266 POLIMERY 2005, 50,nr4

Podobne dokumenty
spektroskopia UV Vis (cz. 2)

3.2 Warunki meteorologiczne

gdy wielomian p(x) jest podzielny bez reszty przez trójmian kwadratowy x rx q. W takim przypadku (5.10)

POMIAR STRUMIENIA PRZEP YWU METOD ZWÊ KOW - KRYZA.

1. Wstêp Charakterystyka linii napowietrznych... 20

Szczegółowe informacje na temat gumy, rodzajów gumy oraz jej produkcji można znaleźć w Wikipedii pod adresem:

+ + Struktura cia³a sta³ego. Kryszta³y jonowe. Kryszta³y atomowe. struktura krystaliczna. struktura amorficzna

Spektroskopia UV-VIS zagadnienia

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

40. Międzynarodowa Olimpiada Fizyczna Meksyk, lipca 2009 r. ZADANIE TEORETYCZNE 2 CHŁODZENIE LASEROWE I MELASA OPTYCZNA

DZIA 4. POWIETRZE I INNE GAZY

W³aœciwoœci termiczne usieciowanych mieszanin chlorosulfonowanego polietylenu i kauczuku butadienowo-styrenowego

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

Rys Mo liwe postacie funkcji w metodzie regula falsi

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

Przedmowa Czêœæ pierwsza. Podstawy frontalnych automatów komórkowych... 11

VRRK. Regulatory przep³ywu CAV

Sieciowanie kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego disulfidem tetraizobutylotiuramu

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Zagro enia fizyczne. Zagro enia termiczne. wysoka temperatura ogieñ zimno

SPEKTROSKOPIA LASEROWA

Temat: Funkcje. Własności ogólne. A n n a R a j f u r a, M a t e m a t y k a s e m e s t r 1, W S Z i M w S o c h a c z e w i e 1

SIGMA COATINGS. Ochrona przysz³oœci

1. Wstêp. 2. Metodyka i zakres badañ WP YW DODATKÓW MODYFIKUJ CYCH NA PODSTAWOWE W AŒCIWOŒCI ZAWIESIN Z POPIO ÓW LOTNYCH Z ELEKTROWNI X

Projektowanie procesów logistycznych w systemach wytwarzania

DWP. NOWOή: Dysza wentylacji po arowej

Krótka informacja o instytucjonalnej obs³udze rynku pracy

Atom poziom rozszerzony

ZAGADNIENIA PODATKOWE W BRANŻY ENERGETYCZNEJ - VAT

Klasyfikacja i oznakowanie substancji chemicznych i ich mieszanin. Dominika Sowa

KOMISJA WSPÓLNOT EUROPEJSKICH. Wniosek DECYZJA RADY

12. Wyznaczenie relacji diagnostycznej oceny stanu wytrzymało ci badanych materiałów kompozytowych

Witold Bednarek. Konkurs matematyczny w gimnazjum Przygotuj siê sam!

1 FILTR. Jak usun¹æ 5 zanieczyszczeñ za pomoc¹ jednego z³o a? PROBLEMÓW Z WOD ROZWI ZUJE. NOWATORSKIE uzdatnianie wody 5 w 1

Stechiometria równań reakcji chemicznych, objętość gazów w warunkach odmiennych od warunków normalnych (0 o C 273K, 273hPa)

OZNACZANIE WAPNIA I MAGNEZU W PRÓBCE WINA METODĄ ATOMOWEJ SPEKTROMETRII ABSORPCYJNEJ Z ATOMIZACJA W PŁOMIENIU

Proces sieciowania i w³aœciwoœci niekonwencjonalnych

Seria 64 - odporne farby naszkliwne na porcelanê, Bone China i Vitreous China

POPRAWKA do POLSKIEJ NORMY. PN-EN :2008/Ap2. Dotyczy PN-EN :2008 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1: Zasady ogólne

BEZPIECZE STWO PRACY Z LASERAMI

Agrofi k zy a Wyk Wy ł k ad V Marek Kasprowicz

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA TECHNOLOGII POLIMERÓW

INFORMACJA O PRODUKCIE

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

Technologie kodowania i oznaczania opakowań leków w gotowych. Koło o ISPE AMG 2007

BADANIA WYTRZYMA OŒCI NA ŒCISKANIE PRÓBEK Z TWORZYWA ABS DRUKOWANYCH W TECHNOLOGII FDM

N O W O Œ Æ Obudowa kana³owa do filtrów absolutnych H13

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Zawory elektromagnetyczne typu PKVD 12 20

Wp³yw aero elu na w³aœciwoœci wulkanizatów kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NBR)

NSDZ. Nawiewniki wirowe. ze zmienn¹ geometri¹ nawiewu

ROZPORZÑDZENIE MINISTRA ÂRODOWISKA 1) z dnia 19 listopada 2008 r.

