Способ определения структурной однородности бутадиенстирольных и бутадиеннитрильных каучуков Советский патент 1987 года по МПК G01N33/44 

JO

J5

20

25

11293654

Изобретение относится к анализу бутадиенстирольных или бутадиеннит- рильных каучуков и может быть использовано в нефтехимической промьшшен- ности.

Цель изобретения - определение структурной однородности ЭТИХ каучуков в отношении соотношения мономерных звеньев.

Пример 1, Оценивали структурную однородность бутадиенстирольного каучука марки СКС-30 АРПД в целом и однородность внутри его отдельньгх макромолекул, 100 мае.ч. полимера смешивали со 100 мае.ч. сажи марки ПМ-100(ТУ) на вальцах при 65°С. После перевода каучука в вязкотекучее состояние в него порциями добавляли ТУ в течение 9 мин до полного смешения ТУ и полимера. Затем из 10 разных точек смеси отобрали по 10 г смеси и усреднили в течение 2 мин. Затем остаток смеси дополнительно перемешали в течение 10, 30, 60, 120 и 150 мин с отбором образцов на анализ по вышеприведенной методике. По- смеси со временем обработки (после наполнения) О, 10, 30, 60, 120, 150 ин подвергали экстракции в четыреххлористом углероде при 20 С в течение 48 ч.

Растворимую часть (золь) анализировали на содержание стирола методом инфракрасной спектроскопии по полосе деформационнБпс колебаний СН групп ароматического кольца 700 см методом базовой линии. Для этого готовили 2%-ные растворы (по сухому остатку) полимера из золя в четыреххлористом углероде.

л

Результаты анализа состава золя приведены в табл. 1, в которой представлены также значения характеристической вязкости толуольных растворов золей,- определенные по обычной методике на капиллярном вискозиметре Бишофа. .

Снижение характеристической вязкости с увеличением длительности смешения свидетельствует об уменьшении молекулярной массы полимера, т.е подтверждает его. деструкцию. Испытания образцов со временем перемешиания более 120 мин (150 мин), показали, что состав золя остался постонным - 20,78% стирола.

Одновременно происходит снижение оличества стирола в золе, что указьп св ко н з м н м в х в лы п но

но пр эк ще по но

30

-{

ли

та

эь СК та от Эт . од и ли не

по 12 ра бо ли

зу см та ос не за

40

45

50

ру lio 5 ПМ ре ли Ис ст

O

5

0

5

зьшает на структурную неоднородность полимера: при смешении техуглерод связьшает фракции полимера с избытком стирола. Особенно резкое снижение стирола в золе достигается сразу после завершения смешения полимера с техуглеродом, что указьтает на структурную неоднородность полимера. Снижение количества стирола в золе одновременно со снижением характеристической вязкости указывает на то, что и сами макромолекулы структурно неоднородны, так как продукты деструкции также неоднозначно связьюаются. в ходе смешения.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 оценивали структурную однородность бутадиеннитрильного каучука CKH-I8. Смешение с ПМ-100 и отбор проб вели по такой же методике, но экстрагирование при 20 с 24 ч осуществляли в толуоле. Методом ИКС по полосе валентного колебания нитриль- ной группы 2250 см определяли ко0

личество акрипонитрила (НАК) в золях.

Результаты анализов приведены в табл. 2.

Данные приведенные в табл, 2, ука- эьшают на очень высокую однородность СКН-18 в сравнении с СКС-30 АРДЦ, так как состав золя в зависимости от смешения изменился незначительно. Это свидетельствует об относительной . однородности между макромолекулами и в самих макромолекулах. Причем анализ золя после 150 мин смешения дал неизменный состав золя - 16,2% НАК.

Данные табл. 1 и 2 указьшают на постоянство состава золей после 120 мин смешения. Следовательно, нерационально загружать оборудование более 120 мин, т.е. затягивать анализ.

Достаточно быстрый и точный результат можно получить через 10 мин смешения каучука с ТУ, так как табл. 1 и 2 указьшают на то, что основной процесс адсорбции (и изменение состава золя) заканчивается за 10 мин.

