ПЛАСТИФИКАТОР ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2007 года по МПК C08K5/03 C08L9/00 C08L9/06 

Группа изобретений относится к области химической технологии, в частности к пластификаторам для получения пластифицированных полимерных материалов и полимерным материалам, и может быть использовано в производстве различных полимерных материалов, резиновых смесей и покрытий.

Известно, что в качестве пластификаторов для полимеров могут применяться органические соединения самых различных классов. Эффект пластификации полимеров различными пластификаторами неодинаков и зависит от их химической природы и строения. Поэтому полимеры, содержащие одинаковые массовые количества различных пластификаторов, отличаются по комплексу физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств (Р.С.Барштейн и др. Пластификаторы для полимеров. - М.: Химия, 1982, с.173).

К распространенным пластификаторам относятся эфиры органических и неорганических кислот, например дибутилфталат, ди-(2-этилгексил)фталат, дибутилсебацинат, трикрезил- и трибутилфосфат; продукты переработки каменного угля и древесных материалов, например кумароно-инденовые смолы, канифоль, эпоксидированные масла растительные и др.

Известен способ получения пластифицированных полимерных материалов (Патент РФ №2258717, МПК⁷ С08К 5/51, C08L 27/06, C09D 127/06, опубл. 20.08.2005), в котором в качестве пластификатора используют новые типы пластификаторов, содержащих в своем составе помимо двух сложноэфирных групп одну полную (вторичную) фосфатную группу. Известны нефтяные пластификаторы на основе нефтепродуктов, включающих преимущественное содержание одной из групп углеводородов - парафино-нафтеновые (масла), ароматические (экстракты селективной очистки масляных фракций), парафиновых концентратов (парафины, вазелины, петролатумы), остаточные нефтяные фракции (мазуты, гудроны) и др., получаемые в известных традиционных процессах нефтепереработки: дистилляционные процессы, очистка масляных фракций селективными растворителями, депарафинизация и др. (Справочник резинщика. Материалы резинового производства. - М., 1971, с.441; Черножуков Н.И. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов. - М., 1978, с.390-391).

Известны способы получения пластификаторов ароматической основы путем селективной очистки масляных фракций различными растворителями - фенолом, фурфуролом, N-метилпирролидоном (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Под редакцией Н.Заяшникова, 1996, с.49, 118).

Наиболее широкое применение в отечественной промышленности имеет масло - мягчитель ПН-6, которое представляет собой концентрат ароматических углеводородов, получаемый компаундированием экстрактов селективной (фенольной) очистки масляных фракций нефти (ТУ 38.1011217-89).

Ароматические пластификаторы на основе только экстрактов масел недостаточно эффективны, так как имеют в своем составе невысокое содержание тяжелых ароматических углеводородов 6,2-13,1 мас.%, которые способствуют повышению эксплуатационных характеристик резиновых смесей (прочности, клейкости) (Патент РФ №2072384, МПК⁷ C10G 21/16, С08К 5/01, опубл. 27.01.1997).

Повысить содержание ароматических углеводородов в пластификаторе можно, если к экстракту, имеющему достаточное количество легкой и средней ароматики, добавить тяжелые ароматические углеводороды, присутствующие в нефтяных остатках и способствующие повышению прочностных свойств резиновых смесей. При этом также увеличивается вязкость пластификатора за счет введения дополнительного количества тяжелых углеводородов, что положительно отражается на прочностных показателях вулканизатов и их относительном удлинении. Кроме того, добавление к экстракту масел тяжелых нефтяных остатков расширяет сырьевые ресурсы, устраняя или уменьшая дефицит нефтяного сырья при получении пластификатора. В качестве нефтяных остатков используют остатки атмосферной и/или вакуумной перегонки нефти (мазут, гудрон), процессов деасфальтизации (асфальт), каталитического, термического крекингов (Патент РФ №2133260, МПК⁶ C10G 21/00, С08К 11/00, опубл. 20.07.1999).

Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе диенового каучука, содержащая пластификатор, содержащий эфир диэтиленгликоля и нефтяное нафтеновое масло с молекулярной массой 220-230 и количеством ароматических колец в средней молекуле 0,7-1,0 в соотношении 3:7 по массе, при содержании пластификатора 8,5-30 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука (А.с. СССР №1024466, МПК³ С08L 9/00, опубл. 23.06.1983).

