Въведение
В избрани гумени системи,C9 Хидрогенирана петролна смоламоже да се оцени като лепкава или модифицираща формулата смола. Неговите ефекти могат да зависят от типа еластомер, класа на смолата, натоварването на смола, съвместимостта смола-еластомер, системата за втвърдяване, условията на обработка и оценяваното свойство.
Ефектите, наблюдавани в невтвърдено съединение, не трябва автоматично да се тълкуват като подобрения във втвърдения каучуков продукт. Зелената лепливост, поведението при обработка, втвърдените механични свойства и ефективността на стареене представляват различни аспекти на оценката на каучуковата смес.
Какво представлява C9 хидрогенирана петролна смола?
C9 Хидрогенирана петролна смолапринадлежи към семейството на въглеводородни смоли. При типичен производствен път полимеризиращите се компоненти от фракция С9 първо се полимеризират, за да образуват прекурсор на петролна смола С9. След това предварително образуваната смола може да бъде подложена на каталитично хидрогениране. Тази последователност на процеса е изрично описана в US6458902B1.
Хидрогенирането модифицира химически ненаситените структури в прекурсорната смола и може да повлияе на характеристиките на нивото на смолата, като първоначален цвят и стабилност на цвета при определени условия. Тези характеристики на ниво смола не трябва да се тълкуват като доказателство, че смолата автоматично подобрява устойчивостта на стареене на цялостна каучукова смес.
Отделните степени могат да се различават по точка на омекване, молекулярни характеристики, състояние на хидрогениране и други специфични за степента характеристики.
Ролята му като лепкава или формулираща смола
C9 Хидрогенирана петролна смола може да функционира като лепкава или модифицираща формулата смола в избрани формулировки. Хидрогенирана петролна смола C9 е специално описана като лепило в US6458902B1, въпреки че ефективността, демонстрирана в конкретна адхезивна или полимерна система, не трябва да се обобщава директно за всяка каучукова формула.
Не трябва автоматично да се класифицира като конвенционален пластификатор, подсилващ пълнител или омрежващ агент.
Добавянето му може да промени поведението на съединението, но посоката и големината на всяка промяна зависят от формулировката. Ефектите върху лепливостта, реологичното поведение и други характеристики на съединението може да зависят от пълната формула и условията на обработка.
Ефективност на невтвърдено съединение спрямо свойства на втвърден каучук
Важно е да се прави разлика между свойствата на невтвърдената каучукова смес и тези на крайната вулканизирана гума.
Невтвърдено / Зелено съединение
Съответните области за оценка могат да включват:
- Зелена лепенка или строителна лепенка.
- Реология и вискозитет на обработка.
- Поведение при работа и сглобяване.
- Характеристики на каландриране, екструдиране и оформяне.
Втвърдено/вулканизирано съединение
Съответните области за оценка могат да включват:
- Твърдост и модул.
- Якост на опън и удължение.
- Разкъсващи свойства.
- Динамични механични свойства.
- Ефективност на стареене при определени условия на експозиция.
- Адхезия, специфична за приложението.
Подобряването на зелената лепливост не означава автоматично подобрена втвърдена адхезия, механични свойства или ефективност при стареене.
Всяко свойство трябва да се тълкува в материалното състояние и контекста на теста, в който се измерва.
Зелено залепване и поведение при обработка
Зелената лепливост или строителната лепливост описва способността на два невтвърдени гумени материала или повърхности да устоят на разделяне, след като са били в контакт за кратък период от време при относително лек натиск. Това е различно от адхезията, измерена след вулканизация.
Зелената лепливост може да бъде подходяща при сглобяване на невтвърдени компоненти, ламиниране и други строителни операции, където временната адхезия между невтвърдените повърхности е полезна.
Подходящият диапазон на лепливост зависи от изискванията за сглобяване и манипулиране на процеса. Измерванията на лепливостта също могат да зависят от условията на контакт, като време на контакт и приложено налягане.
Съвместимостта смола-еластомер и вискоеластичното поведение на съединението също могат да бъдат от значение. Башак и др. разгледа тези взаимоотношения в aспецифична система, базирана на EPDM, показвайки защо резултатите от една комбинация еластомер/смола не трябва автоматично да се обобщават за други формулировки.
Поради това не трябва да се приема, че връзката между натоварването със смола и зелената лепливост следва универсална тенденция в различните състави на каучук.
