Анотація до роботи:

Зибайло С.М. Розробка клейових композицій на основі комбінацій хлорвмісних полімерів для кріплення гум до металу в процесі вулканізації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.06 – технологія полімерних і композиційних материалів. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2003.

Дисертація присвячена розробці клейових композицій на основі комбінацій хлорвмісних полімерів для кріплення гум до металу в процесі вулканізації, які за адгезійними властивостями наближаються до кращих західних зразків – клеям Хемосил (фірма «Хенкель», Німеччина) і Тіксон (фірма «Ром і Хаас», Франція).

Для вибору оптимальних хлорвмісних полімерів клейового призначення визначені основні термодинамічні (вандерваальсовий об’єм, ефективна мольна енергія когезії, параметр розчинності, поверхнева енергія, енергетичний параметр адгезійних властивостей), молекулярно-кінетичні (молекулярна маса, в'язкість, гнучкість макромолекул) характеристики даних полімерів та їх вплив на формування адгезійної міцності систем метал – клейова композиція – гума.

Визначений вплив молекулярної маси ХНК і поліхлоропренів меркаптанового регулювання на клейкість клейових плівок на їх основі до сталі і показано, що в клейових композиціях доцільно використовувати комбінацію ХНК із підвищеною поверхневою енергією і невисокою молекулярною масою (= 2040^.10³) і поліхлоропрен марки Неопрен AD-40 з високою гнучкістю макромолекул і більш високою молекулярною масою ( =100300^.10³).

З використанням отриманих трирозмірних діаграм розчинності хлорвмісних полімерів і запропонованих критеріїв вибору розчинників для них встановлена оптимальна суміш розчинників (бензин+етилацетат+циклогексанол) для комбінацій хлорвмісних полімерів (ХНК+поліхлоропрен), які використовували у складах праймеру і покривного клеїв та розчинний спосіб їх сполучення. Це дозволило виключити зі складу розчинників токсичний толуол, який є основою стандартних розчинників марок 645, 646, 647, 648, Р-4 і Р-12.

18

Обрані комбінації розчинників додають необхідні технологічні властивості клейовим композиціям: невисоку в'язкість, поліпшену змочуваність поверхні металу (Ст.3), високу швидкість сушіння клейових плівок і низький залишковий зміст розчинника в клейовій плівці (<10 мас.%).

Розроблені методом математичного планування експерименту оптимальні склади праймеру і покривного клеїв на основі комбінацій хлорвмісних полімерів, які містять адгезійно-активну добавку (феноло-формальдегидную смолу 101К), наповнювач (Аеросил А-175) і пластифікатор (ДБФ), забезпечують експлуатаційну і корозійну стійкість гумометалевих сполук на основі каучуків різної полярності (НК, СКЕП, СКН-40) на рівні імпортного клею Тіксон і наближаються за властивостями до клею Хемосил.

Результати виконаних експериментальних досліджень з застосування розроблених клейових композицій на основі комбінацій хлорвмісних полімерів підтверджені при випуску дослідної партії масивних шин трироликової опори скіпа шахтного підйомника. Загумовані масивні шини 250х100х168мм пройшли повний цикл експлуатаційних випробувань на ЗАТ «Запорізький залізорудний комбінат» без відшарування гуми від поверхні металу.

1. Вперше здійснені систематичні дослідження адгезійної здатності найбільш поширених хлорвмісних полімерів та їх комбінацій при створенні клеїв для кріплення гум на основі каучуків різної полярності до металу (Ст.3) в процесі вулканізації. Знайдені основні фізико-хімічні параметри хлорвмісних полімерів та залежності їх адгезійної здатності від цих параметрів дозволили цілеспрямовано вибрати комбінації поліхлоропрену з хлорованим натуральним каучуком при розробці складу праймеру та покривного клеїв.

2. Визначена термодинамічна сумісність хлорвмісних полімерів різної будови і показано, що поліхлоропрен і хлорований натуральний каучук у невеликих концентраціях (до 20 мас.%) є обмежено сумісними. Оптимальна технологічна сумісність даних полімерів досягається при розчинному способі їх сполучення.

3. Вперше отримані трихрозмірні діаграми розчинності Гіббса хлорвмісних полімерів клейового призначення, які застосовані для цілеспрямованого вибору комбінацій розчинників при розробці клеїв конструкційного призначення. З їх використанням і запропонованими критеріями вибору розчинників встановлена оптимальна суміш розчинників (бензин+етилацетат+циклогексанол) для комбінацій хлорвмісних полімерів, використовуваних у складах праймеру і покривного клеїв, що дозволило виключити зі складу розчинників токсичний толуол, що є основою стандартних розчинників марок 645, 646, 647, 648, Р-4 і Р-12.

4. Методом математичного планування експерименту розроблені оптимальні склади праймеру і покривного клеїв, що містять адгезійно-активну добавку (феноло-формальдегідну смолу 101К), наповнювач (Аеросил А-175) і пластифікатор (ДБФ), що забезпечують адгезійну міцність зв'язку гум на основі каучуків різної полярності до сталі (Ст.3) на рівні кращих закордонних аналогів. Показана можливість застосування нових олігомерних поліізоціанатів як резервні добавки для підвищення адгезійної міцності гумометалевих сполук.

5. Визначена адгезійна міцність дослідних клейових гумометалевих сполук при тривалому впливі підвищеної температури (100^оС), дії агресивних середовищ, корозійна стійкість у киплячій воді під навантаженням і встановлено, що розроблені склади праймеру і покривного клеїв забезпечують експлуатаційну і корозійну стійкість гумометалевих з'єднань на основі каучуків різної полярності (НК, СКЕП, СКН-40) на рівні клеїв провідних західних фірм.

6. Удосконалено методики визначення клейкості клейових плівок і прискорених випробувань при відшаруванні під кутом 180^о адгезійних гумометалевих з’єднань при впливі кіплячої води та навантаження, які дозволяють оцінити технологічну ефективність клеїв, характер і ступінь руйнування систем гума-метал.

7. Результати виконаних експериментальних досліджень з розробки клейових композицій на основі комбінацій хлорвмісних полімерів для кріплення гум до металу в процесі вулканізації підтверджені при випуску дослідної партії масивних шин трироликової опори скіпа шахтного підйомника. Загумовані масивні шини 250х100х168мм пройшли повний цикл експлуатаційних випробувань на ЗАТ «Запорізький залізорудний комбінат» без відшарування гуми від поверхні металу.

15