Способ определения параметра растворимости сшитого эластомера
Изобретение относится к способу определения параметра растворимости сшитого эластомера и может бьггь использовано при подборе растворителей и пластификаторов для каучуков, резин и полимерных покрытий, при разработке полимерных материалов с заданными свойствами. Изобретение позволяет повысить точность способа по равновесному набуханию в изотермических условиях в растворителях с различными параметрами растворимости за счет использования в качестве растворителя смеси двух неограниченно ч смешивающихся растворителей, параметр растворимости одного из которых меньше, а другого больше параметра растворимости испытуемого эластомера. 7 табл.
3
1651209
4 а (и Й g соответственна «лотнасть первого и второго растьорителя в смеси., кг /и у
М вЂ” массовая даля первого -;.-!с-"варителя в смеси — равновесное весовое набухаQ
Х.
Использование смесей двух растворителей позволяет варьировать ггараметр растворимости смеси от значения параметра растворимости первого растворителя до значения параметра растворимости второго растворителя. Параметр растворимости сшитого эластомера, определяют па зависимости объемного равновесного набухании С,, эластамера от состава смеси.
Максимальному равновесному набухала к нию эластомера „соответствует состав смес«л растворителей о „-.>, параметр растворимости которой равен искомому параметру рас гваримсгс сшитого эластомера: и
2 щ (17 2 2 (2) объем первого компагде «7 — малярный !
НеНУВ.
V — малярный объем второго хамка-30 нента;
Ц к Ц7 — соответственна объемные дали
1 первого и второго ка-гпанентов в раствор.-;теле;
Испытываемьм эластсмер получают отверл;ценяем в течение 3 сут трехфункциональногс одопп" амера Лапрола 50032Б-10 с концевыми гчдрсксильными группами 2,4-толуялендииэсцианатом (1C2T) при соотношении -ЫСО и -ОНгрупп, равном
Предварительная расчетная оценка параметра растворимости эластсмера .-итадом кнкрементав дает величину параметра растворимости эластомера (расч. )=17,8 (ИДж/м ) (в пред"с, положении степень превращения -NCQ групп 1 я отсут;твие реакцяидяязоцианата с влагой слигсэфпра). I учетом этого расчета для определения парамег35
1 и Xg — их малярные доли;
ЬН вЂ” энтальпчя смешения 1 моль аХсп (ф э тих компоне нт ав °
Пример 1. Определение парамет- 0 ра растворимости с«ытого поляоксипр о иденглякальуретана. ра растворимости эластамера с по раннагесному набуханкю выбирают смеси толуала к ацетона.
Физико-химические параметры растгорк-.елей приведены в табл, 1. Используемые в эксгерименте соотношения гол.«:ла к ацетона в кх смесях предстaâ|«åÿû в табл. 2. Результаты эксперкмен "ов сведены в табл 3 и 4.
С целью сценки воспроизводимости результатов параметр растворимости ис««ктываемсго сшитого палиоксипрапиленглккольуретана определяют на смесях этклацетата н тслуала (табл . 2 — 4).
П р к м е р 2. Исг«ытывают материю.: — вулканк.=;ат каучука СКЭП-40 (каучук,.,КЗП-40. ствертценный хинолавым з<«кром 3i--1 в колкче-.тве О,, 3 мас.ч. ч:; мас ..т ««wjчука )
Методик;-. сг.««зденека«кя параметра ра< ."воркмости та же, что и в примере (. По расчетной оценке методом кнкрементав параметр растворимости вулканкзата СКЗП-40 составляет
16,0 (МДж/м ) . С учетом этой величины для определения параметра растворимости пс равновесному набухая.:.ю вулканизата используют смеси гексача и бензола.
П р к и е р 3. Испытывают материал — вулканкзат каучука СКН-26, отвержденный смесью 1 44 мас.ч. окиси цинка; 1,4 . мас .ч. серы и 2, 17 мас .ч. с ткурама Е (ча 100 мас.ч. СКН-26).
