Студентка Сивкова С.В., к.т.н. ^*Таганова В.А., д.т.н. ^**Пичхидзе С.Я.

Балаковский институт техники, технологии и управления, Россия

^*Энгельский технологический институт (филиал) СГТУ, Россия

^**Саратовский государственный технический университет, Россия

Структурные особенности и свойства каучука СКФ-26

В производстве кассетных сальников с магнитным кодировщиком для валов наиболее широкое применение получил фторкаучук СКФ-26 [1].

Резиновые смеси на его основе характеризуются высокой вязкостью и структурной неоднородностью, связанной с высоким содержанием в составе полимера гель-фракции [2].

Перерабатываемость каучуков и свойства композиций на их основе в значительной степени зависят от содержания геля, молекулярно-массового распределения (ММР) и длинноцепной разветвленности (ДЦР) полимера. Существующие численные значения показателей ММР и ДЦР можно получить с помощью известных физико-химических и аналитических методов. Однако эти методы, во-первых, достаточно сложны, а, во-вторых, занимают много времени и редко используются с целью контроля качества получаемого полимера на заводах СК. Разница тангенса угла механических потерь Δ tg δ является достаточно хорошим индикатором ДЦР полимеров. Обычно низкое значение Δtg δ указывает на высокий уровень ДЦР полимера.

Для оценки структурных особенностей и свойств каучуков исследовали их ММР, ДЦР и вязко-эластические свойства на приборе RPA-2000.

ММР фторкаучуков определяли методом гель-проникающей хромато-

графией на приборе фирмы «Waters» по относительной полистирольной калибровке. Диапазон молекулярных масс эталонов (Мр): 2 700 – 5 860000, элюент-ТГФ, скорость элюирования 1мл/мин, температура 40⁰С, неподвижная фаза – полистирол “Shodex”, детектор – рефрактометр.

Исследования на приборе RPA-2000 проводили при температуре 100⁰С, деформации нижней полуформы 14% с переменной частотой от 0,1 до 30 Гц.

При низкой и высокой частотах деформации определяли значения тангенса угла механических потерь tg δ, а также находили значения их разности Δtg δ, которая характеризует уровень длиноценного разветвления полимера.

Результаты сравнительных определений значений tg δ исследуемых каучуков при одной из выбранных частот деформаций показаны на диаграмме (рис. 1).

Рис. 1. Значения tg δ для каучуков различных марок, температура 100⁰С, 1000% деформации образца, частота колебаний нижней полуформы 0,1 Гц: 1-СКФ-26 ВС, 2-СКФ-26/10, 3-СКФ-26/8

Из данных диаграммы (рис. 1) следует, что наибольшие значения показателя tg δ характерны для каучука СКФ-26 ВС (17,0 ед.). В тоже время для опытных партий каучуков значения показателя tg δ находятся в диапазоне 2,9 -3,2 ед. Это намного меньше, чем у серийного отечественного каучука и даже в 2 раза меньше, чем для импортных образцов.

Результаты определений Δtg δ и молекулярно-массовых характеристик фторкаучуков приведены в табл. 1. Наблюдается снижение их молекулярной массы, что подтверждается данными гель-проникающей хроматографии по показателю Mр. Показатель M_w/M_n является характеристикой степени полидисперсности полимера и, чем больше это значение, тем шире ММР. Исследуемые образцы опытных партий фторкаучуков СКФ-26/10 и СКФ-26/8 согласно данным гель-хроматографии (табл. 1) имеют более высокие значения молекулярных масс М_n, M_w. Значение степени полидисперсности (M_w/M_n) для СКФ-26/10 и СКФ-26/8 ниже за счет более высокого значения среднечисленной молекулярной массы M_n.

Таблица 1

Молекулярно-массовые характеристики исследованных фторкаучуков

Марка фторкаучука	Разветвлен- ность	Δ tgδ	Mn х10^3	Mw х10^3	Mp х10^3	Mz х10^3	Mw/Mn	Mz/Mn
СКФ-26 ВС	слабая	0,12	178	502	-	-	2,82	-
СКФ-26/10	очень слабая	0,27	228	1011	275	3966	4,4	17,4
СКФ-26/8	очень слабая	0,32	169	621	227	3021	3,7	17,9

Примечание: M_n – среднечисленная молекулярная масса, M_w – среднемассовая молекулярная масса, M_p – значение молекулярной массы максимальной по объему фракции, M_z – средняя молекулярная масса,

M_w/M_n – степень полидисперсности, M_z/M_n – доля высокомолекулярной фракции.

Изготовление резиновых смесей на основе фторкаучуков СКФ-26 ВС, СКФ-26/8, СКФ-26/10 проводилось по базовому рецепту: фторкаучук - 100 масс.ч.; технический углерод T-900 – 35 масс.ч.; гидроксид кальция – 6 масс.ч.; оксид магния – 3 масс.ч.; struktol HT 290 – 0.5 масс.ч. В качестве вулканизующего вещества выбран продукт SEC#50 (сплав бисфенола АF и бензилтрифенилфосфоний хлорида в соотношении 3:1) в количестве – 2,5 масс.ч.

Из опытных резин изготовлялись манжеты резиновые армированные для валов (сальники), которые подвергались стендовым испытаниям по программе периодических испытаний на наработку и герметичность согласно действующих технических условий.

Литература

1. Таганова В.А. Технология магнитных эластомеров с повышенными эксплуатационными свойствами: Дисс.канд.техн.наук.- Саратов, 2011.- 136 с.

2. Таганова В.А. Усовершенствование структуры и свойств фторкаучука СКФ-26/ Таганова В.А., Зуев А.В., Кочеткова Г.В., Островская Т.П., Пичхидзе С.Я., Юровский В.С.// Каучук и резина. – 2010.– № 6.-с. 6