Разъедает ли аммиак резину

Разъедает ли аммиак резину

ООО «ДомРезин»
тел.: +7 (812) 953-52-84
E-mail: domrezin@inbox.ru
г. Санкт-Петербург

Влияние агрессивных сред на каучуки

Действие галогенов

В процессе контакта натурального каучука с галогенами на ряду с присоединением галогена по средствам двойной связи начинается процесс замены водорода с образованием хлористого во дорода .

Хлорирование натурального каучука осуществляется путем пропуска ния хлора по раствору каучука в четыреххлористом углероде или при контакте каучука с хлором под давлением . Хлорирование происходит после образования ряда промежуточных продук тов . Итоговый продукт хлорирования в четыреххлористом углероде является высокомолекулярным соединением циклической структуры , называемое хлоркаучуком . Этот насыщенный продукт является результатом присоединения хло ра , замещения хлором водорода и циклизации .

Хлоркаучук легко растворяем во всех растворителях натурального каучука , за исключением бензина . Растворы его имеют почти та кую же вязкость , как и растворы первоночального каучука , следователь но , хлорирование не приводит к заметному разрыву макромолекул и снижению молекулярной массы . Обычно хлоркаучук полу ¬ чают как в виде белого порошка так и прозрачных пленок . При температуре близкой к 70 ° С он размягчается , переходя в мяг кое и эластичное состояние , при 180 — 200 ° С разлагается с образованием хлора .

Являясь насыщенным соединением , хлоркаучук обладает относи тельно высокой химической стойкостью : он устойчив к влиянию кис лот , солей и щелочей . Он используется в процессе изготовления различных красок , антикоррозионных покрытий и огнеупоров , а также является основой композиции для крепления элементов из резины к металлическим поверхностям .

Хлорирование синтетических бутадиенового и бутадиенстирольного каучуков в растворе четыреххлористого углерода проте­кает в основном по двойным связям и сопровождается сшиванием макромолекул ; циклизации при этом почти не наблюдается. Про­дукты частичного хлорирования этих каучуков, содержащие до 35% хлора, способны вулканизоваться серой и оксидами металлов с образованием ненаполненных вулканизатов с прочностью при растяжении до 13 МПа (130 кгс/см 2 ). Предельное содержание хло­ра в продуктах хлорирования бутадиен-стирольного каучука со­ставляет 53%, а в продуктах хлорирования бутадиенового каучука 65—71%. Эти продукты отличаются высокой химической стой­костью.

Хлорированием наирита в дихлорэтане или хлороформе полу­чают хлорнаирит с содержанием 68% хлора, что соответствует фор­муле (C4H5CI3)п. Хлорнаирит применяется для изготовления клеев, используемых для крепления резины к металлам в процессе вулка­низации резино-металлических изделий.

При взаимодействии натурального каучука с бромом на холоду происходит присоединение брома по месту двойной связи с обра­зованием дибромида каучука — высокомолекулярного соединения состава (С5Н8Вr2)n. Эта реакция на практике применяется для количественного определения каучука в смесях с другими вещест­вами. Дибромид сравнительно неустойчив, при температуре выше 60 °С наступает его разложение.

При взаимодействии натурального каучука с иодом и фтором происходит одновременно окисление каучука. Только в особых ус­ловиях удается получить высокомолекулярные продукты взаимо­действия с иодом и фтором, аналогичные дибромиду.

Действие серной кислоты и сульфатов

При действии на натуральный каучук серной кислоты и сульфокислот образуются так называемые термопрены. В зависимости от условий получения, от количества взятой кислоты могут полу­чаться термопрены разной твердости. Все термопрены термопла­стичны, т. е. способны размягчаться при нагревании.

Некоторые термопрены в виде клея применяют для крепления резины к по­верхности металла и дерева, при обкладке поверхности металли­ческой аппаратуры (гуммировании).

В химическом процессе получения термопрена пользуется нелетучие и более равномерно распределяемые в каучуке сульфокисло­ты. Этот процесс осуществляется смешением n-Толуолсульфокислоты в количестве 8—9% с изопреновым каучуком на каландрах, и дальнейшего разогрева полученной смеси до температуры близкой к 140 °С в течение 3нескольких часов. После окончания термо обработки полученную смесь промывают на вальцах, тем самым удаляя кислоты с дальнейшей сушкой полученного вещества.