Kto poniesie koszty redukcji emisji CO2?

Steelmate - System wspomagaj¹cy parkowanie z oœmioma czujnikami

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 14/14

Proste struktury krystaliczne

OZNACZANIE CZASU POŁOWICZNEGO ROZPADU DLA NATURALNEGO NUKLIDU 40 K

7. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

Seria 240 i 250 Zawory regulacyjne z si³ownikami pneumatycznymi z zespo³em gniazdo/grzyb AC-1 lub AC-2

ST 1 RUSZTOWANIE ROBOCZE SK ADANE, Z RUR STALOWYCH CPV SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA I OBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

ZASTOSOWANIE LASERÓW W HOLOGRAFII

DOPALACZE. - nowa kategoria substancji psychoaktywnych

PL-LS Pani Małgorzata Kidawa Błońska Marszałek Sejmu RP

(wymiar macierzy trójk¹tnej jest równy liczbie elementów na g³ównej przek¹tnej). Z twierdzen 1 > 0. Zatem dla zale noœci

Ethernet VPN tp. Twój œwiat. Ca³y œwiat.

Regulator ciœnienia ssania typu KVL

Olej rzepakowy, jako paliwo do silników z zapłonem samoczynnym

DZIA 3. CZENIE SIÊ ATOMÓW

PODNOŚNIK KANAŁOWY WWKR 2

SUBSTANCJE ZUBOŻAJĄCE WARSTWĘ OZONOWĄ

Sieciowanie i reakcje interelastomerowe w mieszaninach kauczuków butadienowo-styrenowego i chlorobutylowego

SYMULACJA STOCHASTYCZNA W ZASTOSOWANIU DO IDENTYFIKACJI FUNKCJI GÊSTOŒCI PRAWDOPODOBIEÑSTWA WYDOBYCIA

Karta katalogowa wentylatorów oddymiających

Fizyka Laserów wykład 10. Czesław Radzewicz

Pieczęć LGD KARTA OCENY OPERACJI WG LOKALNYCH KRYTERIÓW LGD

HAŚKO I SOLIŃSKA SPÓŁKA PARTNERSKA ADWOKATÓW ul. Nowa 2a lok. 15, Wrocław tel. (71) fax (71) kancelaria@mhbs.

PL B BUP 19/04. Sosna Edward,Bielsko-Biała,PL WUP 03/10 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Wp³yw absorpcji oleju silnikowego na w³aœciwoœci dynamiczne wulkanizatów mieszanin kauczuku naturalnego z butadienowo-akrylonitrylowym

Spis treœci. ROZDZIA 1. Przekazywanie informacji chemicznych

ze stabilizatorem liniowym, powoduje e straty cieplne s¹ ma³e i dlatego nie jest wymagany aden radiator. DC1C

Atom poziom podstawowy

Satysfakcja pracowników 2006

ZAPYTANIE OFERTOWE dot. rozliczania projektu. realizowane w ramach projektu: JESTEŚMY DLA WAS Kompleksowa opieka w domu chorego.

SRC. Przepustnice systemu ró nicowania ciœnienia. Przeznaczenie

Doœwiadczalne wyznaczenie wielkoœci (objêtoœci) kropli ró nych substancji, przy u yciu ró - nych zakraplaczy.

Urząd Miasta Bielsko-Biała - um.bielsko.pl Wygenerowano: /02:29:36. Wpływ promieni słonecznych na zdrowie człowieka

Nowe nadtlenki organiczne jako substancje sieciuj¹ce elastomery

OSTRZA LUTZ DO CIÊCIA FOLII SPECJALISTYCZNE OSTRZA DO SPECJALNEJ FOLII

Regulaminu uczestnictwa w projekcie. Modernizacja kształcenia zawodowego w Małopolsce. Beneficjent: Województwo Małopolskie,

Wyznaczanie charakterystyki widmowej kolorów z wykorzystaniem zapisu liczb o dowolnej precyzji

INFORMACJA DOTYCZĄCA BEZPIECZEŃSTWA I OCHRONY ZDROWIA PLAN BIOZ

WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO I MATEMATYCZNEGO

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

Modyfikacje betonu dodatkiem rozdrobnionego polipropylenu

tel/fax lub NIP Regon

4. OCENA JAKOŒCI POWIETRZA W AGLOMERACJI GDAÑSKIEJ

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

Spektroskopia charakterystycznych strat energii elektronów EELS (Electron Energy-Loss Spectroscopy)

