2. DIO PREDAVANJA: 1. 18. travnja 2017. 2. 25. travnja 2017. – nema predavanja 3. 2. svibnja 2017. 4. 9. svibnja 2017. 5. 23. svibnja 2017. – 2. kolokvij Referate (kritički osvrt na znanstveni članak) potrebno je predati najkasnije 5. lipnja (ponedjeljak).

1. navesti literaturne podatke:

imena autora, naslov znanstvenog rada, naziv časopisa, godinu izdavanja,

volumen, stranice (od do)

2. Uvod: navesti svrhu (cilj rada) te ukratko opisati problematiku kojom se rad bavi

3. Metodologija (kako je provedeno istraživanje, koje su metode pripreme i/ili karakterizacije uzoraka korištene)

4. Navesti što je po vašem mišljenju dobro provedeno u radu i kakvi su zaključci (postignuća) u odnosu sa zadanim ciljem rada

5. Navesti postoje li neki vidljivi nedostaci u radu (npr. je li se još neko svojstvo moglo dodatno ispitati/detaljnjije ispitati što bi pridonijelo ukupnoj kvaliteti rada)

Kritički osvrt na znanstveni članak

- najviše 2 stranice, priložiti znanstveni članak

KLORBUTILNI KAUČUK /CIIR /

KLORBUTILNI KAUČUK(CIIR)

- modifikacija butilnog kaučuka u svrhu dobivanja materijala novih svojstava, klorirani butilni kaučuk, bromirani butilni kaučuk, cijena im je 20-25 % viša od cijene butilnog kaučuka

Dobivanje:

- uvođenje klora u otopinu butilnog kaučuka u heksanu - supstitucija jednog atoma Cl po dvostrukoj vezi (razvija se HCl) - materijal sadrži 1,1 – 1,3 % klora Komercijalno se proizvodi od 1950. (SAD) Taloženje: odijeli se heksanska faza i uvodi vodena para te Ca-stearat, talog se odvaja filtracijom, sušenje, ekstrudiranje

Cl

Vulkanizacija: različiti sustavi

- uz ZnO - uz ZnO + stearinska kiselina - uz MgO - uz PbO + tiourea Svojstva CIIR

- produkti otporni prema povišenim temp. (175 - 200 oC)

- imaju nisku permeabilnost plinova (izrada autoguma)

- otporni na starenje, oksidaciju i ozon

- otporni na kiseline i baze (brtvila)

Upotreba

- unutarnji sloj automobilskih guma

- brtvila, pogonsko remenje, cjevovodi za paru i topli zrak

- materijal za zaštitu od vibracija

POLISULFIDNI KAUČUK , TM

POLISULFIDNI KAUČUK (TM)

prvi sintetski kaučuk dobiven polikondenzacijom na tržište ga je plasirala tvrtka Thiocol Chemical Corp. zbog toga se ovaj kaučuk naziva – THIOKOL pripravlja se polikondenzacijom organskih dihalogenida i polisulfida Thiokol A dobiva se reakcijom natrij-tetrasulfida s 1,2 –dikloretanom :

Na2S4 + ClCH2CH2Cl → 2 NaCl + -CH2CH2S4-

- reakcija se provodi uz snažno miješanje i polagano dodavanje diklorida vodenoj otopini natrijevog polisulfida na 70 oC.

- kao disperzno sredstvo koristi se magnezijev hidroksid, a polimer se dobiva u formi lateksa

- nakon dovršene polikondenzacije, disperzija se dekantira i polimer koagulira kiselinom, pere, filtrira i suši.

- Thiokol A plastificira se mastikacijom uz dodatak bis (2- benzotiazol) disulfida, MBTS (0,3 phr).

