Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин (стр. 14 из 21)
| Показатели | Образцы | ||
| СКИ-3 содержащий МЭЖКТМ в соотношении 100:40 | СКИ-3 (исходный) | СКИ-3 (вальцованный 15 минут) | |
| Индукционный период, мин | 35 | 27 | 18 |
| Скорость окисления, см3/мин | 0,075 | 0,043 | 0,072 |
| Предельное количество поглощенного кислорода, см3/г | 6,7 | 3,1 | 4,9 |
Из литературы известно /13/, что жирные кислоты, как вторичные активаторы, в процессе вулканизации начинают взаимодействие с ингредиентами вулканизующей группы, и, впервую очередь, соксидом цинка, адсорбируясь на его поверхности. В результате чего вулканизация ускоряется как вследствие концентрационного эффекта, так и каталитического влияния поверхности.
Представляло интерес изучить характер адсорбции эфиров жирных кислот, как вторичных активаторов, на оксиде цинка.
Адсорбцию эфира на оксиде цинка осуществляли из его разбавленных растворов, измеряя концентрацию растворов эфира до и после адсорбции по изменению оптической плотности аналитических полос в ультрафиолетовой области спектра.
В работе в качестве анализируемого вещества был взят метиловый эфир льняного масла отличающийся высоким содержанием ненаполненных структур, дающих пик в области 233 нм. УФ-спектр этого соединения в виде раствора в н-гептане и i-пропиловом спирте, снятый на приборе Spekord M40 в области 200-400 нм, представлен на рисунке 13.
В дальнейшем работу выполняли на приборе СФ-16. Для построения градуировочного графика готовили растворы метилового эфира льняного масла в н-гептане с концентрацией 0,25; 0,5; 1; 2; 4 %. Плученные растворы заливали в кварцевую кювету с вкладышем толщиной 3,996 мм и стаканом 4,050 мм и помещали в спектрофотометр СФ-16, где определяли оптическую плотность D полученных растворов по отношению к чистому н-гептану в диапазоне длин волн l 220-400 нм через 5 нм. По полученным данным строили графики зависимости D от l для растворов различной концентрации, затем градуировочный график зависимости D полос 233 нм и 270 нм от концентрации раствора С (рис. 14).
По градуировочному графику, зная оптическую плотность анализируемой полосы, находят концентрацию вещества “C” в г/л.
Для определения величины адсорбции метилового эфира льняного масла на оксиде цинка в мерной колбе навеска оксида цинка (0,15 г) встряхивается совместно с растворами олеохимиката известной концентрации в качалке в течение одного часа, после чего смесь сутки отстаивается. После осаждения отбирается раствор, концентрация которого определяется на приборе СФ-16, исходя из его оптической плотности, по градуировочному графику или по уравнению Ламберта-Бера
D=a*Cн*L
Где, D – оптическая плотность полосы 233 нм,
a - коэффициент поглощения,
Сн – концентрация, г/л,
L – толщина слоя, см.
Коэффициент a находят по величине оптической плотности раствора известной концентрации
a=D/(C*L)
Зная величину a и оптическую плотность раствора неизвестной концентрации, можно найти значение этой концентрации
Ск=D/(a*L)
Значение адсорбции Г метилового эфира льняного масла на оксиде цинка можно определить по уравнению
Г=
(Cн-Ск)*V/ NГде, Сн и Ск – соответствено концентрация исходного раствора и раствора после адсорбции, г/л;
V – объем раствора, л;
N – навеска оксида цинка, г.