Известен способ пластификации резиновых смесей, в котором в качестве пластификатора применяют инденоалкилароматические смолы, полученные термической полимеризацией фракции пиролиза или кубового остатка газофракционирующей системы завода СК (А.с. СССР №159637, МПК⁴ C08L 9/00, опубл. 25.12.1979).

Представляет интерес использование высокоароматизированного продукта, являющегося отходом нефтехимического производства и не имеющего эффективного применения, однако надо иметь в виду, что согласно директиве ЕС установлено допустимое содержание полициклической ароматики в используемых маслах не более 3% (метод IP346), а следовательно, надо использовать продукт, который в своем составе содержит минимальное количество таких веществ, что значительно усложняет выбор ароматических отходов производства.

Наиболее близким к предлагаемому пластификатору является пластификатор полимерных материалов, представляющий собой кубовые остатки ректификации этилбензола, полученные при алкилировании бензола этиленом в присутствии хлористого алюминия, плотностью 0,92-0,96 г/см³, молекулярной массы 300-800, содержащие в своем составе, мас.%: полиалкилбензолы 0,1-10, тяжелый остаток 89,1-99,85 (А.с. СССР №1368318, МПК⁴ C08L 9/00, С09К 13/02, опубл. 23.01.1988). Недостатком данного пластификатора является то, что его применение не приводит к высокой устойчивости резиновых смесей к многократному растяжению, так называемой динамической выносливости, и составляет 15,3-41,8 тыс. циклов, также является нежелательным высокое содержание в пластификаторе тяжелого остатка, в котором много неидентифицируемых ароматических углеводородов.

Задачей группы изобретений является разработка пластификатора полимерных материалов и полимерного материала, позволяющих достигать улучшения физико-механических свойств и технологичности переработки резиновых смесей.

Поставленная задача достигается использованием пластификатора полимерных материалов, выбранных из группы бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30, на основе алкилароматических углеводородов, причем в качестве алкилароматических углеводородов используют одно или несколько соединений, описываемых общей формулой

R¹ - водород, -ОН, -NH₂, SO₃Н;

R² и R³ - линейная или разветвленная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода. Далее - соединение I.

Примерами таких соединений могут быть бутилоктилбензол, октилдецилбензол, пара-дидодецилбензол, бутилоктиланилин, гексилдециланилин, октилдецилфенол, бензолсульфокислота, 2,4-диизононилфенол, 2-октил-4-изонониланилин, 2-гексил-4-додецилбензолсульфокислота, 4-гексилоктилбензол и др.

Пластификатор дополнительно может содержать до 90 мас.% углеводородов с числом углеводородных атомов от 18 до 30 или их смесей (далее соединение II).

Предлагаемый полимерный материал, выбранный из группы бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30, включает в качестве пластификатора пластификатор на основе алкилароматических углеводородов, причем в качестве алкилароматических углеводородов используют одно или несколько соединений, описываемых общей формулой

R¹ - водород, -ОН, -NH₂, SO₃Н;

R² и R³ - линейная или разветвленная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода.

В качестве углеводородов C₁₈-С₃₀ или их смесей могут быть использованы, например, пентамеры пропилена (ТУ 2411-020-05766801-94), фракция альфа-олефинов С₂₀-С₂₆ (ТУ 2411-068-05766801-97), разветвленные предельные углеводороды С₂₀-С₃₀, используемые в качестве масел ПАОМ-2,4 (ТУ-0253-004-54409843-2004) и др.

В качестве полимерного материала могут быть использованы каучуки общего назначения: изопреновый, бутадиеновый, бутадиен-стирольный, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30.

Заявляемый пластификатор может быть получен реакцией алкилирования бензола, фенола, анилина непредельными углеводородами С₄-С₂₀ или их смесями и сульфированием алкилароматических соединений.

Процессы алкилирования бензола, фенола, анилина проводят известными методами, описанными в научно-технической литературе (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М: Химия. - 1988. - С.230-250; Гайле А.А., Сомов В.Е., Варшавский О.М. Ароматические углеводороды: выделение, применение, рынок: Справочник. - СПб.: Химиздат, 2000. - С.125-126, 347).