Ovako dobiveni plastificirani polimer vulkanizira se cink oksidom (10 phr) i uz stearinsku kiselinu (0,5 phr). ZnO reagira kao alkalni pufer i povećava termičku stabilnost vulkanizata. Vrijeme vulkanizacije je 40 min na 150 oC.

mijenjanjem vrste polisulfida i organskih dihalogenida mogu se pripraviti različiti tipovi polisulfidnih kaučuka -broj sumpornih atoma u polisulfidu varira od 1,8 do 4 polisulfidni kaučuk Thiokol A ima relativno visoku molekulsku

masu

Svojstva i upotreba polisulfidnog kaučuka

visokomolekulski polisulfidni kaučuk vrlo je otporan prema djelovanju otapala i ulja - upotrebljava u proizvodnji brtvi, cijevi i predmeta koji dolaze u dodir s tekućim gorivima te različitim otapalima

polisulfidni kaučuk niske molekulske mase upotrebljava se u građevinarstvu kao masa za ispunjavanje procijepa i pukotina

ima vrlo slaba mehanička svojstva (ojačava se čađom – 60 phr)

polisulfidni kaučuci su zasićeni su i imaju izvrsnu otpornost na kisik, ozon i općenito na djelovanje atmosferilija

polarnost polisulfidnih kaučuka razlog je njihove odlične otpornosti na tekućine

spojevi na bazi Thiokola A otporni su čak i na aromatska otapala

POLIKLOROPRENSKI KAUČUK

sastoji se od različitih izomernih struktura s po jednim atomom klora na svaka 4 C-atoma

udio pojedinih izomera u smjesi ovisi o temperaturi za vrijeme polimerizacije: pri višim temp. stvara se nepravilnija struktura i vrlo izražena elastična svojstva

n

CH2CH2CH2

Cl

H

CH2C

H

CCC

Cl

POLIKLOROPREN (CR)

Poli (2-klorbutadien)

kloropren polikloropren

polimerizacije na 10 oC koriste se za dobivanje spec. tipova kloroprenske gume koja vrlo brzo kristalizira i ima visoku čvrstoću, čak i bez vulkanizacije.

polimerizacijom na 40 oC dobije se polikloropren koji slabo kristalizira. Dodatak sumpora kao vulkanizacijskog agensa utječe na njegovu toplinsku otpornost i tvrdoću

atomi Cl daju polarnost pojedinih segmenata polimernog lanca → povećana otpornost prema termičkoj ili oksidacijskoj razgradnji, tj. starenju

pokazuju nisku tendenciju bubrenja u organskim nepolarnim otapalima

danas: proizvodnja isključivo radikalskom polimerizacijom u vodenim emulzijama (T=10...45°C) kontinuirano ili polukontinuirano

faktori koji utječu na kvalitetu: temperatura polimerizacije, % konverzija monomera, svojstva dodanih komonomera, vrsta i konc. emulgatora te soli u emulziji, veličina čestica lateksa itd.

emulzijska polimerizacija u alkalnoj vodenoj fazi uz persulfate (inicijatori), tzv. smolaste sapune, centilpiridinij-bromid ili betain (emulgatori)

dodatkom stabilizatora - natrijevih soli, derivata naftalensulfonske kiseline sprečava se prerana koagulacija disperzije

teško provođenje kopolimerizacije zbog izrazite tendencije kloroprena da stvara homopolimer

s obzirom na način priprave razlikuju se

2 tipa polikloroprena:

1. tzv. merkaptanskog tipa

2. modificiran sumporom

• 1.tip: polikloropren merkaptanskog tipa

regulacija molekulske mase dodatkom merkaptana, a polimerizacija se prekida nakon 70 %-tne konverzije jer se stvara veoma umreženi produkt nepoželjnih svojstava

- neizreagirani monomer uklanja se destilacijom vodenom parom i upotrebljava ponovno u novom procesu, a lateks se zakiseli i koagulira na valjku (T=-15°C) koji rotira

• 2.tip: polikloropren modificiran sumporom

regulacija molekulske mase sumporom koji stvara polisulfidne mostove između polimernih lanaca