Результаты расчета адсорбции олеохимиката на оксиде цинка приведены в таблицах 30, 31 и на рисунке 15. Из данных рисунка 15 видно, что для растворов малой концентрации имеет место адсорбция олеохимиката, достигающая при концентрации растворов 2,5-5,0 г/л предельного теоретического значения, приблизительно равного 0,023 г/г. Предельная величина адсорбции А¥ олеохимиката на оксиде цинка может быть подсчитана с некоторыми допущениями по уравнению
А¥ = S/ (A0*N),
Где, S – удельная поверхность оксида цинка, равная в зависимости от марки оксида цинка 6-10 м2/г (в работе применена S = 10 м2/г, чтобы определить максимальное значение адсорбции),
А0 – посадочная площадка олеохимиката, для стеариновой кислоты равная 0,2*10-18 – 0,3*10-18 м2/моль (в работе применена 0,2*10-18),
N – число Авогадро N=6,023*1023.
Однако с ростом концентрации увеличивается отрицательная адсорбция, что, вероятно, связано с химическим взаимодействием олеохимиката с оксидом цинка уже при комнатной температуре. По этой причине увеличение оптическойплотности полосы 233 нм может быть связано с переходом ионов цинка, образующихся в результате реакции олеохимиката с оксидом цинка, в раствор. Такой вывод подтверждается фактом, что при увеличении продолжительности контакта олеохимикат-оксид цинка при всех концентрациях адсорбция отрицательна (табл. 31, 32, рис. 15).
Следует отметить, что отмеченный характер адсорбции присущ лишь для комбинации олеохимикат-оксид цинка. Адсорбция олеохимиката положительна в случае использования в качестве подложки мела и технического углерода П 234 (рис. 16). Из рисунка видно, что концентрация исходного раствора олеохимиката заметно снижается после адсорбции на меле и предельно низка в результате адсорбции на техническом углероде, имеющем высокую удельную поверхность.
Концентрация, г/л
Рисунок 14.- Градуировочный график для определения концентрации растворов метилового эфира льняного масла
Таблица 29 – Определение оптической плотности растворов метилового эфира в н-гептане в зависимости от плотности при заданных длинах волн (первый опыт)
| Тип раствора | Конце-нтра-ция раство-ра, г/л | Оптическая плотность растворов при длине волны, нм | |||||||||||
| 230 | 233 | 235 | 240 | 245 | 250 | 255 | 260 | 265 | 270 | 275 | 280 | ||
| Раствор метилового эфира в н-гептане | 2,5 | 0,22 | 0,24 | 0,25 | 0,18 | 0,17 | 0,13 | 0,1 | 0,04 | 0,1 | 0,08 | 0,7 | 0,08 |
| 5,0 | 0,46 | 0,45 | 0,44 | 0,40 | 0,34 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | 0,15 | 0,14 | |
| 10 | 0,79 | 0,8 | 0,8 | 0,65 | 0,59 | 0,43 | 0,3 | 0,25 | 0,26 | 0,3 | 0,28 | 0,27 | |
| 20 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,35 | 1,1 | 0,76 | 0,53 | 0,46 | 0,46 | 0,5 | 0,48 | 0,46 | |
| 40 | - | - | - | 1,8 | 1,7 | 1,25 | 0,98 | 0,87 | 0,89 | 0,94 | 0,91 | 0,85 | |
| Раствор метилового эфира в н-гептане с 0,15 гр ZnO | 2,5 | 0,2 | 0,21 | 0,2 | 0,18 | 0,15 | 0,1 | 0,07 | 0,06 | 0,6 | 0,07 | 0,06 | 0,05 |