0

5

0

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 оценивали структурную однород- liocTb СКС-30 АРПД при дозировке 5 ПМ-100, равной 70 мае.ч. После перемешивания в течение 45 мин провели анализ золя согласно примеру 1. Испытания золя показали количество стирола в нем 21%, характеристичеекая вязкость 1,2 дл/г, т.е. образец так же оказался структурно-неоднородным и деструктировалея при обработке.

П р и м е р А (нейтральный). Аналогично примеру 2 проводили смешение СКН-18 со 140 мае.ч. ТУ ПМ-100. Изготовить такую смесь не удалось, так как ввод большого количества (примерно 120 мае.ч) ПМ-100 в СКН-18 сопровождался сильным повьшением вязкости смеси, она не держалась на ,валках вальцов, поэтому было прекращено ее изготовление. Этот пример показывает, что использование в способе более 100 ма.с.ч. техуглерода невозможно.

П р и м е р 5 (контрольньй). Аналогично примерам 2 и 4 смешивали СКН-18 с 30 мае.ч. ТУ ПМ-10б. Смесь изготавливалась легко, имела хорошую текучесть, но при проведении золь-анализа в золе наблюдалось большое количество частичек техуглерода ввиду непрочного связьшания его и каучука друг с другом небольшим количеством ТУ. Это сделано невозможным анализ золя методом ИКС. Другие смеси, содержащие 50 мае.ч. ТУ и более, давали золи без частичек техуглерода, в связи с чем применение 6 способе менее 50 мае.ч. ТУ нецелесообразно, так как это требует дополнительной очистки золя, что искажает результаты анализа.

Количество стирола в зоне, %

Характеристическая вязкость золей, дл/л

0

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет сравнительно просто, но с достаточной (такой же как и в известных способах) точностью установить является ли данный каучук с различными мономерными звеньями (сополимер) структурно неоднородным или нет, причем удается определить структурную однородность не только между отдельными макромолекулами, но и в самой макромолекуле выделить деструкцией отдельные фрагменты и, связав последние, оценить является ли макромолекула однородной по составу или нет.

Формула изобретения

Способ определения структурной

Q однородности бутадиенстирольных и бутадиеннитрильных каучуков, заключающийся в том, что перемешивают до полного смешения 50-100 мас.ч.- сажи со 100 мас.ч. каучука, находя5 щегося в вязкотекущем состоянии, отбирают несколько проб от момента полного смешения до 120 мин дополнительного перемешивания наполненного каучука, проводят экстракцию проб

0 в растворителе для каучука, определяют соотношение мономерных звеньев в исходном каучуке и в золе каучука после экстракции и по изменению этого соотношения в зависимости от

времени смешения судят о структурной однородности каучуков.

Таблица 1

22 21,3 20,9 20,8 20,78 20,73

1,4 1,3 1,18 1,1 0,93 0,89

Количество НАК

в золе, % 17,1

Характеристическая вязкость бл/г1,90

16,9 16,8 16,6 16,3 16,2 16,2

1,35 1,20 1,04 1,00 0,97 0,96

Редактор В, Ковтун

Составитель В. Филимонов Техред А.Кравчук

Заказ 381/50Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблица2

Корректор М.Пожо

Изобретение относится к анализу бутадиенстирольных и бутадиеннитриль- ных каучуков. Способ позволяет определить структурную однородность этих каучуков в отношении соотношения мономерных звеньев..Способ заключается в том, что перемешивают до полного смешения 50-100 мае.ч. сажи с 100 мае.ч. каучука, находящегося в вязкотекучем состоянии, отбирают несколько проб от момента полного смешения до 120 мин дополнительного пе- ремешиванця наполненного каучука, проводят зкстракцию проб в растворителе для каучука, определяют соотношение мономерных звеньев в исходном каучуке и в золе каучука после экстракции и по изменению этого соотношения в зависимости от времени смешения судят о структурной однородности каучуков. Если соотношение мономерных звеньев в зоне после экстракции резко отличается от такого соотношения в исходных каучуках, то каучук неоднородный, если нет - то однородный. 2 табл. g К QO СО OJ (У1 4