NWC. Nawiewniki wirowe. ze zmienn¹ geometri¹ nawiewu

OŚWIADCZENIE O STANIE RODZINNYM I MAJĄTKOWYM ORAZ SYTUACJI MATERIALNEJ

Transkrypt:

266 POLIMEY 2005, 50,nr4 JACEK M. BIK 1)*), WOJCIECH G USZEWSKI 2), W ADYS AW M. ZYMSKI 1), ZBIGNIEW P. ZAGÓSKI 2) Sieciowanie i degradacja uwodornionego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego pod wp³ywem promieniowania elektronowego. Wp³yw zawartoœci zwi¹zanego akrylonitrylu DEGADATION OF ELECTON BEAM IADIATED HYDOGENATED BUTADIENE-ACYLONITILE UBBE. INFLUENCE OF BOUNDED ACYLONITILE CONTENT Summary Influence of polarity of hydrogenated butadiene-acrylonitrile rubber (HNB) on its crosslinking and radiation degradation was investigated. HNB samples differing in bounded acrylonitrile (AN) content (34, 39 or 43 wt. %) (denoted with the symbols H34, H39 and H43, respectively) (Table 1) were irradiated with 10 MeV electron beam. Doses varied from 20 to 300 kgy. The following properties have been determined: Mooney-ivlin elasticity constant (2C 1 N Fig. 2), sol content (S Fig. 3 and 4), radiation crosslinking efficiency (E)andgeldose(D g ) (Table 2). It was found HNB undergoes radiation crosslinking and its network density is directly proportional to the dose (D). Bounded acrylonitrile content does not influence the processes of HNB crosslinking and degradation. atio of scission acts (p) and crosslinking acts (q) has been determined using Charlesby Pinner equation [equation (3)]. It has been found that the process of HNB radiation crosslinking was accompanied with moderate degradation of the chains (p/q = 0.05 0.10, Table 2) going probably according to β-scission mechanism. elative intensity of absorption band at 810 cm -1 related to >C=CH 2 end groups (Table 3) was determined by internal reflection spectroscopy (IS). Key words: hydrogenated butadiene-acrylonitrile rubber, acrylonitrile content, electron radiation, crosslinking, degradation. Jednym ze sposobów wytwarzania uwodornionego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (HNB) jest katalityczne uwodornienie wi¹zañ podwójnych >C=C< nienasyconego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NB) bez naruszania obecnych w ³añcuchach grup nitrylowych. Dziêki uwodornieniu uzyskuje siê elastomer pozbawiony g³ównych wad wyjœciowego NB, tj. ma³ej odpornoœci na starzenie i dzia³anie wysokiej temperatury, z jednoczesnym zachowaniem jego dobrych w³aœciwoœci mechanicznych oraz odpornoœci na dzia³anie niepolarnych mediów technicznych [1 4]. Nasycony charakter HNB sprawia, e wymaga on stosowania niekonwencjonalnych substancji sieciuj¹cych, najczêœciej nadtlenków organicznych, zwykle w obecnoœci koagentów [3, 5]. W przypadku, gdy stopieñ uwodornienia nie przekracza 96 % mol., HNB 1) Politechnika ódzka, Instytut Polimerów, ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 ódÿ. 2) Instytut Chemii i Techniki J¹drowej, ul. Dorodna 16, 03-195 Warszawa. *) Autor, do którego nale y kierowaæ korespondencjê; e-mail: jacekbik@p.lodz.pl mo na sieciowaæ tak e siark¹ w obecnoœci aktywnych przyspieszaczy, ewentualnie wybranymi disiarczkami tetraalkilotiuramu [6 10]. Podczas sieciowania siark¹ korzystniejsze jest stosowanie efektywnych zespo³ów sieciuj¹cych zawieraj¹cych ultra- lub pó³ultraprzyspieszacze. W porównaniu z HNB usieciowanym nadtlenkami, jego wulkanizaty siarkowe charakteryzuj¹ siê wprawdzie wiêksz¹ wytrzyma³oœci¹ na rozci¹ganie i rozdzieranie, ale i wiêkszym odkszta³ceniem trwa³ym przy œciskaniu oraz gorsz¹ odpornoœci¹ na starzenie termiczne i ozonowe [11 13]. Obiecuj¹c¹ metod¹ sieciowania elastomerów nasyconych, w tym HNB, jest dzia³anie wysokoenergetycznego promieniowania jonizuj¹cego. Do g³ównych zalet sieciowania radiacyjnego nale y zaliczyæ mo liwoœæ prowadzenia procesu w temperaturze otoczenia oraz w œciœle kontrolowanych warunkach wielkoœci i intensywnoœci dawki promieniowania, a tak e œrodowiska procesu [14]. Z punktu widzenia coraz bardziej istotnego ostatnio znaczenia ekologii wa ny jest tak e fakt braku emisji produktów ubocznych towarzysz¹cych konwencjonalnemu sieciowaniu elastomerów. Ponadto me-

