Способ определения структурной однородности бутадиенстирольных и бутадиеннитрильных каучуков

(51)4 С 01 Б 33 44 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТ РСН К ост тилин, Т В.А. Да В.С. Ш ДмитренкоН, Божченко,ковец,ин, А.С. толчи В.М. Поце 88,8 егя ИЯ СТРУКТУРНОЙТИРОЛЬНЫХ И КАУЧУКОВится к анализу утадиеннитриль озволяет опреГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Ме 1 яеп Ь.Е. ЕГГес 1 я о 1сЬешхса 3. ЬесегояепесСу хп соро 1оп яоше рйуяса 1 ргорегСсея.йпег, Спеш. Яос., 1953, ч. 7р. 135-1439.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНОДНОРОДНОСТИ БУТАДИЕНСБУТАДИЕННИТРИЛЬНЫХ(57) Изобретение относбутадиенстирольных и бных каучуков. Способ п делить структурную однородн ьэтих каучуков в отношении соотношения мономерных звеньев. Способ заключается в том, что перемешивают дополного смешения 50-100 мас.ч. сажйс 100 мас.ч. каучука, находящегося ввязкотекучем состоянии, отбирают несколько проб от момента полного смешения до 120 мин дополнительного перемешивания наполненного каучука,проводят экстракцию проб в растворителе для каучука, определяют соотношение мономерных звеньев в исходномкаучуке 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 такогосоотношения в исходных каучуках, токаучук неоднородный, если нет - тооднородный. 2 табл.293654 Изобретение относится к анализубутадиенстирольных или бутадиеннитрильных каучуков и может быть использовано в нефтехимической промьппленности, 5Цель изобретения - определениеструктурной однородности этих каучуков в отношении соотношения мономерных звеньев,П р и м е р 1. Оценивали структур- Оную однородность бутадиенстирольногокаучука марки СКСАРПД в целом иоднородность внутри его отдельныхмакромолекул, 100 мас.ч. полимерасмешивали со 00 мас.ч. сажи маркиПМ(ТУ 1 на вальцах при 65 С. После перевода каучука в вяэкотекучеесостояние в него порциями добавлялиТУ в течение 9 мин до полного смешения ТУ и полимера. Затем из 10 раэ 20ных точек смеси отобрали по 10 гсмеси и усреднили в течение 2 мин,Затем остаток смеси дополнительно перемешали в течение 10, 30, 60, 120 и150 мин с отбором образцов на анализ по вышеприведенной методике. Полученные смеси со временем обработки(после наполнения) О, 10, 30, 60,120, 150 мин подвергали экстракциио-. в четыреххлористом углероде при 20 Св течение 48 ч.Растворимую часть (эоль) анализировали на содержание стирола методом инфракрасной спектроскопии пополосе деформационных колебаний СНгрупп ароматического кольца 700 смметодом базовой линии. Для этого готовили 2%-ные растворы (по сухомуостатку) полимера из золя в четыреххлористом углероде.Результаты анализа состава золяприведены в табл, 1, в которой представлены также значенияхарактеристической вязкости толуольных растворов эолей; определенные по обычнойметодике на капиллярном вискозиметреБишофа.Снижение характеристической вязкости с увеличением длительностисмешения свидетельствует об уменьшении молекулярной массы полимера, т,е.подтверждает его деструкцию. Испытания образцов со временем перемешивания более 120 мин (150 мин), показали, что состав золя остался посто"янным - 20,78% стирола.Одновременно происходит снижениеколичества стирола в золе, что ука 2зывает на структурную неоднородность полимера: при смешении техуглерод связывает фракции полимера с избытком стирола, Особенно резкое снижечие стирола в золе достигается сразу после завершения смешения полимера с техуглеродом, что указывает 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 связываются в ходе смешения.