RU2436813C1 - Unsaturated carbon-chain natural rubber-based rubber modifier - Google Patents
Unsaturated carbon-chain natural rubber-based rubber modifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436813C1 RU2436813C1 RU2010109157/04A RU2010109157A RU2436813C1 RU 2436813 C1 RU2436813 C1 RU 2436813C1 RU 2010109157/04 A RU2010109157/04 A RU 2010109157/04A RU 2010109157 A RU2010109157 A RU 2010109157A RU 2436813 C1 RU2436813 C1 RU 2436813C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- modifier
- rubber
- hexamethylenetetramine
- strength
- proton donor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Tires In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к модификаторам для резин на основе ненасыщенных карбоцепных каучуков и может быть использовано в резиновой промышленности для получения резин, обладающих высокой прочностью связи с текстильными и металлическими армирующими материалами в широком температурном диапазоне, а также улучшения физико-механических показателей вулканизатов (работы разрушения, динамической выносливости, стойкости к раздиру).The invention relates to modifiers for rubbers based on unsaturated carbochain rubbers and can be used in the rubber industry to produce rubbers having high bond strength with textile and metal reinforcing materials in a wide temperature range, as well as improving the physico-mechanical properties of vulcanizates (fracture, dynamic endurance, tear resistance).
Известен модификатор для резин на основе молекулярного комплекса гексаметилентетрамина и донора протона, в качестве донора протона, в котором использован резорцин, и который содержит углеводородный воск и минеральное масло (Авторское свидетельство СССР №697532, кл. C08L 9/00; Опубл. 15.11.79).Known modifier for rubbers based on the molecular complex of hexamethylenetetramine and a proton donor, as a proton donor, which uses resorcinol, and which contains hydrocarbon wax and mineral oil (USSR Author's Certificate No. 697532, class C08L 9/00; Publ. 15.11.79 )
Однако данный модификатор не обеспечивает высокий комплекс физико-механических показателей вулканизатов для обкладки текстильных слоев каркаса, а также для обрезинивания металлокордного брокера.However, this modifier does not provide a high set of physicomechanical parameters of vulcanizates for lining the textile layers of the carcass, as well as for rubberizing a metal cord broker.
Перед разработчиками была поставлена задача: разработать модификатор резиновых смесей на основе доступных исходных веществ, расширяющих сырьевую базу резиновой промышленности, и, обеспечивающий повышение прочности связи резин с текстильными и металлическими армирующими материалами в широком температурном диапазоне, а также улучшение физико-механических показателей вулканизатов.The task was set for the developers: to develop a rubber compound modifier based on available starting materials, expanding the raw materials base of the rubber industry, and providing increased bond strength of rubbers with textile and metal reinforcing materials in a wide temperature range, as well as improving the physical and mechanical properties of vulcanizates.
Цель изобретения - повышение долговечности и работоспособности пневматических шин, что реализуется за счет улучшения физико-механических характеристик вулканизатов резиновых смесей: работы разрушения, прочности связи между резиной и армирующими материалами в широком диапазоне температур, усталостной выносливости, стойкости к раздиру.The purpose of the invention is to increase the durability and performance of pneumatic tires, which is realized by improving the physicomechanical characteristics of vulcanizates of rubber compounds: fracture work, bond strength between rubber and reinforcing materials over a wide temperature range, fatigue resistance, tear resistance.
Цель достигается тем, что в качестве модификатора резиновых смесей для обкладки текстильного каркаса и металлокордного брекера пневматических шин использован молекулярный комплекс гексаметилентетрамина и донора протонов, где в качестве донора протонов применяется малеиновая и (или) фумаровая кислоты, при их массовом соотношении 1:0,86 (мольном соотношении 1:1). В качестве модификатора могут быть использованы молекулярные комплексы индивидуальных малеиновой и фумаровой кислот с гексаметилентетрамином или механическая смесь комплексов указанных индивидуальных кислот с гексаметилентетрамином.The goal is achieved in that a molecular complex of hexamethylenetetramine and a proton donor is used as a modifier of rubber compounds for lining a textile carcass and a metal cord breaker for pneumatic tires, where maleic and (or) fumaric acids are used as a proton donor, with a mass ratio of 1: 0.86 (molar ratio 1: 1). As a modifier, molecular complexes of individual maleic and fumaric acids with hexamethylenetetramine or a mechanical mixture of complexes of these individual acids with hexamethylenetetramine can be used.