Расчетная оценочная величина параметра растворимости вулканизатора
СКН--26 пс методу кнкрементсв состав18 9 (Щ. /мэ) 05 П,а„ воркмости CKHI-26 определяют па равновесному наауханию в смесях: толуола к ацетона; этклацетата и ацетона.
Методика аналогична примеру
П р к м е р 4. Испытывают материал — сшитый полиэфируретан, полученньгй атверждением смеси 80 мас.ч . трехфункционального полидизтиленгликальадипяната c MOJTaMe 2200 и эквимолекулярнаго количества 2,4-толуилендиизсцианата с 20 мас.ч, метилметакрилата (ММА).
Расчетный оценочный параметр растворимости испытываемого материала
19„з (МП„к/м ), Параметр растворимости испытываемого элас oMepa no равновесному набуханню определяю« в смесях: толуола и ацетона, о-ксилола и бутанола. Методика аналогична при1:
Пример 5. Испытывают материал — вулканизат бутилкаучука.(БК) марки В с мол . м. 200000, отвержпенный хиноловыи эфиром ЭХ-.1 в количестве
3 мас .ч . на 90 мас.ч . каучука . Расчетный параметр растворимости каучука составляет 19,1 (Щж/м )о . Параметр э растворимости испытываемого вулканизата по равновесному набуханию определяют в смесях октана и бензола. Иетодика аналогична примеру 1.
Растворители, на основе которых готовят бинарные смеси в примерах 1-5, смешиваются между собой неограниченно.
В табл. 5 — 7 приведена оценка воспроизводимости при определении паране. метра растворимости сшитых эластомеров (БКз СКН-26 и полиоксипропиленуретана соответственно) при использовании различных бинарных смесей растворителейй .
Из табл. ll — 7 видно, что наибольшая величина доверительного интервала, полученная в эксперименте для полиокТ а б л и ц а 1
Растворитель
ПлотГ2ОЛЕКУлярная масса
Пара.— метр растворимости, (щ/
/мэ )0 ность, кг?мэ
8G 659
114 702
84 773
106 880
92 872 .?8 881
99 901
58 ?91
74 810
14,93
15,47
16, 77
18,41
1S,20
18,61
18, 61
20,45
23, 31
Ге ксан
Октан
Циклогексан о-Ксилол
Толуол
Бенз ол
Зтилацетат
Ацетон н-Бутанол
Та бл и це2
Зпастоиер Бннарнак смесь
360
330 318
632 628
257 -35
425 295! 98 245 290
565 606 670
312
633
303 280
588 525 и-Гексан — ацетон !35
Гексан — бензол 455
636
Вулканизат
СКЭП-40
Вулканизат
СКН"26
//5 895 930 9!5 855 790 675 610 482 360
Толуол - ацетон 428
385 360
48 1 414
846 786
460 4 76 472
255 393 504
270 346 275
/16 1 t28 t240
468 460 450
580 590 603
192 !29 87
1198 1092 1053
430 410
56 7 536
58 35
1033 945
Этнлацетат — ацетон 425
Толуол — ацетон 143 о-Ксилол - бутанол !42
Октан — бенаол 4/6
Спнтъй полизфируретан
Иулканизат бутзот каучук
Полноксипро- Толуол - ацетон 35/ пнленкликольуретан
1209 сипропнленуретана, составляет
+0,21 (!дк/м ) о . Разброс данных, полученных известным способом, достигает 1,6 (Щж/м ) для этого же эластомера.
Таким образом, погрешность определения параметра растворимости эластомеров предлагаемьы способом значитель10 но ниже, чем в известном.
Формула изобретения
Способ определения параметра растворимости сшитого эластомера по равновесному набуханию в изотермических условиях в растворителях с различными параметрами растворимости, о т л и ч а ю шийся тем, что, с це/тью повышения точности способа, в ка /т честве растворителя используют смеси двух неограниченно смешиваюшихся растворителей, параметр растворимости одного из которых меньше, а другого больше, чем параметр растворимости испытываемого эластомера.