Сульфирование алкилароматических соединений проводят серной кислотой или олеумом по известному способу, описанному в литературе (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия. - 1988, стр.315-322). В качестве исходных алкилароматических соединений могут быть использованы диалкилбензолы, полученные при алкилировании бензола.

Отличительными признаками группы изобретений является использование в качестве пластификатора полимерных материалов алкилароматического соединения или нескольких алкилароматических соединений, описываемых общей формулой

R¹ - водород, -ОН, -NH₂, SO₃H;

R² и R³ - линейная или разветвленная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода.

Данная группа изобретений обладает критерием патентоспособности «новизна», так как в литературе не описано использование пластификатора полимерных материалов на основе вышеуказанных соединений и полимерного материала, содержащего указанный пластификатор.

Использование полученного пластификатора позволяет придать пластифицированным материалам улучшенные эксплуатационные свойства, увеличить устойчивость к многократному растяжению, снизить нагрузку на окружающую среду за счет использования пластификатора, не содержащего в своем составе полициклическую ароматику, что не описано в аналогичных технических решениях и говорит о соответствии заявляемый группы изобретений критерию «изобретательский уровень».

«Промышленная применимость» подтверждается примерами конкретного выполнения, приводимыми ниже.

Физико-химические характеристики пластификатора приведены в таблице 1.

Для проведения сравнения пластификатора по заявляемому изобретению исследовались рецептуры резиновых смесей с применением известного пластификатора и рецептуры резиновых смесей, в которых известный пластификатор был заменен на заявляемый по изобретению, что, однако, не ограничивает применение данного пластификатора для пластификации других полимерных материалов.

Для изучения свойств резиновых смесей с применением заявляемого пластификатора были использованы резиновые смеси на основе полимерных материалов, содержащих каучук бутадиеновый (СКД), бутадиен-стирольный (ДССК), изопреновый (СКИ-3), смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30. Для приготовления полимерного материала на 100 массовых частей каучука вводили 15 массовых частей пластификатора (Таблица 7). Смеси готовили на лабораторных вальцах, пластификатор вводили в каучук совместно с техническим углеродом.

Для сравнения приведены результаты испытаний резиновых смесей с известным пластификатором ПН-6. Результаты испытаний приведены в таблицах 2-5.

Заявляемые пластификаторы были испытаны в качестве наполнителей каучуков бутадиенового (СКД), изопренового (СКИ-3) и дивинил-стирольного (ДССК). В растворы каучуков СКИ-3, СКД и ДССК, полученные в условиях производственных режимов, введены масло ПН-6 (для сравнения) и заявляемый пластификатор в дозировках от 5 до 20 м.ч. на 100 м.ч. каучука. Растворы подвергали дегазации, выделению и сушке. Полученные каучуки, содержащие пластификатор, анализировали на вязкость по Муни, что характеризует эффективность применяемого пластификатора. Показатели вязкости каучуков, содержащих пластификатор, представлены в таблице 6, из которой следует, что введение пластификаторов в каучук обеспечивает снижение вязкости по Муни.

Осуществление группы изобретений иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1

Пластификатор представляет собой смесь соединений I. В качестве соединения I использовали соединение общей формулы

4-эйкозил-изобутилбензол, где R¹ - водород, R² - радикал C₂₀H₄₁, R³ - радикал С₄H₉ и 2,4-диизононилфенол, где R¹ - гидроксильная группа, R² и R³ - радикал C₉H₁₉.

Пример 2

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - водород, R² - радикал C₈H₁₆, R³ - радикал С₁₆H₃₃. Соединение II - пентамеры пропилена. Соединение I и соединение II в массовом соотношении 50:50.

Пример 3

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - водород, R² и R³ - радикал C₁₂H₂₅. Соединение II - пентамеры пропилена.

Соединение I и соединение II в массовом соотношении 10:90.

Пример 4

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - гидроксильная группа, R³ - радикал С₆Н₁₃, R² - радикал C₁₀H₂₁. Соединение II - масло ПАОМ-2.

