Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

11.2. Модификация низкомолекулярного стиролсодержащего полимерного материала гидропероксидом пинана

Процесс взаимодействия исходного НСПМ с ГП контролировали периодическим отбором проб из реактора с последующим определением молекулярной массы получаемого продукта и кислотного числа.

Высокотемпературная обработка (100 оС) НСПМ ГП сопровождается снижением молекулярной массы в первые 15 - 18 часов процесса (рис. 21), что свидетельствует о протекании процессов окислительной деструкции, приводящей к образованию кислородсодержащих функциональных групп.

p

Рис. 21. Зависимость молекулярной массы ( ) от продолжительности модификации (t, ч) и дозировки гидропероксида пинана (ГП): 1 - без ГП; 2 - 1,0 %; 3 - 2,0 %; 4 - 3,0 %.

Процесс деструкции полимерных цепей НСПМ может быть представлен как процесс окислительной деструкции звеньев содержащих двойные связи с сохранением стирольных блоков [43 - 44].

f

Протекание данного процесса подтверждается возрастанием кислотного числа с 0,4 - 0,6 до 2,3 - 3,0 мг/100 г во всем исследованном временном интервале (рис. 22).

p

Рис. 22. Зависимость кислотного числа (К.Ч., мг КОН/100 г) от продолжительности модификации (τ, ч) и дозировки гидропероксида пинана (ГП):
1 - без ГП; 2 - 1,0 %; 3 - 2,0 %; 4 - 3,0 %.

Сшивка образующихся низкомолекулярных полимерных цепей может протекать с образованием кислородсодержащих мостиков:

p

Дополнительное введение ГП положительно отражается на протекании процесса модификации НСПМ. Это подтверждается более значительным снижением молекулярной массы (усилением деструкционных процессов) и возрастанием кислотного числа с увеличением дозировки ГП.

Наилучшими условиями модификации НСПМ в присутствии ГП являются продолжительность процесса 15 - 18 часов, дозировка ГП 3 %. Молекулярно-массовые характеристики исходного НСПМ и модифицированных НСПМ представлены в табл. 37.

Таблица 37

Распределение макромолекул по фракциям и их содержанию в НСПМ

 до и после модификации

 

f × 10 -3

Содержание фракций,  %

до модификации

после модификации

ГП

МА

более 300

0,11

-

-

200-300

0,19

-

-

100-200

0,64

-

-

50-100

1,57

-

-

20-50

4,33

-

-

10-20

4,92

-

-

5-10

4,18

0,08

0,20

3-5

13,00

1,17

1,30

1-3

31,33

20,08

20,47

0,5-1

28,96

59,26

59,58

менее 0,5

7,77

19,41

18,45

Примечание: исходный НСПМ и после модификации по данным гель-проникающей хроматографии имел следующие значения:

до модификации: f= 1200;   f= 6830;  f= 4420;  f= 84173;

 f/ f = 5,68; f/ f= 12,33.

продукт, модифицированный МА: f = 710;  f= 870;  f= 830;

 f= 1190;  ff = 1,22;  f/ f  = 1,37.

продукт, модифицированный ГП: f= 720;  f= 890; f = 850;

f= 1260; f / f = 1,24;   f/ f  = 1,42

Анализ полученных данных показывает, что в получаемых продуктах резко снижается содержание высокомолекулярных фракций и повышается доля фракций с невысокой молекулярной массой, снижается полидисперсность ( f / f).

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что высокотемпературное воздействие на стиролсодержащий низкомолекулярный полимерный материал протекает в два этапа, причем на первом доминируют процессы деструкции, а на втором структурирования. Дополнительное введение гидропероксида позволяет углубить деструкцию НСПМ и увеличить его кислотное число. Применение же дозировок МА выше 5 % нецелесообразно, т.к. приводит к потере продуктов из-за образования осадка и возникновением новой проблемы, связанной с утилизацией этих образующихся отходов.

Как уже было отмечено выше, анализ имеющихся литературных данных показывает, что полимерные материалы, полученные из отходов нефтехимии, широко применяются в шинной и резинотехнической промышленности. Именно по данным направлениям и была предпринята попытка использования модифицированных продуктов из отходов производства полибутадиена с оценкой влияния их на свойства резиновых смесей и вулканизатов.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074