C e z a ry D ę b e k *,
W a n d a P a ra s ie w ic z *, M a rc in S o b c z a k *
W pływ dodatku granulatu gumy z E P D M na starzenie atmosferyczne wulkanizatów kauczuków nienasyconych
W u l k a n iz a t y k a u c z u k ó w d i e n o w y c h z e w z g l ę d u n a d u ż ą z a w a r t o ś ć w i ą z a ń p o d w ó j n y c h w ę g i e l - w ę g i e l ł a t w o u l e g a j ą s t a r z e n i u a t m o s f e r y c z n e m u , s z c z e g ó l n i e p o d w p ł y w e m o z o n u . P r z y k ł a d e m m o g ą b y ć s z e r o k o r o z p o w s z e c h n i o n e , l e c z m a ł o o d p o r n e n a d z i a ł a n i e c z y n n i k ó w a t m o s f e r y c z n y c h w y r o b y z k a u c z u k u n a t u r a l n e g o i k a u c z u k ó w b u t a d i e n o w o - s t y r e n o w y c h (S B R ).
Z n a n y c h j e s t w i e l e s p o s o b ó w p o p r a w y o d p o r n o ś c i n a s t a r z e n i e a t m o s f e r y c z n e w u l k a n i z a t ó w t y c h k a u c z u k ó w . J e d n a k n i e s ą o n e d o s k o n a ł e .
W p r z e d s t a w i o n e j p r a c y p o d j ę t o p r ó b ę w y k o r z y s t a n i a g r a n u l a t u g u m y z k a u c z u k u e t y l e n o w o - p r o p y l e n o w o - d i e n o w e g o ( E P D M ) j a k o d o d a t k u c h r o n i ą c e g o w u l k a n i z a t y S B R p r z e d n i s z c z ą c y m d z i a ł a n i e m c z y n n i k ó w a t m o s f e r y c z n y c h .
U z y s k a n e w y n i k i ś w i a d c z ą o m o ż l i w o ś c i w y k o r z y s t a n i a o d p a d ó w g u m y z E P D M j a k o d o d a t k u p o p r a w i a j ą c e g o o d p o r n o ś ć n a w a r u n k i a t m o s f e r y c z n e w y r o b ó w g u m o w y c h z S B R l u b i n n y c h k a u c z u k ó w d i e n o w y c h . D o d a t e k g r a n u l a t u g u m y z E P D M z w i ę k s z a o d p o r n o ś ć n a s t a r z e n i e c i e p l n o - t l e n o w e w u l k a n i z a t ó w S B R o r a z z n a c z n i e p o p r a w i a i c h o d p o r n o ś ć n a s t a r z e n i e o z o n o w e , w y d ł u ż a j ą c 1 0 - k r o t n i e o k r e s p o j a w i a n i a s i ę w y r a ź n y c h s p ę k a ń p r ó b e k w u l k a n i z a t ó w .
S ł o w a k l u c z o w e : s t a r z e n i e c i e p l n e , s t a r z e n i e o z o n o w e , s t a r z e n i e a t m o s f e r y c z n e , o c h r o n a p r z e c i w s t a r z e n i u , k a u c z u k i n a s y c o n e i n i e n a s y c o n e , E P D M , S B R , r e c y k l i n g
The influence of granulated EPDM to weathering of SBR
T h e v u l c a n i z a t e s o f u n s a t u r a t e d r u b b e r s , b e c a u s e o f l a r g e c o n t e n t o f c a r b o n - c a r b o n d o u b l e b o n d s , e a s i l y u n d e r g o to w e a t h e r i n g , e s p e c i a l l y u n d e r in f l u e n c e o f o z o n e . A n e x a m p l e c a n b e w i d e l y w i d e s p r e a d , b u t n o t s u f i c i e n t r e s i s t a n t t o w e a t h e r i n g , r u b b e r a r t i c l e s m a d e f r o m s t y r e n e - b u t a d i e n e e l a s t o m e r s ( S B R ) .
In th e p a p e r w e l l - k n o w n a n d p r a c t i c a l l y a p p l i e d m e t h o d s o f i m p r o v e m e n t o f r e s i s t a n c e t o a g e i n g o f u n s a t u r a t e d e l a s t o m e r s w e r e d e s c r i b e d . T h e y h a v e h o w e v e r m a n y d r a w b e c k s .
I n e x p e r i m e n t a l p a r t o f t h i s w o r k a t r i a l o f u t i l i z a t i o n o f e t h y l e n e - p r o p y l e n e - d i e n e e l a s t o m e r s ( E P D M ) g r a n u l a t e a s a n a d d i t i v e p r o t e c t i n g S B R v u l c a n i z a t e a g a i n s t w e a t h e r i n g w a s u n d e r t a k e n .
