Высокоактивный оксид магния МагПро® для применения в производстве кабельных оболочек на основе ХСПЭ

Введение

Хлорсульфированый полиэтилен (ХСПЭ, CSM) – синтетический каучук, продукт химической модификации полиэтилена хлором и сернистым ангидридом.

ХСПЭ отличается высокой теплостойкостью, износостойкостью и негорючестью, проявляет стойкость к действию озона, ультрафиолета, погодных факторов. ХСПЭ с высоким содержанием хлора (32-45%) проявляют также огне-, масло- и бензостойкость. Материалы из ХСПЭ характеризуются особенно высокой устойчивостью к действию биокоррозии и высокими диэлектрическими свойствами, обладают хорошей адгезией к различным поверхностям. По стойкости к агрессивным воздействиям ХСПЭ превосходит полихлоропрен, уступая только по огнестойкости, эластичности и морозостойкости. По газонепроницаемости ХСПЭ превосходит другие каучуки, за исключением бутилкаучука [1].

ХСПЭ на основе полиэтилена высокой плотности (Hypalon 40, ХСПЭ-40) используют для изготовления множества РТИ: покрытий для конвейерных лент, изоляции проводов и кабелей, химически стойких покрытий, покрытий химической аппаратуры и валов бумагоделательных машин, производстве шлангов, рукавов, ремней, резиновых компенсаторов (вибровставок), теплостойких уплотнителей, прокладок, губчатых изделий, кровельных и прудовых мембран, специальных видов прорезиненных тканей.

Электроизоляционные свойства и низкая воспламеняемость обусловили широкое использование резин на основе каучука ХСПЭ в качестве материала для кабельной изоляции и оболочки [2].

Основная функция оксида магния в резинах на основе ХСПЭ, содержащем хлор и сульфонилхлорид, заключается в том, чтобы удалять кислотные побочные продукты (акцептор кислот). Летучие кислоты образуются во время переработки, вулканизации и старения резиновых изделий. Оксид магния нейтрализует эти кислоты и защищает резиновую смесь от деградации каучука и нежелательной подвулканизации.

Помимо нейтрализации кислотных побочных продуктов, оксид магния может также использоваться при производстве резин на основе ХСПЭ в качестве вулканизующего агента. В химической реакции с влагой MgO сшивает гидратированные хлорсульфонильные группы и образует ионные связи. Это позволяет добиться превосходных физико-механических свойств (за исключением остаточной деформации при сжатии) [3].

Было проведено исследование влияния различных марок оксида магния на свойства резин для производства кабельных оболочек на основе каучука хлорсульфированный полиэтилен. Для работы были выбраны отечественные марки оксид магния на основе обожжённого брусита МагПро^®150 и МагПро^®170 в сравнении с синтетическим оксидом магния с площадью поверхности 150 м²/г производства Японии.

Экспериментальная часть

Для испытаний была взята промышленная рецептура резины кабельной оболочки на основе каучука ХСПЭ, приведенная в таблице, изменялась только марка оксида магния.

Вулканизационные характеристики определяли на приборе MDR 3000 Professional.

Результаты показывают, что стойкость к подвулканизации (Ts2) и время достижения оптимума вулканизации Tc90 практически не зависят от марки исследуемого оксида магния, отличие не превышает 3-7%.

Для изготовления образцов вулканизатов резиновых смесей был использован пресс гидравлический вулканизационный. Давление на пресс-форму – не менее 12 МПа.

Вулканизаты испытывались через сутки после изготовления для релаксации напряжения. Также было проведено старение вулканизатов в течение 3 дней в атмосфере горячего воздуха либо минерального масла.

Набухание вулканизатов в масле для всех типов исследованных оксидов магния происходит одинаково, показатель увеличения массы находится около 0,7%, для изменения толщины образцов не превышает 1,4%.

Результаты показывают, что удельное объемное электрическое сопротивление вулканизатов практически не зависит от типа применяемого оксида магния, и его изменение после выдержки в течение 1 часа при 90°С при остаётся в том же порядке измеряемой величины – 10¹⁰ Ом·м.

Заключение

1. Замена синтетического оксида магния на оксид магния (обожжённый̆ брусит) МагПро^® 150 и МагПро^® 170, не оказывает существенного влияния на вулканизационные характеристики резиновых смесей и упруго-прочностные характеристики вулканизатов для оболочек кабелей на основе ХСПЭ.

2. Старение в течение 3 суток в атмосфере горячего воздуха при 150°С и в среде минерального масла при 20°С для всех вулканизатов на основе ХСПЭ по изменению упруго-прочностных свойств протекает без существенной̆ разницы между оксидами.

3. Маслостойкость при 20°С вулканизатов происходит фактически одинаково и не зависит от типа оксида магния.

4. Удельное объемное электрическое сопротивление вулканизатов практически не зависит от типа применяемого оксида магния, и его изменение после выдержки в течение 1 часа при 90°С при остаётся в том же порядке измеряемой величины – 10¹⁰ Ом·м.

Список литературы

1. Большой справочник резинщика. В 2-х частях / Под ред. С.В. Резниченко, Ю.Л. Морозова. Том 1. – М.: ООО «Изд. Центр «Техинформ» МАИ», 2012. – 744 с.

2. Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. «Технология эластомерных материалов»: Учебник для ВУЗов. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: НППА «Истек», г. Москва, 2009. – 504 с.

3. Технология резины: Рецептуростроение и испытания / Под ред. Дика Дж.С.; Пер. с англ. под ред. Шершнева В.А. – СПб.: Научные основы и технологии, 2010. – 620 с.

4. Официальный̆ сайт компании ООО «РГХО». – URL: https://brucite.plus/upload/iblock/51b/magpro-150.pdf (дата обращения 25.09.2024).

5. Официальный̆ сайт компании ООО «РГХО». – URL: https://brucite.plus/upload/iblock/133/magpro-170.pdf