Соединение I и соединение II в массовом соотношении 90:10.

Пример 5

По аналогии с примером 1 в качестве соединениия I использовали 2,4-диизононилфенол, где R¹ - гидроксильная группа, R² и R³ - радикал C₉H₁₉ и 4-октил-2-изонониланилин, где R¹ - аминогруппа, R² - радикал C₈H₁₇, R³ - радикал C₉H₁₉.

Пример 6

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - гидроксильная группа, R³ - радикал С₄H₉, R² - радикал С₁₄H₂₉. Соединение II - фракция альфа-олефинов C₂₀-C₂₆.

Соединение I и соединение II в массовом соотношении 10:90.

Пример 7

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - аминогруппа, R² - радикал C₈H₁₇, R³ - радикал C₉H₁₉. Соединение II - пентамеры пропилена.

Соединение I и соединение II в массовом соотношении 90:10.

Пример 8

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - аминогруппа, R² - радикал C₈H₁₇, R³ - радикал C₈H₁₇. Соединение II - пентамеры пропилена.

Соединение I и соединение II в массовом соотношении 50:50.

Пример 9

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - аминогруппа, R³ - радикал С₄H₉, R² - радикал C₂₀H₄₁. Соединение II - фракция альфа-олефинов С₂₀-С₂₆.

Соединение I и соединение II в массовом соотношении 10:90.

Пример 10

По аналогии с примером 1 в соединении I использовали 2-гексил-4-додецилбензолсульфокислота, где R¹ - сульфогруппа, R² - радикал С₆Н₁₃, R³ - радикал C₁₂H₂₅ и пара-дидодецилбензол, где R¹ - водород, R² и R³ - радикал С₁₂H₂₅.

Пример 11

По аналогии с примером 1, где в соединении I R¹ - сульфогруппа, R² - радикал С₁₀H₂₁, R³ - радикал C₁₀H₂₁. Соединение II - масло ПАОМ-4

Соединение I и соединение II в массовом соотношении 50:50.

Пример 12

По аналогии с примером 1, где соединении I 4-октил-2-изононилбензолсульфокислота, где R¹ - сульфогруппа, R² - радикал C₈H₁₆, R³ - радикал C₉H₁₉ и 2,4-диизононилфенол, где R¹ - гидроксильная группа, R² и R³ - радикал C₉H₁₉.

Пример 13

По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R¹ - водород, R² - радикал С₁₀Н₂₁, R³ - радикал С₁₀Н₂₁.

Пример 14

По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R¹ - гидроксильная группа, R² и R³ - радикал C₉H₁₉.

Пример 15

По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R¹ - аминогруппа, R³ - радикал С₄Н₉, R² - радикал С₁₂Н₂₅.

Пример 16

По аналогии с примером 1, где в качестве пластификатора использовали соединение I, в котором R¹ - сульфогруппа, R³ - радикал C₈H₁₇, R² - радикал С₁₀Н₂₁.

Как видно из данных таблиц 2-5, заявляемый пластификатор придает резиновым смесям на основе полимерных материалов, содержащих указанный пластификатор и каучуки СКД, ДССК и СКИ улучшенные физико-механические свойства, особенно резко увеличивается устойчивость к многократному растяжению, что является очень важным показателем технологических свойств резиновых смесей. Введение предлагаемого пластификатора способствует уменьшению вязкости каучуков (таблица 6), что является показателем, характеризующим повышение их эластичности и пластичности.

Таблица 1
Физико-химические характеристики пластификатораПримерыСоединение IМассовое соотношение соед.I: соед.IIФизико-химические характеристики пластификатораВнешний видПлотность, г/см³Вязкость кинематич., мм²/сТемпер-ра застывания, °СТемпер-ра вспышки, °С12345678Пример сравненияПН-6-вязкая жидкость темного цвета0,96-0,9830-35<36230Пример 1Смесь 4-эйкозил-изобутилбензола и 2,4-диизононилфенола-вязкая жидкость коричн. цвета0,91413,5-10198Пример 24-гексадецилоктилбензол50:50вязкая жидкость коричн. цвета0,95423,48234Пример 3парадидодецилбензол10:90вязкая жидкость коричн. цвета0,97637,516252Пример 42-гексил-4-децилфенол90:10вязкая жидкость желтого цвета0,93816,512218Пример 5Смесь 2,4-диизононил-фенола и 2-октил-4-изонониланилина-вязкая жидкость коричн. цвета0,91211,8-3180Пример 62-изобутил-4-тетрадецилфенол10:90вязкая жидкость темного цвета0,97235,614248Пример 72-октил-4-изонониланилин90:10вязкая жидкость желтого цвета0,93518,59221Пример 82,4-диоктиланилнн50:50вязкая жидкость коричн. цвета0,91023,86212Пример 92-изобутил-4-эйкозиланилин10:90вязкая жидкость темного цвета0,96938,218254