В настоящее время широко распространены молекулярные комплексы, образованные фенолами (как одно-, так и многоатомными) и аминами. Компоненты в таких молекулярных комплексах связаны водородной связью, образованной между гидроксильными группами фенолов и неподеленной электронной парой в аминах. В данном случае фенол выступает как донор протонов, а амин - акцептор. В качестве акцептора протонов - амина наиболее широко используют гексаметилентетрамин и гексаметоксиметилмеламин.At present, molecular complexes formed by phenols (both mono- and polyatomic) and amines are widespread. The components in such molecular complexes are linked by a hydrogen bond formed between the hydroxyl groups of phenols and a lone electron pair in amines. In this case, phenol acts as a proton donor, and the amine as an acceptor. Hexamethylenetetramine and hexamethoxymethylmelamine are the most widely used proton-amine acceptors.
Большое влияние на способность к комплексообразованию оказывает электронная структура донора протона. Протонно-донорные функции, а следовательно, и комплексообразование определяются электронной плотностью на атоме кислорода в гидроксильной группе. Обладая высокой полярностью и способностью к образованию водородных связей органические кислоты также способны к комплексообразованию с аминами и, в частности, с гексаметилентетрамином.The electronic structure of the proton donor has a great influence on the ability to complexation. Proton-donor functions, and hence complex formation, are determined by the electron density on the oxygen atom in the hydroxyl group. Having a high polarity and the ability to form hydrogen bonds, organic acids are also capable of complexation with amines and, in particular, with hexamethylenetetramine.
Согласно квантово-химическим расчетам, проведенными авторами, для максимального облегчения распада гексаметилентетрамина в условиях изготовления резиновых смесей и их вулканизации необходима максимальная степень поляризации третичного азота. Это достигается путем применения молекулярных комплексов, возникающих не за счет образования водородных связей, а при образовании солеподобных соединений типа четвертичных оснований, возникающих между гексаметилентетрамином и органическими ненасыщенными двухосновными кислотами, в качестве которых предложены фумаровая и малеиновая кислоты.According to the quantum chemical calculations carried out by the authors, to maximize the decomposition of hexamethylenetetramine under the conditions of manufacture of rubber compounds and their vulcanization, a maximum degree of polarization of tertiary nitrogen is required. This is achieved through the use of molecular complexes that arise not due to the formation of hydrogen bonds, but during the formation of salt-like compounds such as quaternary bases that arise between hexamethylenetetramine and organic unsaturated dibasic acids, which are proposed as fumaric and maleic acids.
Модификатор для резиновых смесей получают путем смешения спиртовых растворов гексаметилентетрамина и донора протонов, в качестве донора протонов используют малеиновую и фумаровую кислоту. Готовят 4-10 % (мол.) спиртовой раствор гексаметилентетрамина и 3-5% (мол.) спиртовой раствор донора протонов. Приготовленные растворы сливают в массовом соотношении гексаметилентетрамин: донор протонов = (54:46) соответственно (мольном соотношении 1:1) и перемешивают. Молекулярный комплекс гексаметилентетрамина с донором протонов начинает выпадать в осадок немедленно после сливания растворов. Выход модификатора составляет 80-95% от теоретического. Для получения модификатора осадок фильтруют и сушат при комнатной температуре. В качестве модификатора в резинах можно использовать механическую смесь молекулярных комплексов, полученных при использовании индивидуальных малеиновой и фумаровой кислот. Соотношение молекулярных комплексов в модификаторе, полученном путем механического смешения компонентов, зависит от того, какое свойство резины требует улучшения.A modifier for rubber compounds is obtained by mixing alcohol solutions of hexamethylenetetramine and a proton donor; maleic and fumaric acid are used as a proton donor. Prepare 4-10% (mol.) Alcohol solution of hexamethylenetetramine and 3-5% (mol.) Alcohol solution of proton donor. The prepared solutions are poured in a mass ratio of hexamethylenetetramine: proton donor = (54:46), respectively (molar ratio 1: 1) and mixed. The molecular complex of hexamethylenetetramine with a proton donor begins to precipitate immediately after the solutions are drained. The output of the modifier is 80-95% of theoretical. To obtain a modifier, the precipitate is filtered and dried at room temperature. As a modifier in rubbers, one can use a mechanical mixture of molecular complexes obtained using individual maleic and fumaric acids. The ratio of molecular complexes in the modifier obtained by mechanical mixing of the components depends on what property of the rubber requires improvement.
Модификаторы вводят в сырые резиновые смеси, предназначенные для обкладки текстильных слоев каркаса и обрезинивания металлокордного брокера в количестве 0,5-1,5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Введение модификаторов в сырые резиновые смеси осуществляют обычными способами на вальцах или в резиносмесителях в конце смешения при использовании одностадийного процесса или на заключительной стадии при использовании многостадийных процессов смешения. Модификаторы не оказывают влияния на кинетику вулканизации резиновых смесей и не требуют изменений в технологических режимах вулканизации.Modifiers are introduced into raw rubber compounds intended for lining the textile layers of the carcass and rubberizing the metal cord broker in an amount of 0.5-1.5 parts by weight. per 100 parts by weight rubber. The introduction of modifiers into the crude rubber compounds is carried out by conventional methods on rollers or in rubber mixers at the end of mixing using a single-stage process or at the final stage using multi-stage mixing processes. Modifiers do not affect the kinetics of vulcanization of rubber compounds and do not require changes in the technological regimes of vulcanization.