16512 )9
Таблица 3 эксп "" см
Дж /моль
Параметр растворимости эластомера, (МДж/м )"
Массовое соотЭласт омер инарная смесь ношение, компонентов при максимальном объем ном набухании
90/10
50/50
55/45
70/30!
8,42
18, 20
16, 22
18 88
237
Толуол-ацетон ц-Гексан-ацетон
Гексан-бензол
Толуол-ацетон
Этилацетатацетон
Толуол-ацетон
Полиоксипропиленуретан
Вулканизат СКЭП-40
Вулканизат CKH-26
80/20
40 /60
19, 10
19,57
169 5
204
Сшитый полиэ@ируретан на основе сложного полиэфира о-Ксилол-бутанол
8()/2О
106,2 19 45
855 16, 11
Зулканизат бутилкаучука
Октан-бензол 70/30
Т а б л и ц а 4
Параметр растворимости эластомера, (Мдж/м )о, no способу
Сшитый эластомер
Предлагаемый
Известный
18, 31И, 11
16 22
18,99Ф0, 11
17,8-19,4
16 0-16,4
18,9-19,4
19, 51+0,06
16, 11
Таблица5
9Кс0
Массовое соат- И шщ
Параметр растворимости, (МПж/м )
Бинарная смесь
Дж/моль ношение компонентов при максимальном набухании
70/3()
50/50
50/50
40/60
40/60
П р и и е ч а н и е. Среднее значение йараметра растворимости
16,25 (МДж/м ) " . Доверительный интервал Ь 8
=+О 11 (Т,Щж/м )о при уров- ° не надежности 957.. Относительная погрешност ь А 3 / о «100= 0,6Х; 1 -"16,253 . ) 11 (КМж/м ) о
Полиоксипропиленуретан
СКЗП-40
СКН-26
Полиэфируретан на основе сложного полиэФира
Бутулкаучук
Октан — бензол
Гексан — толуол
Бензол — гексан
Толуол - гептан
Бензол - гептан
855
16, 11
16 26.
16, 36
16, 23
16, 29
1651209
Таблицаб рксй см
Дж/моль
Би нар ная с мес ь
Маcñoâîå соо ношение комп
Параметр растворимос ти (ИЪ/мэ)" ентов при аксимальном абухании
70/30
Толуол — ацетон
Этила цет а т— ацетон
Бензол — ацетон
CC1 — ацетон
Гептан — октанол
237
18,88
80/20
75/25
60/40
70/30
116,5
1 l4,4
128,5
355,9
19, 10
19,09
19, 08 . 19,06
П р и м е ч а н и е. Среднее значение параметра растворимости f =19,04 (МДж/мэ) а5
Доверительный интервал ао =
=+ ), 11 (МДж/м )а при уровне надежности 95Х. Отсносительная погрешность дЕ/о 100=
=«+0,5X; и =19,04+
+О I 1 (3,Цж/мз )
Таблица 7 эксп
b,Hñì 1
Дж/моль
Параметр раствори(,фф,/мЗ ) Бинарная с
18,42
18, 20
18,43
18, 52
90/10
50/50
30/70
30/70
1215
Толуол — ацетон ц-Гексан — ацетон
Гексан — ацетон
Гептан — ацетон
П р и и е ч а н и е, Среднее значение параметра растворимости и =
=18,39 (МДж/э)
Доверительный интервал (1Щж/м ) при уровне надежности 95%.
Относительная погрешность
63/g. 10,)=+1 1ч;
3 =18,39+;3,21 (l1 )
Составитель А. Каменщиков
Техред И.Моргентал Корректор И. Самборская
Редактор Н.Яцола
Заказ 1604 Тираж 419 Подписное
ВНККПК Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