Продолжение таблицы 112345678Пример 10Смесь 2-гексил-4-додецилбензолсульфокислоты и парадидодецилбензола-вязкая жидкость, коричн. цвета0,94019,010222Пример 112,4-дидецилбензол-сульфокислота50:50вязкая жидкость коричн. цвета0,96832,315244Пример 12Смесь 4-октил-2-изононил-бензолсульфокислоты и 2,4-диизононилфенола-вязкая жидкость темного цвета0,98040,022260Пример 132,4-дидецилбензол-вязкая жидкость желтого цвета0,90211,5-12184Пример 142,4-диизононилфенол-вязкая жидкость желтого цвета0,91012,3-3193Пример 152-изобутил-4-додециланилин-вязкая жидкость желтого цвета0,91213,81,5198Пример 162-октил-4-децилбензолсульфокислота-вязкая жидкость коричн. цвета0,93715,63,5204

Таблица 2
Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКИ-3Физико-механические показателиПримеры, №№ПН-612345678Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С454240394345414544Реологические показатели при 160°С         M_L, ф/д12,512,512,612,012,612,112,113,012,5Мн, ф/д31,831,531,230,731,530,130,530,831,0t_s, мин3,63,53,33,43,42,62,73,53,4t₅₀, мин6,05,05,14,95,14,95,05,95,0t₉₀, мин8,98,38,07,97,87,98,07,88,2Прочностные показатели при 23°С:
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа5,35,15,15,15,35,04,95,25,4Условная прочность при растяжении, МПа23,723,423,623,123,823,823,023,523,6Относительное удлинение, %670655650650670680650670670Сопротивление раздиру, кгс/см717068687169657169Твердость по Шору А, ед.535351505252505253Эластичность по отскоку, %525250485250495252Динамическая выносливость, количество тыс. циклов82,8127121102155153130134130

Продолжение таблицы 2
Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКИ-3Физико-механические показателиПримеры, №№910И1213141516Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С4244454643444544Реологические показатели при 160°С        M_L, ф/д12,113,012,512,012,012,512,813,1Мн, ф/д30,632,031,732,031,031,631,031,7t_s, мин3,13,53,23,43,53,43,53,4t₅₀, мин5,86,05,35,55,25,25,96,0t₉₀, мин8,08,77,88,08,48,07,98,3Прочностные показатели при 23°С:
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа5,35,15,35,35,25,35,25,1Условная прочность при растяжении, МПа23,723,024,023,923,323,723,523,1Относительное удлинение, %680660680670655670670665Сопротивление раздиру, кгс/см6870727070717070Твердость по Шору А, ед.5152545351525251Эластичность по отскоку, %5452525251515052Динамическая выносливость, количество тыс. циклов12398968912715612097

Таблица 3
Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКДФизико-механические показателиПримеры, №№ПН-612345678Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С565554545354535454Реологические показатели при 160°С         M_L, ф/д8,98,98,98,98,88,88,98,88,8Мн, ф/д34,033,533,734,033,533,53433,033,5t₉₀, мин8,58,08,08,07,57,67,97,98,0Прочностные показатели при 23°С:
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа8,08,07,98,07,97,98,07,98,0Условная прочность при растяжении, МПа12,212,212,212,513,813,513,014,013,5Относительное удлинение, %490500500490510508500507502Сопротивление раздиру, кгс/см92103100981151161129898Твердость по Шору А, ед.646163626463626262Эластичность по отскоку, %505151515151505150Динамическая выносливость, количество тыс. циклов27,040,03632,062,060,258,042,040,0

