Полимеры и сополимеры изопрена и изобутилена. И их обработка – Часть 2
Было исследовано взаимодействие каучукового вещества с наполнителем при помощи определения адсорбционного равновесия бензольных растворов бутилкаучука. В случае применения коллоидной кремнекислоты (хай-сила) не было обнаружено адсорбции, тогда как в случае применения канальной сажи, сообщающей смесям среднюю обрабатываемость (МРС), такая адсорбция в известной степени наблюдалась. Печная сажа, сообщающая высокое сопротивление истиранию (HAF), характеризуется высокой адсорбцией. При этом адсорбция на единицу веса сажи падает с повышением температуры и возрастает с молекулярным весом полимера настолько сильно, что этим путем можно вычислить кривые распределения молекулярных весов. Степень ненасыщенности сама по себе не имеет существенного значения для адсорбции. При экстрагировании бензолом в приборе Сокслета удается отделить от сажи только часть адсорбированного полимера. Вальцевание может резко увеличить количество адсорбированного полимера на единицу веса сажи МРС. Напротив, в случае сажи HAF такая обработка влияния не оказывает.
Аналогично бутилкаучуку ведет себя полиизобутилен. поэтому можно предположить, что адсорбция полиизобутилена и бутилкаучука на саже HAF носит преимущественно физический характер и что эта физическая адсорбция имеет существенное значение для усиления. Канальные газовые сажи, содержащие кислород, слабо адсорбируют физически, однако в условиях вальцевания они могут химически реагировать с непредельными группами полимера [69].
Широко исследовалось также влияние термообработки на усиление бутилкаучука сажей. Такая термообработка может носить циклический характер и состоять в попеременном действии острого пара при 160° и обработки на вальцах. Можно также производить нагревание без вальцевания или подвергать саже-каучуковую маточную смесь нагреванию до 200—260° во время вальцевания. Путем термообработки удается улучшать физико-механические свойства вулканизата, в первую очередь эластичность по отскоку. Это улучшение зависит от взаимодействия между сажей и полимером, а также от степени распределения наполнителя в смеси. Только на канальных газовых сажах сказывается эффект такой обработки. Применение саж других типов требует соответствующих мероприятий.
Изменения свойств возрастают с увеличением содержания канальной газовой сажи. Они зависят главным образом от присутствия кислорода на поверхности сажи, так как при удалении кислорода чувствительность к термообработке снижается. Печная сажа, не пригодная в нормальных условиях для такого рода обработки, может дать превосходные вулканизаты бутилкаучука с высокими значениями сопротивления разрыву, модуля и эластичности по отскоку при активировании ее поверхности кислородом.