При образовании термопренов происходит циклизация каучука в результате взаимодействия соседних двойных связей. Состав термопрена приближается к формуле (C5H8)n, что указывает на то, что кислота не присоединяется к каучуку, а вызывает лишь изменение его молекулярной структуры, при этом количество двойных связей в молекулах уменьшается почти в 2—2,5 раза.

Термопрены растворимы в тех же растворителях, что и каучук.

Вязкость растворов термопрена значительно ниже вязкости растворов исходного каучука, что указывает на снижение молекулярной массы под действием сульфокислот. Термопрены способны вул­канизоваться серой, как и исходный каучук, присоединяют гало­гены и галогеноводороды.

Синтетический цис- 1,4-полиизопрен взаимодействует с сульфокислотами, при этом происходит циклизация с образованием про­дуктов, которые имеют строение, аналогичное строению продуктов взаимодействия натурального каучука с сульфокислотами.

Окисление каучуков

Окисление — основная причина старения каучуков и резины, в результате которого ухудшаются их физико-механические и технологические свойства. Взаимодействие каучука с кислородом имеет весьма существенное значение при проведении ряда технологиче­ских процессов, таких как пластикация, вулканизация и регенера­ция, приводящих к изменению свойств каучука.

Читайте также:  Размер резины на инфинити jx35

Продуктами окисления каучуков являются как летучие, так и нелетучие соединения. В смеси легколетучих продуктов реакции окисления натурального каучука обнаружены: двуокись углерода, вода и водород, перекись водорода, формальдегид. В летучих продуктах окисле­ния— бутадиенового каучука — вода, формальдегид, муравьиная кислота.

В продуктах окисления нелетучей природы кисло­род содержится в функциональных группах.

При окислении каучуки могут поглощать значительное количество кислорода. Стало известно, что натуральный каучук в процессе окисления поглощает до 30% кислорода.

Натуральный каучук используемый для технических нужд при комнатной температуре окисляется относительно медленно благодаря присутствию в его составе противостарителей естественной природы. В процессе экстрагировании каучука ацетоном из него вымываются смолы, и естественные противостарители; поэтому экстрагированный и чистый каучуки, лишенные примесей белков и смол, окисляются легче. В начале реакции окисления натуральный каучук характеризуется относительной липкостью, после реакции присоединения 0,5— 1,0% кислорода вся масса каучука размягчается. При дальнейшем окислении и поглощения каучуком 12—25% кислорода, он становится твердым и увеличивается его хрупкость, его поверхность покрывается трещинами.

Из экспериментов известно, что поглощение небольшого количества кислорода приводит к резким изменениям свойств каучука: снижению прочности при растяжении, средней молекулярной массы, вязкости его растворов, повышается его растворимость в растворителях и пластичность. При присоеди­нении 0,5% кислорода прочность при растяжении пленки каучука, приготовленной из латекса, понижается на 50%.

Изменение свойств натрийбутадиенового каучука в процессе окисле­нии имеет другой характер: увеличивается прочность при растяже­нии и жесткость, снижается растворимость.

Вследствие способности легко окисляться каучуки могут применяться только после стабилизации их добавками противостарителей.

Способность каучуков к окислению различна и зависит от их молекулярной массы и структуры: разветвленности молекул, чис­ла двойных связей в основной цепи, наличия полярных замести- , телей, их положения и природы. Так, от хлоропренового каучука, содержащего хлор в качестве полярного заместителя, под дей­ствием кислорода отщепляется хлористый водород. Наличие метильных групп, находящихся в a-положении к двойной связи, способствует окислению в большей степени, чем наличие таких заместителей, как фенильная или нитрильная группы, хлор.

На окисление каучуков оказывает значительное влияние разветвленность макромолекул. Чем больше разветвленность, тем легче развиваются окислительные процессы, вероятно, вследствие большей реакционной способности третичных атомов углерода.

Окисление всех каучуков ускоряется при нагревании, под дей­ствием света, статических и динамических нагрузок, при воздей­ствии солей металлов переменной валентности (Сu, Fe, Мn, Со). Значительное влияние на окисление оказывают различные химиче­ские реагенты и примеси, которые либо тормозят (ингибируют), либо ускоряют (инициируют) процесс окисления. В реальных усло­виях происходит одновременное воздействие нескольких из пере­численных факторов, ускоряющих окислительные процессы. Од­нако действие этих факторов, как правило, не аддитивно.