POLIMEY 2005, 50,nr4 267 toda ta mo e byæ stosowana do HNB zarówno ca³kowicie, jak i czêœciowo uwodornionych. Odpornoœæ radiacyjna, a tak e rodzaj ewentualnych przemian, którym ulega ka dy polimer pod wp³ywem oddzia³ywania promieniowania jonizuj¹cego, zale y w znacznej mierze od budowy chemicznej jego makrocz¹steczki. Obecnoœæ w ³añcuchu pierœcieni aromatycznych lub wi¹zañ podwójnych powoduje wzrost odpornoœci na promieniowanie wysokoenergetyczne, dziêki tzw. wewnêtrznemu efektowi ochronnemu polegaj¹cemu m.in. na rezonansowym rozpraszaniu energii [15]. W polimerach pozbawionych efektu ochronnego pod wp³ywem promieniowania tworz¹ siê, oprócz pierwotnych produktów radiolizy, rodniki alkilowe zdolne do przemieszczania siê wzd³u ³añcuchów w miejsca korzystniejsze z energetycznego punktu widzenia. Stê enie powstaj¹cych drugo- i trzeciorzêdowych rodników decyduje o dominacji sieciowania, b¹dÿ degradacji. Wed³ug teorii zak³adaj¹cej niehomogeniczne odk³adanie siê energii w napromienionych polimerach procesy sieciowania radiacyjnego wi¹ ¹ siê z powstawaniem tzw. gniazd jednojonizacyjnych. S¹ nimi pierwotne produkty radiolizy (np. jonizacje, wzbudzenia), powstaj¹ce pod wp³ywem kaskady elektronów wywo³anej bogatymi energetycznie, pierwszymi generacjami oddzia- ³ywañ jonizuj¹cych (m.in. elektronów, promieniowania gamma). Ka dy z nich powoduje powstawanie kolejnych jonizacji, oddalonych od siebie. Utworzone w wyniku oderwania elektronu dziury dodatnie mog¹ przemieszczaæ siê wzd³u ³añcucha w miejsca korzystniejsze energetycznie (np. drugo- i trzeciorzêdowe centra aktywne) i ³¹cz¹c siê ze sob¹ tworzyæ wi¹zania poprzeczne [16, 17]. ównolegle z procesami sieciowania radiacyjnego czêsto dochodzi do degradacji napromienianych makrocz¹steczek, za któr¹ odpowiedzialne s¹ tzw. gniazda wielojonizacyjne. S¹ one tworzone przez ubogie energetycznie elektrony ostatnich generacji powoduj¹ce kolejne jonizacje w bardzo bliskiej odleg³oœci od siebie. Prowadzi to do nagromadzenia energii w niewielkiej objêtoœci i w efekcie do pêkania ³añcucha. Pewna czêœæ makrorodników powsta³ych w wyniku pêkniêcia makrocz¹steczek mo e rekombinowaæ z makrorodnikami generowanymi w gniazdach jednojonizacyjnych, z utworzeniem trójfunkcyjnych wêz³ów sieci (typu Y). Pozosta³a czêœæ makrorodników nie ulega rekombinacji i