Способ получения анизотропных токопроводящих резин

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ ТОКОПРОВОДЯЩИХ РЕЗИН путем смешения силоксанового каучука, ацетиленовой сажи и других токопроводящих ингредиентов с последующей вулканизацией отпрессованных сырых заготовок излучением Со, отлича гощ и и с я тем, что, с целью получения резин, обладающих анизотропными электрическими свойствами, сырые заготовки последовательно подвергают облучению до дозы 2-6 Мрад, растягивают В 1,3-3 раза и облучают до дозы 10-15 Мрад В растянутом состоянии.

„„Я0ы 49 1О1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 1992676/23-05 (22) 04 ° 02,74 (46) 23.03.86. Бюл. 11 - 11 (72) В.Г.Никольский, Н.А.Миронов, Д.Н.Сапожников, Н,Я.Бубен, И.В.Платэ, Е.А.Федорова, M.ß,Ãåí, И.С.Шейнин, P.М.Чудакова, Л.А.Аверьянова и С.В.Аверьянов (53) 678.028.47(088.8) (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ ТОКОПРОВОДЯЩИХ РЕЗИН путем сме 5 14 В 29 С 35/08, С 08 . 83/04

С 08 J 3 24 щения силоксанового каучука, ацетиленовой сажи и других токопроводящих ингредиентов с последующей вулканизацией отпрессованных сырых эагоgo товок излучением Со, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения резин, обладающих анизотропными электрическими свойствами, сырые заготовки последовательно подвергают облучению до дозы 2-6 Мрад, растягивают в 1,3-3 раза и облучают до дозы

10-15 Мрад в растянутом состоянии.

493101

Изобретение относится к технологии получения токопроводящих резин на основе силоксанового каучука путем смешения каучука с ацетиленовой сажей и другими электропроводящими наполнителями и вулканизации смеси подходящим способом, применение которого приводит к получению резин с анизотропными электрическими свойствами. Такого рода резины могут найти применение в различных областях техники, когда требуется использование материалов, обладающих большой электропроводностью или тензочувствительностью только в одном направлении. Особенно важно это для резин, применяемых в измерительной технике в качестве основы для датчиков деформаций. Кроме того, когда токопроводящие резины используются как эластичные проводники в виде. полосок, шнуров и т.д., может оказаться предпочтительным увеличение проводимости путем технологических средств, а не за счет изменения рецептуры резиновой смеси.

Известен способ получения токопроводящих резин на основе силоксанового каучука путем смешения каучука типа СКТВ с ацетиленовой сажей и другими токопроводящими инградиентами с дальнейшей вулканизацией Смеси перекисью дикумила ПДК или излу60 чением Со. Высокая проводимость получаемых вулканизатов обеспечивается за счет сильного наполнения (до

140 вес.ч.) и термостатирования в течение 3-б ч при 250 С. Получаемые вулканизаты обладают изотропными электрическими. свойстВами — удельным объемным сопротивлением Р ай/R и тензочувствительностью К

М/1

Известен также способ создания анчзотропной электропроводящей системы полимер — наполнитель путем ориентации наполнителя в магнитном поле. Такой способ позволяет получить материалы с высокой электропроводностью только в одном направлении. Однако для получения анизотропных резин он мало пригоден, так как значительная вязкость каучука затрудняет ориентацию частиц наполнителя в магнитном поле, необходимую для придания резине анизотропных электрических свойств, Цель изобретения — разработка способа вулканизации токопроводя5 !

О

55 щих резин, позволяющего получать вулканизаты с регулируемой анизотропией электрических свойств. Эта задача решается путем вулканиэации резиновой смеси радиационным способом в ориентированном (растянутом) состоянии.

Для этого приготовленную на вальцах резиновую смесь отпрессовывают в пресс-формах под давлением 150 атм в течение 15-20 мин в виде пластин.

Сырые пластины облучают на -источ60 нике Со до дозы 2-4 Мрад для создания слабой предварительной сетки поперечных связей. Это облучение происходит в емкости, заполненной водой для предотвращения окислительной деструкции. После создания предварительной сетки образцы помещают в специальные зажимы и подвергают одноосной вытяжке в определенное число раз с последующей фиксацией образца в растянутом состоянии. Подготовленный таким образом образец резины помещается в сосуд с водой и подвергается повторной радиационной вулканизации дозой 10-15 Мрад. Все операции производят при комнатной температуре. Получаемый таким способом вулканизат обладает четко выраженной анизотропией электрических свойств: различающимися значениями электропроводности и тензочувствительности вдоль направления вытяжки и поперек

его. Анизотропия зависит как от состава вулканизата, так и от степени вытяжки, Описанный способ вулканизации дает значительный эффект на силоксановых токопроводящих резинах, содержащих 20-80 вес.ч. ацетиленовой сажи, а также другие электропроводящие добавки.

Для всех образцов определяется удельное объемное сопротивление по методу 4-электродной схемы.

Коэффициент тензочувствительности

Л 11/R

К = -- — — определяется на образце

А1/1 резины в виде полоски шириной 3-5 мм и длиной 30-40 мм, зажатой в специальные зажимы микрометра. К зажимам подводится постоянное напряжение, затем образец с помощью микрометрического винта растягивается до опреде-: ленной длины, а подключенные в схему вольтметр и амперметр фиксируют изменение сопротивления при растяжении.

Для каждого режима вугканизации Р, 493101

100

80

Степень ориентации

Ф= ь/,.

15!

1 1,3 1,5

\Ю

Ом см 1 10

5,7 3 2

6,9 5,9

10 IO

11 10

"// 12 15 13

K g 15 18 20

К, ). 17

25

// 15 -7

1 17,30

Изопреновый каучук СКИ

Сажа ацетиленовая

100

Пример вес.ч.:

Показатели

Степень ориентации

ih = 1/L, ). 25

15

// 25

l5

// 14 4 6 з и коэффициент тензочувствительности резин определяется на образце, вырезанном вдоль направления вытяжки // и поперек этого направления I ..

Пример 1. Состав резины, вес,ч.:

Силоксановый каучук СКТВ 100

Сажа ацетиленовая 70

Графит из-. мельченный 30 Первое облучение — 6 Мрад, вто рое — 12 Мрад.

П р и м е ч а н и e. / — длина растянутого образца на второй стадии вулканизации — длина ис ходного образца.

2. Состав резины, Силоксановый каучук СКТВ 100

Сажа ацетиленовая 40

Первое облучение — 4 Мрад, второе . — IO Mpap,. о Ом см 1 70 100 110 120

Ом см

70 130 150 150

Х 14 16 13 13

Пример 3. Состав резины, вес.ч,:

Силоксановый каучук СКТВ

Сажа ацетиленовая

Высокодисперсный порошок алюминия

Первое облучение — 5 Мрад второе — !2 Мрад.

) 20

Ом см - 1 12, 9

Пример 4. Состав резины, вес.ч.:

Первое облучение — 6 Мрад, второе — 12 Мрад.

40 р,,Ом см 1 105 320 220

105 300 200

493101

Редактор Л.Письман Техред И до

Корректор А. Тяско

Заказ ll38/3 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул,Проектная, 4

Из этого примера видно, что вулканизат на основе изопренового каучука и ацетиленовой сажи, облученный в растянутом состоянии по указанному способу, не обладает анизотропией электрических свойств,