• molekulske mase oba tipa istog su reda veličine, ali su svojstva drugačija

olovni oksidi dodaju se za dobivanje produkata vrlo otpornih prema kiselinama i bazama

dodatkom sumpora povećava se stupanj umreženja, ali je manja otpornost na starenje

uz fenilnaftilamine kao antioksidanse dodaju se i druga sredstva za poboljšavanje svojstava produkata

primjena: proizvodnja profila za automobile, gumene cijevi za kemijsku i naftnu industriju, brtve i manšete za strojeve, izolacija

kao zamjena za prirodni ili stiren-butadienski kaučuk

USPOREDBA GUMA PREMA SVOJSTVIMA

- oko temperature staklastog prijelaza (Tg) guma postane tvrda i staklasta - Tg otprilike karakterizira otpornost polimera prema niskim temperaturama

- temperatura pri kojoj dolazi do loma se nalazi 10-15°C iznad Tg

- Tg - ovisi o kemijskoj strukturi polimera

- vulkanizacijom se povećava za nekoliko stupnjeva

- omekšivačima se može povećati i za nekoliko desetaka

stupnjeva, a i više

- niska Tg – nepolarni, nesupstituirani polimeri (cis-BR)

- simetrično supstituirani polimeri (silikonska guma)

- porast Tg – asimetrično supstituirani polimeri

- prisutnost polarne veze (C=O, C≡N, C-S, C-F)

• Otpornost prema niskim temperaturama

polimer Tg /°C

polidimetilsiloksan -123

Cis-1,4-polibutadien -114

poliizobuten -70

SBR -60

NBR,30%akrilonitrila -38

EPDM -58

Polistiren (atactic) +100

FKM, CFM -20

Otpornost na toplinu

Gume otporne na toplinu

1. Potpuno zasićeni polimeri sa malim udjelom ugljikovodične komponente (FKM, CFM, MQ)

2. Zasićeni, pretežno ugljikovodični polimeri (ACM, CSM)

3. Ugljikovodični polimeri sa niskim nezasićenjem u bočnim supstituentima (EPDM) i u glavnom lancu (IIR)

-niska otpornost prema toplini - nezasićeni polimeri

- kopolimeri diena

- otpornost na toplinu povećava se dodatkom prikladnih

vulkanizacijskih sredstava i stabilizatora

Otpornost prema kompresiji

• niske temperature:

- porast kompresije - postepeno skrućivanje približavanjem Tg

- kompresija –fizikalni, reverzibilan proces

• povišene temperature:

- ireverzibilan proces

- uzrokovan kem. reakcijom cijepanja postojećih umreženja

njihovog restrukturiranja u zategnute strukture

- širina temperaturnog intervala u kojem je kompresija

minimalna ovisi o prirodi polimera i vulkanizacijskog sredstva

- u polidienima i njihovim kopolimerima gornja granica

uporabljivosti može se upotrebom prikladnog

vulkanizacijskog sredstva povećati i na 140°C, kod silikonskih

guma i do 200°C, a kod fluorokarbonskih guma do 230°C

- porastom temperaturnog intervala kompresija se smanjuje

Guma Vulk. sredstvo Temp. pri 50 % -tnoj kompresiji

Donja granica Gornja granica

Temp. interval

NR S 2.5/CBS 0.6 -54 84 138

SBR S0.2/ TMTD 2.8

-38 146 184

CR ETU 0.8 -10 145 155

IIR S0.5/ TeDEDC 3

-40 140 180

EPM DCP 2.5/ S 0.3

-30 155 185

CSM +10 90 80

FKM HMDC 1.5 -4 230 234

Otpornost guma prema kompresiji

Usporedba guma prema cijeni

Cijena guma Cijena % C i H

SBR 1 100

BR 1.1 100

IR 1.05 100

EPDM+EPM 1.2 100

CSM 2.2 65

CO 3-4 45

ACM 5-6 68

AU, EU 3-6 70

T 3-5 50-15

Q 15-17 40