Продолжение таблицы 3
Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука СКДФизико-механические показателиПримеры, №№910111213141516Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С5555555556545554Реологические показатели при 160°С        M_L, ф/д8,98,98,98,98,88,88,78,7Мн, ф/д343433,533,533,533,233,033,0t₉₀, мин8,08,08,18,08,17,67,58,0Прочностные показатели при 23°С:
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа8,07,97,98,08,17,97,98,0Условная прочность при растяжении, МПа13,213,514,013,512,113,613,613,5Относительное удлинение, %490490510510500510508510Сопротивление раздиру, кгс/см9790929210811211591Твердость по Шору А, ед.6362616262646261Эластичность по отскоку, %5049505050515151Динамическая выносливость, количество тыс. циклов36,03237384062,56037

Таблица 4
Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе смеси каучуков СКИ-3 и СКД, взятых в массовом соотношении, равном 70:30Физико-механические показателиПримеры, №№ ПН-612345678Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С656565646465656565Реологические показатели при 160°С         M_L, ф/д14,514,815,015,114,515,015,114,614,4Мн, ф/д40,840,841,040,840,240,040,240,039,0t_s, мин3,13,13,03,33,02,53,02,82,9t₅₀, мин4,84,74,24,74,54,14,64,84,0t₉₀, мин6,05,55,85,95,55,45,65,45,5Прочностные показатели при 23°С:         Условное напряжение при 300% удлинении, МПа10,610,910,810,710,810,910,710,610,6Условная прочность при растяжении, МПа22,222,322,021,023,023,322,022,222,5Относительное удлинение. %530540540530540540530530530Сопротивление раздиру, кгс/см696970687072696969Твердость по Шору А, ед.636362606363606363Эластичность по отскоку, %474745444646454747Динамическая выносливость, количество тыс. циклов92150150120>300>300250210200

Продолжение таблицы 4
Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе смеси каучуков СКИ-3 и СКД, взятых в массовом соотношении, равном 70:30Физико-механические показателиПримеры, №№910111213141516Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С6565646564646465Реологические показатели при 160°С        M_L, ф/д14,614,514,414,014,614,514,414,4Мн, ф/д40,040,838,040,040,740,340,140,6t_s, мин3,13,02,73,13,13,02,83,0t₅₀, мин4,34,74,34,54,64,64,74,6t₉₀, мин6,06,05,45,55,65,65,56,0Прочностные показатели при 23°С:
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа10.510,610,710,710,810,810,510,5Условная прочность при растяжении, МПа22,022,523,022,722,223,022,123,0Относительное удлинение, %520520540530540540535520Сопротивление раздиру, кгс/см6868706968706969Твердость по Шору А, ед.6061626363636261Эластичность по отскоку, %4645464747474745Динамическая выносливость, количество тыс. циклов150110120120150>300210110

Таблица 5
Результаты физико-механических испытаний резиновых смелей на основе каучука ДССКФизико-механические показателиПримеры, №№ ПН-612345678Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С797978777979787879Реологические показатели при 160°С         M_L, ф/д18,017,818,018,217,617,517,617,518,0Мн, ф/д46,45,046,045,845,044,546,046,046,0t_s, мин4,54,54,04,34,03,54,03,94,0T₅₀, мин8,58,68,58,58,57,08,08,48,0t₉₀, мин1413,613,013,513,512,513,013,013,0Прочностные показатели при 23°С:
Условное напряжение при 300% удлинении, МПа12,112,011,511,412,311,611,511,812,0Условная прочность при растяжении, МПа19,620,520,019,621,621,420,019,821,0Относительное удлинение, %440470470460480480470450450Сопротивление раздиру, кгс/см374140384443403938Твердость по Шору А, ед.646160626363606262Эластичность по отскоку, %363634353939363536Динамическая выносливость, количество тыс. циклов132,5160160140228220200190190