Пример 1.7 г гексаметилентетрамина растворяют в 200 мл изопропилового спирта. 6 г фумаровой кислоты растворяют в 200 мл изопропилового спирта. Медленно при перемешивании добавляют спиртовой раствор гексаметилентатрамина в спиртовой раствор фумаровой кислоты. При этом наблюдается повышение температуры, помутнение раствора, а затем образование кристаллического белого осадка - молекулярного комплекса гексаметилентетрамина и фумаровой кислоты. Кристаллический осадок отфильтровывают и высушивают. Выход молекулярного комплекса составляет 80-95% от теоретического.Example 1.7 g of hexamethylenetetramine is dissolved in 200 ml of isopropyl alcohol. 6 g of fumaric acid is dissolved in 200 ml of isopropyl alcohol. While stirring, an alcoholic solution of hexamethylenetatramine is added to the alcoholic solution of fumaric acid. In this case, there is an increase in temperature, turbidity of the solution, and then the formation of a crystalline white precipitate - a molecular complex of hexamethylenetetramine and fumaric acid. The crystalline precipitate is filtered off and dried. The yield of the molecular complex is 80-95% of theoretical.
Пример 2.7 г гексаметилентетрамина растворяют в 200 мл изопропилового спирта. 6 г малеиновой кислоты растворяют в 200 мл изопропилового спирта. Медленно при перемешивании добавляют спиртовой раствор гексаметилентатрамина в спиртовой раствор малеиновой кислоты, при этом наблюдается повышение температуры, помутнение раствора, а затем образование кристаллического белого осадка - молекулярного комплекса гексаметилентетрамина и малеиновой кислоты. Кристаллический осадок отфильтровывают и высушивают. Выход молекулярного комплекса составляет 80-95% от теоретического.Example 2.7 g of hexamethylenetetramine is dissolved in 200 ml of isopropyl alcohol. 6 g of maleic acid are dissolved in 200 ml of isopropyl alcohol. While stirring, an alcoholic solution of hexamethylenetatramine is added to the alcoholic solution of maleic acid, with an increase in temperature, turbidity of the solution, and then the formation of a crystalline white precipitate - a molecular complex of hexamethylenetetramine and maleic acid. The crystalline precipitate is filtered off and dried. The yield of the molecular complex is 80-95% of theoretical.
Пример 3. Готовые молекулярные комплексы, приготовленные по примерам 1 и 2, тщательно перемешивают механическим путем при комнатной температуре в любых соотношениях.Example 3. The finished molecular complexes prepared according to examples 1 and 2, are thoroughly mixed mechanically at room temperature in any ratio.
В таблицах 1-6 приведены физико-механические показатели вулканизатов на основе предлагаемых модификаторов (смеси модификаторов) и по прототипу. Упруго-прочностные свойства определяли согласно ГОСТ 270-75; прочность связи резины с армирующими материалами по Н-методу - согласно ГОСТ 14863-69; показатели термического старения и температуростойкость - согласно ГОСТ 9.024-74; стойкость резин к раздиру - согласно ГОСТ 262-93; усталостную выносливость при многократном растяжении - согласно ГОСТ 261-79; сопротивление разрастанию трещин с проколом - согласно ГОСТ 9983-74; работу разрушения - согласно ГОСТ 23020-78.Tables 1-6 show the physical and mechanical properties of the vulcanizates based on the proposed modifiers (mixture of modifiers) and the prototype. Elastic strength properties were determined according to GOST 270-75; bond strength of rubber with reinforcing materials according to the N-method - according to GOST 14863-69; indicators of thermal aging and temperature resistance - according to GOST 9.024-74; tear resistance of rubbers - according to GOST 262-93; fatigue endurance with repeated stretching - according to GOST 261-79; resistance to crack propagation with a puncture - according to GOST 9983-74; destruction work - according to GOST 23020-78.
Резиновые смеси, содержащие предлагаемые модификаторы, изготавливали в резиносмесителе с объемом смесительной камеры 2,4 дм3 по двухстадийному режиму смешения. Порошкообразные модификаторы в виде молекулярного комплекса гексаметилентетрамина и донора протонов вводили на второй (заключительной) стадии процесса смешения. Вулканизацию проводили при температуре 155±2°С, продолжительность вулканизации 15±1 мин.Rubber mixtures containing the proposed modifiers were made in a rubber mixer with a mixing chamber volume of 2.4 dm 3 according to a two-stage mixing mode. Powdered modifiers in the form of a molecular complex of hexamethylenetetramine and a proton donor were introduced at the second (final) stage of the mixing process. Vulcanization was carried out at a temperature of 155 ± 2 ° C; the duration of vulcanization was 15 ± 1 min.