Съвместимост с еластомерната система
Съвместимостта между смола и еластомерна матрица е специфична за формулата.
Съвместимостта смола-еластомер може да повлияе на фазовото поведение, поведението, свързано с лепкавостта, реологичния отговор и други характеристики на формулата. Значението на съвместимостта и вискоеластичните характеристики е демонстрирано в специфични експериментални системи каучук/слепващо вещество, но степента на тези ефекти остава зависима от системата.
Съответните променливи могат да включват:
- Точен еластомер или еластомерна смес.
- Точен клас смола.
- Зареждане със смола.
- Други компоненти на формулировката.
- Температура и условия за оценка.
Съвместимостта се оценява по-смислено за конкретната система еластомер/смола, отколкото се извежда само от класификацията на групата смола.
Механичните свойства трябва да се оценяват формулировка по формула
Втвърдените механични свойства отразяват комбинираните ефекти на състава на формулата, състоянието на втвърдяване и историята на обработката.
Съответните променливи включват:
- Еластомерна система.
- Пакет за пълнене.
- Пакет масло и пластификатор.
- Лекуваща система.
- Степен на смола и натоварване.
- Състояние на лечение.
- История на обработката.
Не трябва да се приема универсална посока или големина на промяна в твърдостта, якостта на опън, удължението, поведението на разкъсване или модула само от добавянето на смола.
За оценка на якостта на опън ASTM D412 предоставя стандартизирани методи за изпитване на вулканизиран каучук и термопластични еластомери и подчертава, че измерените свойства на опън зависят както от материала, така и от условията на изпитване.
Втвърдяване и вискоеластично поведение
Добавянето на въглеводородна смола променя състава на формулата и може да повлияе на реологичното поведение на невтвърденото съединение. Следователно посоката на всяка промяна във вискозитета или потока трябва да бъде оценена във формулировката, която представлява интерес, вместо да се изведе само от добавянето на смола.
Когато поведението на втвърдяване е от значение, характеристиките на вулканизация могат да бъдат оценени с помощта на цялата каучукова смес.
ASTM D5289 предоставя безроторен метод за втвърдяване за измерване на избрани вулканизационни характеристики на вулканизируеми каучукови смеси и е приложим за контрол на качеството и работа по разработване на формули.
Добавянето на смола само по себе си не трябва да се тълкува като доказателство за повишена плътност на омрежване или подобрено поведение при втвърдяване.
Добавянето на смола може също да повлияе на зависимо от температурата вискоеластично поведение в зависимост от еластомера, класа на смолата, съвместимостта и натоварването. Където е уместно, DMA или свързани измервания могат да се използват за оценка на зависимото от температурата динамично механично поведение и реакциите, свързани с прехода, без да се предполага, че смолата универсално ще повиши или намали поведението на встъкляване.
Термични съображения и съображения за стареене
Трябва също да се поддържа разлика междухарактеристики на ниво смолаиефективност на стареене на напълно втвърдената каучукова смес.
Характеристики на ниво смола
Хидрогенирането може да модифицира характеристиките на прекурсора на нефтената смола C9, включително първоначалния цвят и поведение при определени оценки за стабилност на цвета. Такива ефекти се отнасят до самата смола и не трябва автоматично да се разширяват до пълната формула на втвърдения каучук.
Ефективност на стареене на втвърден каучук
Поведението на втвърдения каучук при стареене отразява комбинираните ефекти от състава на формулата, състоянието на втвърдяване, защитните добавки и условията на излагане като топлина, кислород, озон, атмосферни влияния или излагане на UV лъчи, където е приложимо.
Добавянето на хидрогенирана смола само по себе си не създава универсална защита срещу стареене за втвърденото съединение.
Всеки ефект от добавянето на смола върху поведението на стареене на втвърденото съединение може да бъде оценено с помощта на тестове, свързани с приложението, върху цялото вулканизирано съединение.
ASTM D573 осигурява ускорена процедура на въздушна пещ за оценка на влиянието на повишената температура върху физичните свойства на вулканизирания каучук. ASTM специално отбелязва, че резултатите може да не корелират точно с производителността на услугата, тъй като действителните условия на работа варират.
Защо ефективността зависи от пълната формула на каучук
Ефективността на каучуковата смес не трябва да се извежда от един компонент на формулата.