| 5,0 | 0,41 | 0,42 | 0,41 | 0,38 | 0,31 | 0,21 | 0,15 | 0,13 | 0,14 | 0,15 | 0,14 | 0,13 | |
| 10 | 0,85 | 0,87 | 0,85 | 0,77 | 0,65 | 0,44 | 0,31 | 0,27 | 0,28 | 0,3 | 0,27 | 0,27 | |
| 20 | 1,7 | 1,75 | 1,7 | 1,6 | 1,34 | 0,98 | 0,7 | 0,63 | 0,67 | 0,73 | 0,71 | 0,71 | |
| 40 | - | - | - | - | - | 1,8 | 1,3 | 1,15 | 1,23 | 1,33 | 1,25 | 1,23 | |
| Раствор метилового эфира в н-гептане с 0,25 гр ZnO | 2,5 | 0,18 | 0,19 | 0,18 | 0,07 | 0,08 | 0 | ||||||
| 5,0 | 0,45 | 0,46 | 0,46 | 0,18 | 0,2 | 0,19 | |||||||
| 10 | 0,89 | 0,9 | 0,86 | 0,32 | 0,33 | 0,32 | |||||||
| 20 | 1,6 | 1,63 | 1,61 | 0,56 | 0,6 | 0,57 | |||||||
| 40 | - | - | - | - | 1,7 | 1,23 | |||||||
| Раствор Мэ в н-гептане | 10 | 1,05 | 1,1 | 1,1 | 1,0 | 0,84 | 0,6 | 0,41 | 0,33 | 0,33 | 0,35 | 0,33 | 0,3 |
| Раствор Мэ в н-гептане с 0,15 г ТУ | 10 | 0,8 | 0,82 | 0,82 | 0,76 | 0,26 | 0,27 | 0,28 | |||||
| Раствор Мэ в н-гептане с 0,15 г мела | 10 | 0,94 | 0,96 | 0,98 | 0,91 | 0,27 | 0,28 | 0,27 | |||||
Таблица 30 – Определение оптической плотности растворов метилового эфира в н-гептане в зависимости от плотности при заданных длинах волн (второй опыт)
| Тип раствора | Конце-нтра-ция раство-ра, г/л | Оптическая плотность растворов при длине волны, нм | ||||||||||||
| 230 | 233 | 235 | 240 | 245 | 250 | 255 | 260 | 265 | 270 | 275 | 280 | |||
| Раствор метилового эфира в н-гептане | 1,25 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,13 | 0,12 | 0,09 | 0,07 | 0,06 | 0,04 | 0,06 | 0,06 | 0,05 | |
| 2,5 | 0,25 | 0,26 | 0,25 | 0,23 | 0,19 | 0,15 | 0,11 | 0,09 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,09 | ||
| 5,0 | 0,44 | 0,45 | 0,45 | 0,41 | 0,33 | 0,22 | 0,15 | 0,13 | 0,13 | 0,14 | 0,13 | 0,12 | ||
| 10 | 0,82 | 0,85 | 0,84 | 0,76 | 0,62 | 0,44 | 0,28 | 0,25 | 0,25 | 0,26 | 0,25 | 0,23 | ||
| 20 | 1,6 | 1,65 | 1,6 | 1,46 | 1,2 | 0,8 | 0,5 | 0,43 | 0,44 | 0,47 | 0,44 | 0,41 | ||
| 30 | - | - | - | - | 1,75 | 1,2 | 0,77 | 0,65 | 0,66 | 0,69 | 0,64 | 0,59 | ||
| Раствор метилового эфира в н-гептане с 0,15 гр ZnO | 1,25 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,07 | 0,07 | 0,07 | |||||||
| 2,5 | 0,24 | 0,25 | 0,25 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | ||||||||
| 5,0 | 0,43 | 0,44 | 0,43 | 0,15 | 0,16 | 0,15 | ||||||||
| 10 | 0,89 | 0,9 | 0,89 | 0,29 | 0,29 | 0,28 | ||||||||
| 20 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 0,57 | 0,59 | 0,58 | ||||||||
| 30 | - | - | - | 0,71 | 0,72 | 0,71 | ||||||||
| Раствор метилового эфира в н-гептане с 0,15 гр ZnO (три дня) | 1,25 | 0,15 | 0,14 | 0,14 | 0,06 | 0,06 | 0,06 | |||||||
| 5,0 | 0,56 | 0,55 | 0,53 | 0,18 | 0,18 | 0,18 | ||||||||
| 20 | - | - | - | 0,55 | 0,56 | 0,56 | ||||||||
Таблица 31 – Определение адсорбирующей способности оксида цинка в растворе метиловый эфир льняного масла – н-гептан