Классификация противостарителей по механизму действия и влиянию на окраску резины. Классификация пластификаторов и наполнителей для каучуков.

Противостарители по механизму действия подразделяются на превентивные и обрывающие цепи. К превентивным, ингибирующим инициирование за счет разложения пероксидов, поглощения светового излучения или дезактивации (пассивации) металлов, относят меркаптаны, сульфиды, дитиокарбаматы, дитиофосфаты, эфиры фосфористой кислоты:

К противостарителям, обрывающим цепи путем связывания пероксидных радикалов, относят амины и фенолы. При этом амины окрашивают резину и поэтому рекомендуются для применения в черных резинах. Из них широко применяют 4, 4-диаминодифенилметан (тонокс), фенил-бета-нафтиламин (нафтам-2), п-оксифенил-бета-нафтиламин (п-оксинеозон) и ацетонанил Р:

Из диаминов для каучуков распространен N, N-дифенил- п -фенилендиамин (диафен ФФ), а резин - изопропил-фенил- п -фенилендиамин (диафен ФП). Из фенолов, которые не окрашивают резину и поэтому рекомендуются для цветных резин, применяют 4-метил-2, 6-ди-трет-бутилфенол (алкофен БП), бис(4-метил-2, 6-ди-трет-бутил)фенол (НГ-2246) и 2, 5-ди-трет-бутилгидро-хинон, а для защиты от действия света - производные бензофенонов:

, , , .

Неокрашивающими стабилизаторами для каучуков являются также три-(п -нонилфенил)-фосфит (полигард) и эфиры пирокатехинфосфористой кислоты:

, .

При комбинировании противостарителей с одинаковым механизмом действия обычно наблюдается аддитивность их действия. Синергический эффект, когда комбинация двух противостарителей более эффективна, чем любой из них в той же концентрации, наблюдается при разных механизмах их действия. Известен синергический эффект замещенных фенолов и аминов с эфирами фосфористой кислоты, аминов с сульфидами. Ингибирующее действие усиливается тем, что один ингибитор замедляет образование пероксидов и тем защищает второй ингибитор от быстрого расходования.

Пластификаторы – это низкомолекулярные вещества, которые модифицируют свойства эластомеров, изменяя гибкость их макромолекул и подвижность надмолекулярных структур, но при этом снижают их прочность и твердость. Собственно пластификаторы совмещаются с каучуками и улучшают морозостойкость резин, а мягчители не влияют на их морозостойкость. Технологические добавки ограниченно растворяются в каучуках, но облегчают переработку смесей, позволяют регулировать их клейкость и улучшать диспергирование наполнителей. «Межструктурные» пластификаторы (жирные кислоты, парафины) облегчают диспергирование ингредиентов, т.е. являются диспергаторами. По происхождению все пластификаторы подразделяют на продукты переработки нефти и каменного угля (мазуты, битумы, масла, смолы, парафины и церезины), продукты растительного происхождения (сосновая смола, канифоль, непредельные растительные масла, жирные кислоты) и синтетические пластификаторы (сложные полиэфиры, полидиены, олигоэфиракрилаты).

Наполнители подразделяются на активные (усиливающие), которые увеличивают прочность, сопротивление истиранию и раздиру резин, и инертные (разбавители). Основным усиливающим наполнителем является техуглерод - тонкодисперсный черный продукт термического разложения жидких или газообразных углеводородов. Неорганические наполнители включают природные минеральные (мел, каолин, бентонит, шунгит, тальк) и синтетические усиливающие (коллоидная кремнекислота, оксиды магния и цинка, силикаты кальция и алюминия, фторид кальция), позволяющие получать высокопрочные цветные, термостойкие, негорючие и агрессивостойкие резины из некристаллизующихся каучуков.

Красящие вещества для окрашенных резин подразделяют на неорганические (пигменты) и органические (красители). Интенсивность окраски возрастает с уменьшением размера частиц и способности их диспергироваться в каучуке. От окраски резины зависит ее устойчивость к старению под действием света. Фотозащиту резине дают белый, желтый и зеленые цвета, а окраска в синие цвета ускоряет процессы старения и поэтому применяется редко. Это связано с поглощением или отражением резиной определенной части спектра. Из белых пигментов применяют титановые белила (смесь TiO ₂ c BaSO ₄), литопон (смесь ZnS с BaSO ₄), оксид цинка, сернистый цинк и оксид титана. Титановые белила дают чистую белую светостойкую окраску. Красящая способность литопона высока, но на свету появляются желтые тона. Интенсивность белой окраски резины растет с увеличением различий между показателями преломления каучука и пигмента, а также зависит от размера и формы его частиц и от других ингредиентов смеси. Окраску резины в другие цвета проводят по белому тону, в противном случае получаются блеклые цвета, так как вулканизаты имеют свою коричневую окраску. Из красных пигментов применяют оксид железа Fe ₂ O ₃, часто совместно с литопоном, сернистую сурьму, селено-кадмиевые соединения, киноварь и сернистую ртуть. Сине-зеленый цвет придает оксид хрома, а синий – ультрамарин.