Механизм окисления каучуков. В соответствии с перекисной теорией окисления, предложенной академиком А. Н. Бахом, моле­кула кислорода присоединяется к окисляемому веществу, не раз­рываясь на отдельные атомы; в результате в качестве первичных продуктов окисления органического вещества образуются перекиси а гидроперекиси, которые легко распадаются.

Установлено, что кислород присоединяется в основном к метиленовым группам, находящимся в a-положении по отношению к двойным связям, с образованием гидроперекисей.

Боковые радикалы представляют собой, как правило, углеводородные цепи, состоящие из большого числа изопреновых групп; по­этому длина образующихся при распаде новых молекул достаточно велика. Распад молекул каучука с образованием высокомоле­кулярных продуктов называется окислительной деструкцией. Окис­лительной деструкцией, происходящей на первоначальной стадии окисления натурального каучука, объясняется понижение молеку­лярной массы, прочности и эластичности, а также повышение пла­стичности, растворимости и снижение вязкости растворов этого каучука.

Интенсивность деструкции каучука в результате его окисления зависит от температуры. Так, при 100 °С на 5—10 атомов прореагировавшего кислорода приходится один разрыв молекуляр­ной цепи.

Чем глубже идет процесс окисления, тем значительнее деструк­ция молекул каучука. При глубоком окислении в результате присоединения больших количеств кислорода образуются низкомоле­кулярные продукты деструкции, содержащие карбонильные и кар­боксильные группы, например левулиновый альдегид.

Установлено, что при окислении каучуков одновременно с деструкцией происходит и структурирование. Соотношение скоростей деструкции и структурирования зависит от структуры каучука и условий процесса окисления. Уменьшение концентрации кислорода ведет к уменьшению скорости деструкции натурального каучука и к повышению скорости его структурирования. При нагревании в вакууме натуральный каучук, весьма склонный к деструкции, под­вергается структурированию. При окислении бутадиенового кау­чука, наоборот, с уменьшением концентрации кислорода скорость структурирования понижается.

Методы исследования, применяемые в настоящее время, дают возможность определить только, какой процесс преобладает, а так­же оценить суммарный эффект изменения структуры каучука под влиянием одновременно протекающих процессов.

Натрийбутадиеновый каучук, содержащий бутадиеновые звенья в положении 1,2, по скорости структурирования значительно превосходит натуральный каучук. Это, в частности, объясняется тем, что при нагревании его развивается процесс термического структурирования, который особенно интенсивно протекает при наличии значительного числа боковых винильных групп.

Читайте также:  Резина шире или уже плюсы и минусы

Наблюдаемое при окислении натрийбутадиенового каучука повышение жесткости и прочности, рост условных напряжений при заданном удлинении, понижение относительного удлинения и растворимо­сти свидетельствуют о преобладании при окислении этого каучука процесса структурирования, являющегося результатом соединения цепных молекул в пространственную сетку силами химических свя­зей, и за счет усиления межмолекулярного взаимодействия, вы­званного появлением новых полярных групп (карбонильных, карбоксильных).

цыс-1,4-Бутадиеновый каучук, содержащий всего 2—5% звеньев в положении 1,2, обладает значительно более высокой стойкостью к окислению по сравнению с натрийбутадиеновым каучуком.

По стойкости к окислению ненасыщенные каучуки располагают­ся в ряд: бутилкаучук > бутадиен-нитрильный > хлоропреновый > бутадиен-стирольный > бутадиеновый > изопреновый.

Соединения металлов переменной валентности (Fe, Со, Мn, Сu) каталитически ускоряют процесс окисления каучуков. Особенно активны соли жирных и смоляных кислот, растворимые в каучу­ках. Так, их каталитическое действие на окисление натурального каучука проявляется при содержании 0,1—0,01%.

Некоторые химические реагенты являются ингибиторами окис­ления. Они тормозят процесс окисления, уменьшая скорость окис­ления каучука в десятки и сотни тысяч раз по сравнению со ско­ростью автокаталитического окисления. Вещества, специально при­меняемые для торможения окисления и старения каучука, носят название противостарителей. Ингибирующее действие оказывают и некоторые другие компоненты резиновых смесей.