powoduje zmniejszenie wydajnoœci sieciowania. Mo na oczekiwaæ, e polarnoœæ HNB, a zatem zawartoœæ zwi¹zanego akrylonitrylu (AN), bêdzie odgrywaæ istotn¹ rolê w procesach jego radiacyjnego sieciowania i degradacji. Wiêksza zawartoœæ AN mo e powodowaæ z jednej strony wzrost stê enia stosunkowo trwalszych rodników [(I) w równaniu (1)] stabilizowanych w wyniku delokalizacji niesparowanego elektronu i w konsekwencji zwiêkszaæ odpornoœæ radiacyjn¹ HNB. Z drugiej zaœ strony wzrost zawartoœci zwi¹zanego AN prowadzi do zmniejszenia iloœci trzeciorzêdowych centrów aktywnych w uwodornionych merach butadienowych o addycji 1,2 [wzór (II)]. Stanowi¹ one ok. 20 % wszystkich merów butadienowych [3, 4] i mog¹ byæ centrami degradacji HNB. Wyniki dotychczasowych badañ wp³ywu dawki promieniowania elektronowego na stopieñ usieciowania HNB zawieraj¹cego 43 % mas. zwi¹zanego AN wskazuj¹, e jest on podatny na sieciowanie radiacyjne, a gêstoœæ jego sieci przestrzennej jest liniow¹, rosn¹c¹ funkcj¹ dawki. Ponadto z badañ tych wynika brak istotnego wp³ywu czynników zewnêtrznych, w tym œrodowiska napromieniania (napromienianie w atmosferze powietrza lub argonu), na stopieñ usieciowania HNB [18 20]. Celem prezentowanej pracy by³o okreœlenie wp³ywu polarnoœci HNB, tj. zawartoœci zwi¹zanego w nim akrylonitrylu (34, 39, 43 % mas.), na procesy sieciowania i degradacji zachodz¹ce pod wp³ywem promieniowania elektronowego. Prezentowana praca jest czêœci¹ szerszego projektu badawczego poœwiêconego przemianom radiacyjnym specjalistycznych elastomerów polarnych. Materia³y CZÊŒÆ DOŒWIADCZALNA Do badañ u yto uwodornionych kauczuków butadienowo-akrylonitrylowych pod nazw¹ handlow¹ Therban typy A3407, A3907 i A4307 firmy Bayer AG ró ni¹cych siê zawartoœci¹ zwi¹zanego AN. Dok³adn¹ charakterystykê badanych elastomerów zawiera tabela 1 (dane producenta). T a b e l a 1. Charakterystyka badanych HNB T a b l e 1. Characteristics of HNB investigated Nazwa kauczuku Symbol H 3 Zawartoœæ zwi¹zanego AN, % mas. Stopieñ uwodornienia % mol. Zawartoœæ [>C=C<] mol/kg kauczuku Therban A3407 H34 34 >99,0 <0,114 Therban A3907 H39 39 >99,0 <0,109 Therban A4307 H43 43 >99,0 <0,101 (II) CH CH 2 C N hν C N CH CH 2 N (I) (1) Napromienianie Przeznaczone do napromieniania p³ytki kauczuku gruboœci ~1 mm sporz¹dzano metod¹ prasowania na