Наблюдаваният ефект на C9 хидрогенирана петролна смола може да зависи от взаимодействащи променливи, включително:
- Тип еластомер и състав на сместа.
- Точен клас смола и съответните специфични за класа характеристики.
- Зареждане със смола.
- Съвместимост смола-еластомер.
- Пакет за пълнене.
- Пакет масло и пластификатор.
- Лекуваща система.
- Условия за обработка.
- Температура и условия на изпитване.
- Дали материалът се оценява преди или след вулканизация.
Нито един етикет на семейството на смоли не може сам да предскаже крайното представяне на каучуковата смес.
Специфичното за приложение тестване може да се използва за оценка на ефективността в целевата формула.
Какво трябва да проверят формулаторите и купувачите
За формулатори
В зависимост от целевото приложение съответните области за оценка могат да включват:
- Точен еластомер или еластомерна смес.
- Точен клас смола.
- Зареждане със смола.
- Съвместимост и фазово поведение.
- Зелена тактика.
- Вискозитет по Муни или друга подходяща реология на обработката.
- Излекувайте данните от реометра.
- твърдост.
- Якост на опън и удължение.
- Разкъсващи свойства.
- DMA или други вискоеластични измервания.
- Производителност на топлинно стареене.
- Устойчивост на озон, където е приложимо.
- Тестове за излагане на атмосферни влияния или UV лъчи, когато е приложимо.
- Адхезия, специфична за приложението.
Не всеки тест е необходим за всяко приложение. Програмата за оценка може да бъде избрана според изискванията за ефективност на целевата каучукова смес.
За персонал по закупуване и снабдяване
Съответната информация за обществената поръчка може да включва:
- Точният клас на продукта е посочен във формулата.
- Технически лист с данни (TDS) за информация за ниво клас.
- Сертификат за анализ (CoA), където се изисква, за избрани специфични за партидата параметри.
- Точка на омекване и заявен метод за изпитване.
- Цвят и обявен метод за изпитване.
- Семейство продукти и описание на хидрогенирането, където е предоставено.
- Ръководство за съвместимост, където е налично.
- Оценка на пробата в предвидената формулировка, когато е подходящо.
TDS може да предостави техническа информация на ниво клас, докато CoA може да докладва специфични за партидата измерени резултати за избрани параметри. Нито един от документите сам по себе си не установява производителността на всяка каучукова формула за крайна употреба.
Заключение
Хидрогенирана петролна смола C9 може да служи като лепкава или модифицираща формулата смола в избрани каучукови системи, но нейните ефекти са по-скоро зависими от формулата, отколкото универсални.
Зелената лепливост на невтвърдено съединение не трябва да се използва, за да се направи извод за механични характеристики или характеристики на стареене на втвърдено вещество. Съвместимостта, класът на смолата, натоварването, системата за втвърдяване, условията на обработка и пълната формула трябва да бъдат взети предвид при интерпретирането на резултатите от теста.
Релевантни за приложението тестове на невтвърдено и втвърдено съединение могат да бъдат избрани според изискванията на целевата формула, за да се оцени пригодността на степента.
Референции
- Оказаки, Т., Нагахара, Е. и Кеши, Х. (2002).Процес за производство на хидрогенирана С9 нефтена смола и хидрогенирана С9 нефтена смола, получена чрез процеса. Патент на САЩ US6458902B1.
- Majumdar, RN (2000).Каучукови смеси с подобрена лепливост. Законова регистрация на изобретение в САЩ USH1871H.
- Basak, GC, Bandyopadhyay, A., & Bhowmick, AK (2010). Ефект на съвместимостта на лепкавите вещества и вискоеластичността на сместа върху поведението на якост на обелване на вулканизиран EPDM каучук, втвърден съвместно с невулканизиран каучук.Международен журнал за адхезия и лепила, 30(6), 489–499. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2010.04.003.
- ASTM International. ASTM D5289-19a(2026),Стандартен метод за изпитване на свойствата на каучука - вулканизация с използване на безроторни измервателни уреди за втвърдяване. DOI: 10.1520/D5289-19AR26.
- ASTM International. ASTM D412-16(2021),Стандартни методи за изпитване на вулканизиран каучук и термопластични еластомери - напрежение. DOI: 10.1520/D0412-16R21.
- ASTM International. ASTM D573-04(2025),Стандартен метод за изпитване на разрушаване на каучука във въздушна пещ. DOI: 10.1520/D0573-04R25.