Действие озона

При действии озона на каучуки образуются озониды; при этом увеличивается масса каучуков и на их поверхности (за исключе­нием натурального и бутилкаучука) образуется хрупкая пленка. Особенно эффективно действие озона на каучук, находящийся под действием растягивающей нагрузки. В этих условиях наступает так называемое озонное растрескивание, поверхность деформиро­ванного образца покрывается трещинами. С увеличением нагрузки озонное растрескивание увеличивается. Окисление кислородом спо­собствует озонному растрескиванию.

Стойкость каучуков к действию озона не одинакова: особенно сильно озон действует на натуральный, бутадиеновый и бутадиен- стирольный каучуки.

Хлоропреновый и бутилкаучук отличаются повышенной стойкостью к действию озона; резины из других кау­чуков требуют специальных мер защиты. Повышенная стойкость бутилкаучука к озону объясняется малой ненасыщенностью, а по­вышенная стойкость хлоропренового каучука — наличием в его мо­лекулах хлора.

Источник

Как вернуть эластичность загрубевшей резине (изделию из резины), это возможно?

Если к примеру диафрагма загрубела и стала не эластичной, есть ли возможность вернуть ей эластичность.

Резина резине рознь — по составу. Есть недолговечная, рассыпающаяся на куски от перепадов температур, есть мягкая и эластичная. Но если вспомнить, что в советское время пластики старые вымачивали в керосине, то, вероятно, есть способы обновить резину в подобных растворах. Пример не самый лучший, и надо учесть, что такое «омоложение’ будет кратковременным.

Множество резиновых изделий, например, уплотнительные прокладки или шланги, находят свое применение в городских квартирах. Бывает, что купленное впрок изделие пересыхает, становится грубым и эластичность свою теряет в той или иной степени. Можно новое купить, но есть варианты реанимации загрубевшей резины.

В СССР часто применялся способ вымачивания в керосине, топливо тогда было дешевым, потому им наполняли нужную по объему емкость, погружали туда изделие и часа 3 примерно давали постоять, далее извлекали, обязательно проточной водой промывали и сушили, опять же таки — без батарей или фена, только естественным образом, в тени. Способ не ахти какой, далеко не всегда удавалось восстановить эластичность на долгое время, при этом изделие из резины можно испортить из-за взаимодействия керосина с составляющими, все-таки этот способ нужно считать архаичным.

Спирт (нашатырный) тоже вариант, но не в чистом виде конечно, а в расчете одной части на семь частей воды. Полагается выдержать реанимируемое изделие в этом растворе 1/2 часа, потом моют и сушат по тем же рекомендациям, что и в случае керосина. Не всякая резина поддается этому методу, в нашатыре оставлять более получаса не рекомендуется, не помогло — ищите другой путь.

Спирт (этиловый) с обязательным добавлением в технологический процесс глицерина. Сначала выдерживают в спирте. Потребуется несколько часов. Потом, если размягчение началось, нужно промыть раствором (мыльным). Глицерин же, используя ветошь, попросту втирают в резину, можно и масло машинное использовать. Важный нюанс — использовать изделие из резины можно только через 1/2 часа.

Для кратковременного восстановления эластичности, изделие мажут силиконом, можно и масло (касторовое) применить. Подождали примерно 10 минут, поверхность станет куда более мягкой. Также, если резиновый элемент конструкции задубел и не снимается, его греют, применяя фен или просто кипяток. На время идет размягчение, позволяющее снять резиновую деталь. Если деталь, наоборот, нужно надеть, а она не надевается из-за жесткости, то ее помещают в соленую закипевшую воду (ложка, столовая, с горкой на 1 литр воды) и, оставляя емкость на малом огне, «варят» все минут 10-ть. После этого извлекают и не мешкая устанавливают, пока опять не пошло затвердение после остывания.

Читайте также:  Краска для резины голубая

Прежде чем отвечать на поставленный вопрос нужно разобраться, что такое загрубевшая резина. И так в процессе старения резина грубеет и это связано прежде всего с тем , что под воздействием кислорода , который содержится в воздухе происходит сшивка макромолекул каучука входящего в состав резины и образуются укрупненные агломераты, которые и теряют эластичность — основное свойство резины. Так что восстановить резиновые изделия в первозданный вид не получится. Но улучшить свойства и частично вернуть эластичность можно. Для этого можно применить пластификаторы. Например обычное машинное масло, если им обработать загрубевшую резину и дать впитаться, то она станет мягче.