268 POLIMEY 2005, 50,nr4 gor¹co w stalowej formie. Napromienianie przeprowadzano w Instytucie Chemii i Techniki J¹drowej w Warszawie za pomoc¹ liniowego akceleratora elektronów 10 MeV typu LAE 13/9 (konstrukcji prof. Z. P. Zagórskiego). W celu unikniêcia nadmiernego nagrzewania siê próbek podczas ich napromieniania, powodowanego adiabatycznym charakterem procesu, zastosowano metodê dawki dzielonej jednorazowa dawka 20 kgy. Próbki napromieniano dawkami sumarycznymi z przedzia³u 20 300 kgy. Metodyka badañ Zawartoœæ zolu (S) orazsta³eelastycznoœcimooney a ivlina (2C 1 N ) dotycz¹ce napromienionego kauczuku oznaczano w sposób opisany we wczeœniejszych pracach [9, 10, 18 20] poœwiêconych badaniom HNB. W celu okreœlenia stopnia usieciowania, definiowanego jako udzia³ objêtoœciowy kauczuku w spêcznionym elu (V r ), napromienione próbki HNB poddawano dzia³aniu rozpuszczalników [tetrahydrofuran (THF), toluen] o parametrze rozpuszczalnoœci zbli onym do parametru rozpuszczalnoœci kauczuku (δ H34 =19,4 MPa 1/2, δ H39 = 20,8 MPa 1/2, δ H43 = 21,9 MPa 1/2, δ THF = 18,2 MPa 1/2, δ toluen = 17,8 MPa 1/2 ) [21]. Badania spektroskopowe w podczerwieni wykonano za pomoc¹ aparatu Bio-ad FTS-175 C (Niemcy) z przystawk¹ mikroskopow¹ firmy Harrick (USA) wykorzystuj¹c¹ zjawisko ca³kowitego wewnêtrznego odbicia na granicy miêdzy kryszta³em a przylegaj¹c¹ warstw¹ polimeru (metoda Internal eflection Spectroscopy IS). Wi¹zka padaj¹ca pod k¹tem bliskim k¹ta granicznego wnika w polimer na g³êbokoœæ porównywaln¹ z d³ugoœci¹ fali i ulega selektywnej absorpcji w zbli ony sposób jak w spektrofotometrze transmisyjnym. ejestracja natê enia wi¹zki odbitej w funkcji liczby falowej daje widmo IS, którego kontur jest bardzo podobny do konturu typowego widma absorpcyjnego [22]. WYNIKI BADAÑ I ICH OMÓWIENIE Zaobserwowano wzrost stopnia usieciowania kauczuku (wartoœci V r ) wraz z dawk¹ promieniowania elektronowego (rys. 1). Ze wzglêdu na odmienn¹ polarnoœæ HNB, a zatem ró ne powinowactwo do rozpuszczalników, zbli one wartoœci V r nie mog¹ byæ podstaw¹ do jednoznacznej oceny wp³ywu polarnoœci HNB na gêstoœæ sieci napromienionych próbek. Dok³adn¹ analizê gêstoœci sieci przestrzennej napromienionych HNB umo liwi³y natomiast pomiary sta³ej elastycznoœci Mooney a ivlina (2C 1 N = nt) zuwzglêdnieniem zawartoœci substancji niekauczukowych oraz zolu. Stwierdzono, e gêstoœæ sieci jest wprost proporcjonalna do dawki (rys. 2), co jest zgodne z wynikami naszych wczeœniejszych badañ HNB zawieraj¹cego 43 % mas. zwi¹zanego AN i o stopniu uwodornienia 99 94,5 % mol. [15, 18, 19]. Wyznaczone wartoœci 2C 1 N V r,u³amekobj. 0,4 0,3 0,2 0,1 0 60 120 180 240 300 D, kgy ys. 1. Wp³yw dawki (D) promieniowania na stopieñ usieciowania (V r ) HNB o ró nej zawartoœci zwi¹zanego akrylonitrylu. Oznaczenia próbek: H34, H39, H43 (stopieñ uwodornienia >99,0 % mol., próbki spêcznione wthf) Fig. 1. Influence of radiation dose (D) on crosslinking degree (V r ) of HNB differing in bounded acrylonitrile content. Samples denotations: H34, H39, H43 (hydrogenation degree >99.0 mole %, samples swollen in THF) 2C 1 N,kG/cm 2 4,0 3,0 2,0 1,0 40 120 200 280 D,kGy ys. 2. Wp³yw dawki (D) promieniowania na sta³¹ elastycznoœci (2C 1 N ) HNB o ró nej zawartoœci akrylonitrylu. Oznaczenia próbek jak na rys. 1 (stopieñ uwodornienia >99,0 % mol., wspó³czynniki korelacji liniowej krzywych próbek H34, H39 i H43 wynosz¹ odpowiednio 0,97, 0,98 i 0,98) Fig. 2. Influence of radiation dose (D) on elasticity constant (2C 1 N ) of HNB differing in bounded acrylonitrile content. Samples denotations as in Fig. 1 (hydrogenation degree >99.0 mole %, correlation coefficients of linear regression of the curves concerning H34, H39 and H43 samples are 0.97, 0.98 and 0.98, respectively) kauczuków napromienionych jednakow¹ dawk¹ s¹ w granicach b³êdu takie same we wszystkich badanych kauczukach. St¹d wniosek, e zawartoœæ zwi¹zanego AN nie wp³ywa w istotny sposób na gêstoœæ i wydajnoœæ sieciowania radiacyjnego HNB. Wyznaczona z równania (2) wydajnoœæ sieciowania radiacyjnego (E), definiowana jako iloœæ wi¹zañ poprzecznych utworzonych pod wp³ywem dawki 100 ev, wynosi 2,5 2,7 (tabela 2).

