

77. Зимон, А.Д. Коллоидная химия / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко - 3-е изд., доп. и исправл. - М.: АГАР, 2001. - 320с.

78. Зимон, А.Д. Коллоидная химия / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко - 3-е изд., доп. и исправл. - М.: АГАР, 2001. - 320с.

79. A.C. 1147732, МКИ4 С 09 J 3/14. Клей-расплав / Степанан С.И. [и др.] // 30.03.1985.

80. Збинден Р. Инфракрасная спектроскопия высокополимеров. Пер. с английского под ред. Блюменфельда Л.А. М.: Мир, 1966. - 356 с.

81. Вострякова Н.В., Кудряшова В.Г., Авакова С.А. - Тр. НИИРП, 1979., №5, с. 125-131.

82. Многокомпонентные полимерные системы / Под ред. Р.Ф.Голда. - М.: Химия, 1974.-328 с.

83. Кулезнев, В.Н. О «локальной диффузии» и «сегментальной растворимости» полимеров / В.Н. Кулезнев, С.С. Воюцкий // Коллоид, журн. -1973.-Т. 35.-С.40-43.

84. Филимонов, A.B. Адгезионные композиции на основе винилароматичеких термоэластопластов: дис...канд. техн. наук : 07.17.06: защищена 24.06.1996 /Филимонов Андрей Валентинович -М., 1996. - 124 с.

85. Термоэластопласты / Под ред. Моисеева B.B. - М.: Химия, 1985. - 183 с.

86. L.E. Foreman, "Polymer Chemistry of Synthetic Elastomers", Part II, Kennedy and Tornquist, John Wiley, New York, p.497 (1969).

87. Холден, Д. Термоэластопласты / Д. Холден, Х.Р. Крихельдорф, Р.П. Куирк // Пер. с англ. 3-го издания под ред. Б.Л. Смирнова - СПб.: ЦОП «Профессия», 2011. - 720 с.

88. Глаголев, В.А. О связи между молекулярной массой и адгезионными свойствами хлорнаирита / В.А. Глаголев [и др.] // Каучук и резина. - 1974. -№8. С. 13-15.

89. Пашкова Т.А. - Сборник научных трудов ЦНИИ мех. обработки древесины. - 1972. - вып. 27 - с. 19-25.

90. Регель, В.Р. / В.Р. Регель, A.M. Лексовский, О.Ф. Кириенко // Механика полимеров. - 1977. - №3 - С. 54-547.

91. Влияние молекулярного веса на взаимную растворимость полимеров / В.Н. Кулезнев [и др.] // Коллоидный журнал - 1971. - Т. 33. - С. 93-105.

92. Шмурак, И.Л. Исследование диффузии бутадиен-винилпиридинового каучука в некоторые эластомеры / И.Л. Шмурак // Высокомол. соед. - 1971. — Сер. Б. — Т. 13.-№ 11.-С. 818-821.

93. Люсова, Л.Р. Влияние молекулярной массы эластомеров и их производных на адгезионные свойства клеев / Л.Р. Люсова [и др.] // Сб. трудов «Проблемы шин и резинокордных композитов». - М.: «ООО НТЦ «НИИШП». - 2006. -Т.2. - С. 25-31.

94. Люсова, Л.Р. Влияние молекулярной массы эластомеров и их производных на адгезионные свойства клеев / Л.Р. Люсова [и др.] // Сб. трудов «Проблемы шин и резинокордных композитов». - М.: «ООО НТЦ «НИИШП». - 2006. -Т.2. - С. 25-31.

95. Кулезнёв В.Н. Смеси полимеров. -М.: Химия, 1980. - 304 с.

96. Папков С.П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров. -М.: Химия, 1971. -372 с.

97. Полимерные смеси: Сборник / Под ред. Д. Пола, С. Ньюмена, т. 1,2. -М.: Мир, 1981.-549 с.

98. Химическая энциклопедия. -М.: БРЭ, 1992., с. 202-204.

99. Москвитин, Н.И. Физико-химические основы процессов склеивания / Н.И. Москвитин. -М.: Лесная промышленность, 1974. - 191 с.

100. Чаушеску Е. Исследования в области химии и технологии полимеров. -М.: Наука, 1987.-344 с.

101. Туторский И.А.,Потапов Е.Э., Шварц А.Г. Химическая модификация эластомеров. М.: Химия, 1993. - 304 с.

102. Дринберг А .Я. Технология пленкообразующих веществ. - JI: Госхимиздат, 1955. - 651с.