Продолжение таблицы 5
Результаты физико-механических испытаний резиновых смесей на основе каучука ДССКФизико-механические показателиПримеры, №№910111213141516Вязкость по Муни резиновых смесей МБ (1±4) 100°С7979787977787878Реологические показатели при 160°С        M_L, ф/Д17,518,017,617,417,517,517,517,3Мн, ф/д45,044,045,04645,545,046,045,5t_s, мин3,94,03,74,04,34,13,84,1t₅₀, мин8,18,07,77,08,68,58,37,0t₉₀, мин13,012,513,013,013,513,013,013,1Прочностные показатели при 23°С:        Условное напряжение при 300% удлинении, МПа11,911,812,011,912,012,211,811,8Условная прочность при растяжении, МПа21,019,519,919,920,021,020,019,8Относительное удлинение, %460430440430465475450430Сопротивление раздиру, кгс/см3936,0363740444038Твердость по Шору А, ед.6059596361626162Эластичность по отскоку, %3535363635383526Динамическая выносливость, количество тыс. циклов180140150160160230190155

Таблица 6
Показатели вязкости по Муни каучуков, содержащих пластификаторМарка каучукаДозировка пластификатора, м.ч. на 100 м.ч. каучукаПримеры, №№ПН-612345678910111213141516СКД041414747414141414147474741414741415,0393945453839384039464546383944394010,0383744433637353838434444373641353715,0353440393233323536414141343138313420,02827363427272832293839383127342930ДССК078887888787878787888888878787878885,0708070797271707271818280707072708110,0647263716664656866747273656265627315,0566455636057555957676366575259526720,04654445353454453486055574841504459СКИ-3070707170707070707070707070717070705,0656465666664656766666566666564666610,0595659616255576360625858626057616015,0535052545749525954575350555251555420,04745464952444754495048464947475149

Таблица 7
Качественный и количественный составы резиновых смесейНаименование ингредиентовРезиновые смеси на основе бутадиенового каучука, м.ч. на 100 м.ч. каучукаРезиновые смеси на основе бутадиен-стирольного каучука, м.ч. на 100 м.ч. каучукаРезиновые смеси на основе изопренового каучука, м.ч. на 100 м.ч. каучукаРезиновые смеси на основе смеси изопренового и бутадиенового каучуков, м.ч. на 100 м.ч. каучукаКонтр. с маслом ПН-6Опытные с заявляемым пластификаторомКонтр. с маслом ПН-6Опытные с заявляемым пластификаторомКонтр. с маслом ПН-6Опытные с заявляемым пластификаторомКонтр. с маслом ПН-6Опытные с заявляемы м пластификаторомБутадиеновый каучук100,0100,0----30,030,0Бутадиен-стирольный каучук--100,0100,0----Изопреновый каучук----100,0100,070,070,0Сера1,51,51,751.752,252,251.81,8Сульфенамид Т0,90,91,01,00,70,71.31.3Оксид цинка3,03.03,03.05,05,05,05.0Стеариновая кислота2,02,01,01,02.02.02,02,0Технический углерод60,060,050,050,030,030,050,050,0Масло ПН-615,0-15,0-15,0-15,0-Заявляемый пластификатор-15,0-15,0-15,0-15,0

Изобретение относится к пластификатору полимерных материалов, выбранных из группы: бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового каучука, взятых в соотношении 70:30, на основе алкилароматических углеводородов, описываемых общей формулой

где R¹ - Н, ОН, NH₂, SO₃Н; R² и R³ - линейная или разветвленная углеводородная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода. Изобретение также относится к полимерному материалу, включающему указанный пластификатор. Техническим результатом является разработка пластификатора полимерных материалов и полимерного материала, позволяющих достигать улучшения физико-механических свойств и технологичности переработки резиновых смесей. Также введение пластификатора в каучуки способствует уменьшению их вязкости, что является показателем, характеризующим повышение их эластичности и пластичности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 табл.

1. Пластификатор полимерных материалов, выбранных из группы: бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, изопреновый каучук, смесь изопренового и бутадиенового каучуков, взятых в соотношении 70:30, на основе алкилароматических углеводородов, отличающийся тем, что в качестве алкилароматических углеводородов используют одно или несколько соединений, описываемых общей формулой

где R¹ - Н, ОН, NH₂, SO₃Н; R² и R³ - линейная или разветвленная углеводородная группа, содержащая от 4 до 20 атомов углерода.