POLIMEY 2005, 50,nr4 269 N 2C 1 N A Td E = 2De (2) gdzie: d gêstoœæ wulkanizatu, uniwersalna sta³a gazowa, D e dawka promieniowania wyra ona jako wielokrotnoœæ 100 ev, T temperatura, N A liczba Avogadro. T a b e l a 2. Wydajnoœci sieciowania (E), dawka elowania (Dg) oraz udzia³ aktów degradacji (p/q) podczas napromieniania badanych HNB (stopieñ uwodornienia >99,0 % mol.) T a b l e 2. Crosslinking efficiency (E), gel dose (Dg) and ratio of scission acts (p/q) during HNB irradiation (hydrogenation degree >99.0 mole %) Kauczuk E Dg, kgy p/q H34 2,49±0,12 25,1±1,1 95±13 H39 2,70±0,14 28,3±2,9 49±07 H43 2,59±0,13 21,6±2,7 60±05 ozpoczêcie sieciowania badanych elastomerów wymaga absorpcji pewnej iloœci energii zwanej dawk¹ elowania (D g ). Jej istnienie jest prawdopodobnie zwi¹zane z obecnoœci¹ w handlowych kauczukach substancji przeciwstarzeniowych dzia³aj¹cych jako zmiatacze wolnych rodników, a tak e innych substancji niekauczukowych. Dawka elowania wyznaczona z zale noœci zawartoœci frakcji zolowej (S) w funkcji dawki promieniowania (rys. 3) wynosi 15 28 kgy (tabela 2). Na jej wartoœæ decyduj¹cy wp³yw wywiera stê enie i rodzaj substancji niekauczukowych. Na podstawie równania Charlesby ego Pinnera dotycz¹cego polimerów o najbardziej prawdopodobnym log D 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 rozk³adzie ciê aru cz¹steczkowego (M w /M n = 2) wyznaczyliœmy stosunek aktów degradacji (p) do aktów sieciowania (q) [23]: S + S 1/2 = p/q + A/D (3) gdzie: A sta³a wi¹ ¹ca wydajnoœæ sieciowania i liczbowo œredni stopieñ polimeryzacji makrocz¹steczek, D dawka. Punkt przeciêcia prostych (rys. 4) opisanych równaniem (2) z osi¹ odciêtych wyznacza wartoœæ p/q (por. tabela 2). Wynika z nich, e na ka de 100 aktów sieciowania przypada 5 10 aktów degradacji. W granicach b³êdu doœwiadczenia mo na przyj¹æ, e zawartoœæ akrylonitrylu zwi¹zanego w HNB nie wp³ywa w istotnym stopniu na procesy degradacji badanych kauczuków. S + S 1/2,j.u. 1,7 1,4 1,1 0,8 0,5 0,2 025 075 125 175 225 275 1/D, 1/kGy ys. 4. Zawartoœæ frakcji zolowej (S) w napromienionym HNB o ró nej polarnoœci w uk³adzie wspó³rzêdnych wg Charlesby ego Pinnera. Oznaczenie jak na rys. 1 (stopieñ uwodornienia >99,0 % mol., wspó³czynniki korelacji liniowej krzywych wszystkich próbek wynosz¹ 0,99) Fig. 4. Sol fraction content (S) in irradiated HNB differing in polarity in Charlesby Pinner co-ordinates system. Denotations as in Fig. 1 (hydrogenation degree >99.0 mole %, correlation coefficients of linear regression of the curves concerning all samples are equal 0.99) log S -0,4-0,8-1,2 W usieciowanym za pomoc¹ nadtlenków PP i EPM degradacja przebiega wg mechanizmu rozpadu β, z utworzeniem koñcowych wi¹zañ podwójnych [równanie (4)] [24]. Wyniki naszych badañ spektroskopowych w I sugeruj¹, e podobny mechanizm mo e funkcjonowaæ -1,6 ys. 3. Zawartoœæ frakcji zolowej (S) w napromienionym HNB o ró nej polarnoœci w funkcji dawki (D). Oznaczenia jak na rys. 1 (stopieñ uwodornienia >99,0 % mol., wspó³czynniki korelacji liniowej krzywych wszystkich próbek wynosz¹ 0,99) Fig. 3. Sol fraction content (S) in irradiated HNB differing in polarity versus radiation dose (D). Denotations as in Fig. 1 (hydrogenation degree >99.0 mole %, correlation coefficients of linear regression of the curves concerning all samples are equal 0.99) CH 2 CH 2 CH CH 2 + hν CH 2 CH 2 C w napromienianych HNB [ = -CH 2 CH(CN) i -CH 2 -CH 3 w równaniu (4)]. Œwiadczy o tym proporcjonalny do dawki wzrost wzglêdnej intensywnoœci pasma poch³aniania przy liczbie falowej 810 cm -1, które prawdopodobnie mo na przypisaæ drganiom deformacyj- (4)