103. Вассерман A.M., Коварский A.JI. Спиновые метки и зонды в физикохимии полимеров. -М.: Наука, 1986. - 245 с.

104. Егорычева, Е.А. Клеевые композиции с ДСТ и ИСТ / Е.А. Егорычева [и др.] // Кожевенно - обувная промышленность. - 1975. - №2. - с. 39.

105. Инфракрасная спектроскопия полимеров / Пер. с нем. Е.Ф. Олейника; Под ред. И.Деханта. - М.: Химия, 1976. - 472 с.

106. Агаянц, И.М. Справочник статистических решений. Методические указания для выполнения магистерских диссертаций / И.М. Агаянц. - М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2007. - 79 с.

ООО «Химпром Столица»

Юридический адрес: Россия,: 107370, г. Москва, Открытое шоссе, д. 14; Почтовый адрес: 107370, Москва, Открытое шоссе, д. 14, п/о 370; тел/факс: [phone]; www.sherko.ru ИНН 7718840087; КПП 771801001; р/с 40702810507720200472 в ФАКБ «Северный Народный Банк» ОАО в г. Москва БИК 044579176; к/с №30101810400000000176; ОКПО 90643204

«УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор Р <^импром Столица» Стрыгин В. Д. октября 2013 г.

АКТ испытаний

Настоящий акт испытаний составлен начальником производства Савиной Я.Ю. в присутствии аспиранта кафедры химии и технологии переработки эластомеров Московского государственного университета тонких химических технологий (МИТХТ) им. М.В. Ломоносова Рыженковой А.Ю. Проведены испытания разработанного Рыженковой А.Ю. эластомерной клеевой композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-28 АМН для крепления рулонных кровельных материалов в сравнении с выпускаемыми кровельными мастиками. Результаты испытания приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты испытаний разработанной клеевой композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука и кровельной мастики Мастмел-1

Показатели Мастика кровельная Мастмел-1 Разработан ный состав

Теплостойкость, ч при а) 20°С б)40°С в) 60°С г) 80°С д) 100°С не сползает 1525 440 48 0,17 не сползает 2970 950 125 0,83

/ЗО

Прочность связи «резина-бетон» при отслаивании, кН/м

а) через 30 минут

б) через 24 часа

в) через 72 часа_

0,9 2,2 3,9

1,8

3,6 4,2

Липкость, кПа

а) через 2 мин

б) через 30 мин

в) через 24 часа

20 10

19 17 17

Результаты испытаний, приведенные в таблицах №1 свидетельствуют о преимуществах предложенной клеевой композиции по сравнению с промышленным аналогом. Прочность связи резина-бетон разработанного клея для кровельных материалов превосходит почти в 2 раза аналогичный показатель для кровельных мастик.

Клей на основе смеси бутадиен-нитрильного каучука превосходит мастику по таким показателям как липкость и теплостойкость. По сравнению с традиционными битумными мастиками использование материалов с липким слоем отличается надежностью и малой трудоемкостью работ.

Проверена стабильность клеев при хранении и полученных при этом показателей. Показано, что после 6 месяцев хранения их адгезионные свойства остаются на первоначальном уровне.

Начальник производства

Савина Я.Ю.

Аспирант МИТХТ им. М.В. Ломоносова

Рыженкова А.Ю.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ Ордена Трудового Красного Знамени НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени Л.Я.КАРПОВА

Настоящий акт испытаний составлен младшим научным сотрудником ФГУП «НИФХИ им. ЛЛ. Карпова» Филатовым И.Ю. в присутствии аспиранта кафедры химии и технологии переработки эластомеров Московской государственной академии тонкой химической технологии (МИТХТ) им. М.В. Ломоносова Селиной АЛО. В период с февраля по март 2011 года в лаборатории Фильтрующих материалов ФГУП «НИФХИ им. Л.Я. Карпова» были проведены испытания разработанных Селиной АЛО. эластомерных-клеевых композиций на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-28 АМН и бутадиен-стирольного термоэластопласта марки ДСТ-30Р-01 для изготовления липкого слоя методом электроформования, что позволило наносить клей в виде тонких волокон диаметром до 3 мкм. В результате получают не монолитный, а дискретный клеевой слой, который может быть предназначен для склеивания нетканых материалов, также получепных методом электроформования, от которых требуется не только проницаемость подложки, но и всей конструкции в целом.

Россия 105064 Москва, пер. Обуха, д. 3-1/12 стр.6 Тел.: [phone]. Факс [phone]

АКТ испытании

Младший научный сотрудник

И.Ю. Филатов

Аспирант МИТХТ им. М.В. Ломоносова