Если говорить о физических ощущения, тогда на время эластичность резине можно вернуть. С нашатырным спиртом я не производил опыты, а вот в керосин мембраны окунал, потом их пропитывал ещё и маслом. Но даже та эластичность, что появлялась после этих процедур не надолго восстанавливала изделие, резина ещё быстрее разрушалась.

Происходит это по причине, что связывающие свойства материала по всему изделию уже не те, а керосин с маслом восстанавливает лишь поверхностный слой, а внутри не пропитывает.

Такие восстановления сокращают намного жизнь резиновым изделиям.

Кстати, если деталь новая, но хранилась не правильно, тогда эластичность можно восстановить обычным нагреванием тёплым воздухом.

В большинстве случаев помогает нашатырный спирт. Резиновое изделие помещается в емкость с раствором спирта минут на десять. После этого насухо протирается (я обычными салфетками протирал). Слышал (но сам не проверял), что таким же образом резину можно поместить в керосин на час-полтора. Те детальки, которые вытащить нельзя, можно смазать глицерином. Однако, это дает кратковременный эффект.

На своём опыте знаю, что не все изделия из резины можно восстановить, т.е. придать им бывшую эластичность и мягкость, после того, как она загрубела. Вообще малую часть резины можно вернуть к жизни, если мы говорим именно о резине, а не о новейших полимерах, которые при определённой температуре эксплуатации не теряют свои физические свойства.

Вся разница в том, что изделия из резины, а именно сам материал «резина» в процессе своего изготовления проходит такой процесс, как вулканизация, когда основа резины — каучук превращался в резину при взаимодействии с некоторыми веществами при определённой температуре. Резиной назывался новый материал, в котором молекулы каучука создавали единую пространственную сетку, именно за счёт этой единой сетки резина и имеет свои физические свойства.

Говорить в одной рекомендации обо всех изделий из резины будет не практично, так как видов резины очень много и каждая резина имеет свои входящие свойства, а также степень насыщенности каучука, способности к кристаллизации и ориентации, прочности цепи химической связи и гибкости макромолекул.

В основном на старение и потерю эластичности влияют 5 основных факторов:

  • световое воздействие, при котором происходит необратимый процесс фотоокисления каучука.
  • озонное воздействие, при котором получается растрескивание напряженных резины.
  • тепловое воздействие разрушает пространственную сетку.
  • радиационное воздействие разрушает связь молекул.
  • вакуумное воздействие разрывает отдельные участки в изделии.

Всё это негативное влияние приводит к тому, что резина становиться твёрдой и/или хрупкой. Если изделие крошится, тогда придать ему эластичность не получиться, так как связь между молекулами разорвана.

Но если резина загрубела, но не начала разрушаться, тогда её можно вернуть к жизни.

Одним из заблуждений является то, что многие советуют окунуть или побрызгать на изделие растворителями, бензином или спиртом. Этого делать нельзя, так как во-первых есть резина масло-бензо стойкая, которая просто не воспримет эти жидкости, а во-вторых другие резиновые изделия просто растворяться частично или полностью в этих растворителях, а эффект эластичности будет лишь временным.

А вот один из на самом деле действенных растворов, способных «оживить» изделия из резины — это раствор аммиака с 5% концентрацией.

В этом растворе изделие надо подержать не более 15 минут, затем по возможности размять его путём механического давления и обработать следующим составом.

Поместить изделие после размягчения в водно-глицериновый раствор с 5% концентрацией.

В этом растворе изделие также необходимо подержать не более 15 минут.

Температура растворов должна находиться в пределах 40-50 градусов.

Между двумя растворами не должно пройти много времени, так как аммиак разрушает резину при долгом воздействии, а глицерин на воде замедляет этот процесс.

Раствор аммиака 5% в продаже нет, по этой причине придётся 10% покупать и по формуле разбавлять его дистиллированной водой (смотрите химические формулы, я лично могу допустить ошибку)

Водно-глицеринового раствора 5% также нет в продаже, есть только чистый глицерин или 85%, его также необходимо разбавить для получения соответствующей концентрации.

Источник

Поделиться с друзьями
Шинбург