П р и м е р 2Аналогично примеру 1 оценивали структурную однородность бутадиеннитрильного каучука СКН. Смешение с ПМи отбор проб вели но такой же методике, но экстрагирование при 20 С 24 ч осуоществляли в толуоле. Методом ИКС по полосе валентного колебания нитрильной группы 2250 см определяли количество акрилонитрила (НАК) в золях.Результаты анализов приведены в табл. 2.Данные приведенные в табл, 2, указывают на очень высокую однородность СКНв сравнении с СКСАРПД, 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 указывают на постоянство состава золей после 120 мин смешения. Следовательно, нерационально загружать оборудование более 120 мин, т.е; затягивать анализДостаточно быстрый и точный результат можно получить через 1 О мин смешения каучука с ТУ, так как табл. 1 и 2 указывают на то, что основной процесс адсорбции (и изменение состава золя) заканчивается за 10 мин; П р и м е р 3. Аналогично примеру 1 оценивали структурную однородность СКСАРПД при дозировке ПМ, равной 70 мас.ч, После перемешивания в течение 45 мин прове" ли анализ золя согласно примеру 1. Испытания золя показали количество стирала в нем 21%, характеристичее3) кая вязкость 1,2 дл/г, т,е, образец так же оказался структурно-неоднородным и деструктировался при обработке.П р и м е р 4 (нейтральный). Аналогично примеру 2 проводили смешение СКНсо 140 мас.ч. ТУ ПМ. Изготовить такую смесь не удалось, так как ввод большого количества (примерно 120 мас.ч) ПМв СКНсопровождался сильным повышением вязкости смеси, она не держалась на валках вальцов, поэтому было прекращено ее изготовление. Этот пример показывает, что использование в способе более 100 мас,ч, техуглерода невозможно. 93654 П р и м е р 5 (контрольный), Аналогично примерам 2 и 4 смешивали СКНс 30 мас.ч. ТУ ПМ. Смесь изготавливалась легко, имела хорошую текучесть, но при проведениизоль-анализа в золе наблюдалосьбольшое количество частичек техуглерода ввиду непрочного связывания егои каучука друг с другом небольшимколичеством ТУ. Это сделано невозможным анализ золя методом ИКС. Другие смеси, содержащие 50 мас.ч. ТУи более, давали золи без частичектехуглерода, в связи с чем применение в способе менее 50 мас.ч. ТУнецелесообразно, так как это требует дополнительной очистки золя, чтоискажает результаты анализа. Таблица 1 Исходный Время перемешивания каучука с ТУ, мин Показатели 0 1 О 30 60 120 150 олиер 22 21,3 20,9 20,8 20,78 20,73 Характеристическая вязкость золей,дп/л 14 13 1,18 1,1 093 089 1,87% Количество стирола в зоне, Е 24 Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет сравнительно просто, но с достаточной (такой же как и в известных способах) 5 точностью установить является лиданный 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. ф о р м у л а изобретенияСпособ определения структурнойоднородности бутадиенстирольных ибутадиеннитрильных каучуков, заключающийся в том, что перемешиваютдо полного смешения 50-00 мас.ч.сажи со 100 мас.ч. каучука, находяя 5 щегося в вязкотекущем состоянии, отбирают несколько проб от моментаполного смешения до 120 мин дополнительного перемешивания наполненногокаучука, проводят экстракцию проб З 7 в растворителе для каучука, определяют соотношение мономерных звеньевв исходном каучуке и в золу каучукапосле экстракции и по изменениюэтого соотношения в зависимости отвременй смешения судят о структурной однородности каучуков.1293654 Таблица 2 Исходный Время перемешивания каучука с ТУ, мин. Показатели О 10 ,30 60 120150 полимер Количество НАКв эоле, Е 7,1 16,9 16,8 16,6 16,3 16,2 16,2 Характеристическая вязкостьбл/г 1,90 1,35 1,20 1,04 1,00 0,97 0,96 Составитель В. Филимонов Техред А.Кравчук Редактор В. Ковтун Корректор М,Пожо Заказ 381/50 Тираж 777ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4