Согласно данным, приведенным в таблицах 1-6, использование предлагаемого модификатора позволяет существенно улучшить такие свойства, как прочность связи в системах резина-текстильный корд и резина-металлокорд, работа разрушения, усталостная выносливость при многократном растяжении, температуростойкость, стойкость к тепловому старению, сопротивление раздиру. Соотношение молекулярных комплексов в модификаторе, полученном путем механического смешения компонентов, зависит от того, какое свойство резины требует улучшения.According to the data given in tables 1-6, the use of the proposed modifier can significantly improve such properties as bond strength in rubber-textile cord and rubber-metal cord systems, fracture work, fatigue resistance under repeated stretching, temperature resistance, heat aging resistance, resistance tear apart. The ratio of molecular complexes in the modifier obtained by mechanical mixing of the components depends on what property of the rubber requires improvement.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109157/04A RU2436813C1 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Unsaturated carbon-chain natural rubber-based rubber modifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109157/04A RU2436813C1 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Unsaturated carbon-chain natural rubber-based rubber modifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010109157A RU2010109157A (en) | 2011-09-20 |
| RU2436813C1 true RU2436813C1 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=44758420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109157/04A RU2436813C1 (en) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | Unsaturated carbon-chain natural rubber-based rubber modifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2436813C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU697532A1 (en) * | 1977-03-09 | 1979-11-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тонкой Химической Технологии Им. М.В.Ломоносова | Resotropine based modifier for rubbers |
| SU937480A1 (en) * | 1980-12-23 | 1982-06-23 | Институт общей и неорганической химии АН АрмССР | Rubber stock based on carbochain rubber |
| JP2002338739A (en) * | 2001-05-17 | 2002-11-27 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Rubber composition for tire cord coating |
-
2010
- 2010-03-11 RU RU2010109157/04A patent/RU2436813C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU697532A1 (en) * | 1977-03-09 | 1979-11-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тонкой Химической Технологии Им. М.В.Ломоносова | Resotropine based modifier for rubbers |
| SU937480A1 (en) * | 1980-12-23 | 1982-06-23 | Институт общей и неорганической химии АН АрмССР | Rubber stock based on carbochain rubber |
| JP2002338739A (en) * | 2001-05-17 | 2002-11-27 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Rubber composition for tire cord coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010109157A (en) | 2011-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2845867B1 (en) | Method for producing conjugated diene rubber | |
| WO2007066651A1 (en) | Process for producing conjugated diene polymer, conjugated diene polymer, and rubber composition | |
| JP2011225680A (en) | Tire rubber composition and pneumatic tire | |
| RU2515981C2 (en) | Method of improving resistance of polymers to cold flow | |
| TW201502187A (en) | Novel cardanol-based organic vulcanizing agent, method for preparing the same, and rubber compound composition for tires using the same | |
| CN112920465A (en) | Vulcanization-accelerating composition and vulcanized rubber | |
| KR102082915B1 (en) | Method for preparing nitrile based rubber | |
| RU2436813C1 (en) | Unsaturated carbon-chain natural rubber-based rubber modifier | |
| CN112175257B (en) | A foamed wear-resistant rubber | |
| RU2543179C2 (en) | Vulicanisable rubber mixture based on fluorinated rubber | |
| KR20210046017A (en) | Biomimetic Synthetic Rubber | |
| US4942192A (en) | Rubber compositions for tires | |
| CN116178205B (en) | Acrylonitrile modified azo diamine chain extender and preparation method thereof | |
| CN112672890B (en) | rubber composition | |
| CN117964951A (en) | A foam rubber formula | |
| CN106243140A (en) | A kind of aminodithioformic acid tert-butylhydroquinone closes rare earth compounding rubber chemicals | |
| CN105482126A (en) | Aldehyde group-terminated hyperbranched polymer leather retanning agent and preparation method thereof | |
| CN105713263A (en) | Synthetic rubber and preparation method thereof | |
| RU2333347C1 (en) | Polymer compound | |
| CN120059167B (en) | A toughened block MC nylon material using long-chain activators as co-catalysts | |
| CN119505519B (en) | Polyurethane composite material and preparation method and application thereof | |
| CN109251296B (en) | A kind of multi-component phosphorus-based composite halogen-free flame retardant rigid polyurethane foam material | |
| CN111116893B (en) | Method for synthesizing flame-retardant melamine phenolic hard foam polyether polyol | |
| ES2365380T3 (en) | PROCEDURE TO IMPROVE THE RESISTANCE OF COLD FLOW POLYMERS. | |
| RU2620053C2 (en) | Adhesive composition and method for its manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210312 |