270 POLIMEY 2005, 50,nr4 nym grupy >C=CH 2 poza p³aszczyzn¹ wi¹zania podwójnego (tabela 3) [25]. T a b e l a 3. Wp³yw dawki promieniowania (D) na wzglêdn¹ intensywnoœæ pasma absorpcji w I przy 810 cm -1 kauczuku H34 (stopieñ uwodornienia >99,0 % mol.) T a b l e 3. Effect of radiation dose (D) on relative intensity of I absorption band at 810 cm -1 of H34 rubber (hydrogenation degree >99.0 mole %) Intensywnoœæ pasma Pasmo absorpcji D =60kGy D = 280 kgy [-CH=CH2]810/[-CH2-]1440 0,19 0,33 [-CH=CH2]810/[C=N]2240 0,49 0,93 PODSUMOWANIE Przedstawione przez nas wyniki badañ wskazuj¹, e uwodorniony kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy o ró nej zawartoœci zwi¹zanego AN jest podatny na sieciowanie za pomoc¹ promieniowania elektronowego. Gêstoœæ sieci przestrzennej napromienionych HNB roœnie liniowo z dawk¹, a towarzysz¹ca sieciowaniu degradacja ³añcuchów w niewielkim tylko stopniu zmniejsza wydajnoœæ sieciowania (p/q = 5 0,10). Zawartoœæ zwi¹zanego AN, zatem i polarnoœæ elastomeru, nie wp³ywa w istotnym stopniu na przemiany radiacyjne napromienionego HNB. Wyznaczona dawka elowania HNB (D g ) wynosi 15 28 kgy. Na jej wartoœæ wp³ywa iloœæ oraz rodzaj substancji niekauczukowych obecnych w handlowych elastomerach. Praca wykonana w ramach projektu badawczego nr 7T08E 016 21 finansowanego przez Komitet Badañ Naukowych. Wyrazy podziêkowania kierujemy pod adresem firmy Bayer AG za nieodp³atne przekazanie próbek HNB. LITEATUA 1. Pat. FN 2 539 132 (1976); CA 1977, 87, 168 798m. 2. Mirza J., Schön N., Thörmer J.: Kautsch. Gummi Kunstst. 1986, 39, 615. 3. zymski W. M., Srogosz A.: Elastomery 1996, 1, nr1, 11. 4. zymski W. M.: Polimery 1999, 44, 505. 5. zymski W. M., Wolska B., Balicki T.: Macromol. Symp. 2003, 194, 213. 6. Casper., ohde E.: Kautsch. Gummi Kunstst. 1988, 41, 541. 7. Nippon Zeon Company Ltd., Zetpol Product Guide, prospekt firmowy, 1999. 8. zymskiw.m.,wolskab.: HNB materia³ Hi-Tech. Budowa, w³aœciwoœci i zastosowanie w: Materia³y polimerowe i ich przetwórstwo (red. Koszkul J.), Wyd. Polit. Czêstochowskiej, Czêstochowa 2000, str. 41 50. 9. zymski W. M., Wolska B., Krawczyk I.: Sieciowanie uwodornionego kauczuku nitrylowego. II. Wp³yw bis-2-etyloheksyloditiofosforanu cynku w: Postêp w przetwórstwie materia³ów polimerowych (red. Koszkul J.), Wyd. Politechniki Czêstochowskiej, Czêstochowa 2002, str. 104 111. 10. zymski W. M., Wolska B., Sobieniak A., Wojtczak E.: Sieciowanie uwodornionego kauczuku nitrylowego. I. Dzia³anie siarczków tetraalkilotiuramu, ibid [9], str. 95 103. 11. Mezger M., Eisele U., ohde E.: Kautsch. Gummi Kunstst. 1991, 44, 341. 12. Singha N. K., Bhattacharjee S., Sivaram S.: ubber Chem. Technol. 1997, 70, 310. 13. Mezger M., Eisele U., ohde E.: ubber Chem. Technol. 1991, 201, nr 2, 25. 14. Zagórski Z. P.: PTJ 2000, 43, nr4,2. 15. uchowska E.: Polimery 1997, 42, 182. 16. Zagórski Z. P.: Polimery 1997, 42, 141. 17. Zagórski Z. P.: adiat. Phys. Chem. 2002, 63, 9. 18. Bik J., G³uszewski W., zymski W. M., Zagórski Z. P.: adiat. Phys. Chem. 2003, 67, 241. 19. Bik J., Smejda A., Wolska B., zymski W. M., G³uszewski W., Zagórski Z. P.: adiacyjne sieciowanie uwodornionego kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, ibid [9], str. 298 306. 20. Bik J., G³uszewski W., zymski W. M., Zagórski Z. P.: Kautsch. Gummi Kunstst. 2004, 57, 651. 21. zymski W. M., Jentzsch J., Srogosz A.: Plaste Kautschuk 1994, 41, 19. 22. Pangelinan A. B., McCullough. L., Kelly M. J.: Composites 1999, 30(A), 67. 23. Charlesby A., Pinner S. H.: Proc. oy. Soc. Londyn 1959, A249, 637. 24. Spisakova N., atzsch M., eichett N.: J. Macromol. Sci., Pure Appl. Chem. 2000, 137, 15. 25. Zieliñski W., ajca A.: Metody spektroskopowe i ich zastosowanie w analizie zwi¹zków organicznych, WNT, Warszawa 1985, str. 328.