O b t a i n e d r e s u l t s c o n f i r m e d th e p o s s i b i l i t i e s o f u t i l i z a t i o n o f E P D M w a s t e a s t h e a d d i t i v e i m p r o v i n g r e s i s t a n c e o f S B R v u l c a n i z a t e s a g a i n s t w e a t h e r i n g . T h e a d d i t i o n o f g r a n u l a t e d E P D M i n c r e a s e s t h e r m o - o x i d a t i v e a n d o z o n e r e s i s t a n c e o f S B R v u l c a n i z a t e s . T h e E P D M g r a n u l a t e a d d i t i v e 1 0 f o l d p r o l o n g e d t i m e to a p p e a r i n g o f d i s t i n c t o z o n e c r a c s o n s a m p l e s o f v u l c a n i z a t e s .
K e y w o r d s : t h e r m o - o x i d i t i v e a g e i n g , o z o n e a g e i n g , w e a t h e r i n g , p r o t e c t i o n f r o m a g e i n g , s a t u r a t e d a n d u n s a t u r a t e d e l a s t o m e r s , E P D M , S B R , r e c y c l i n g
Instytut Przemysłu Gumowego “Stomil”, Piastów
1. Wprowadzenie
Wyroby gumowe z kauczuków nienasyconych, np. butadienowo-styrenowych (SBR), ze względu na dużą zawartość wiązań >C=C< łatwo ulegają starzeniu atmosferycznemu, zwłaszcza pod wpływem ozonu [1,2]. Podatność na starzenie atmosferyczne wulkani- zatów kauczuków dienowych stanowi zatem poważne ograniczenie ich stosowania.
Znanych jest wiele sposobów zwiększenia odpor
ności na starzenie gumy z kauczuków dienowych. Na
leży wymienić np. zastosowanie mikrokrystalicznych wosków (antyozonanty fizyczne), które migrując na powierzchnię wyrobu stanowią barierę dla niszczące
go działania warunków otoczenia. Jednak działanie ta
kiej bariery ochronnej nie sprawdza się w warunkach obciążeń dynamicznych [2-4]. Innym sposobem jest zastosowanie środków przeciwutleniających i antyozo- nantów chemicznych. Niestety, małocząsteczkowe środ
ki przeciwstarzeniowe mają tendencję do migracji na powierzchnię wyrobu i dalszego wypłukiwania się, co zmniejsza efektywność ich działania. Niektóre z nich mają skłonność do barwienia wyrobów, co często wy
klucza możliwość ich zastosowania [2-4].
Wulkanizaty kauczuków np. etylenowo-propy- lenowo-dienowych (EPDM), ze względu na swoją budowę chemiczną (niewielka zawartość wiązań po
dwójnych >C=C<), są bardzo odporne na działanie czynników atmosferycznych. Stąd wynika przydat
ność tych kauczuków do produkcji wyrobów, dla których istotna jest długotrwała żywotność (bez znacznych zmian właściwości) w środowisku natu
ralnym [1,4-9]. Jako przykład wymienić można:
uszczelki samochodowe, okienne, dylatacje dachów, boki opon samochodowych [4,8].
Oprócz stosowania środków przeciwstarzenio- wych od wielu lat znane są możliwości uzyskania gumy o polepszonej odporności na starzenie atmosferyczne przez mieszanie kauczuków nienasyconych z kauczu
kami nasyconymi. Wiele prac poświęcono mieszani
nom NR/EPDM i SBR/NR/EPDM, szczególnie pod kątem wykorzystania ich w mieszankach przeznaczo
nych do produkcji opon samochodowych. W ten spo
sób uzyskano znaczną poprawę odporności na starze
nie atmosferyczne w porównaniu do wulkanizatów NR lub SBR. Odporność ta zasadniczo zależy od typu i ilo
ści dodanego EPDM, morfologii wulkanizatów i gę
stości połączeń chemicznych na granicy faz polimerów, mieszalności sadzy z poszczególnymi elastomerami.
Dlatego stosuje się różne typy EPDM (ważny jest sto
pień nienasycenia, średni ciężar cząsteczkowy i jego rozrzut), różne zespoły wulkanizujące i różne techniki sporządzania mieszanek gumowych [1,4-9].
Istotnym problemem dla środowiska naturalne
go jest właściwa gospodarka odpadami, w tym zużyty
mi wyrobami gumowymi. Szczególnie dotyczy to opon samochodowych. Jednak w najbliższych latach, zgod
nie z zaleceniami Unii Europejskiej, problem ten bę
dzie dotyczył także wyrobów gumowych produkowa
nych w mniejszej skali tonażowej, w tym również wul
kanizatów EPDM.
Jednym ze źródeł odpadów gumy z EPDM są wycofane z eksploatacji samochody, których zagospo
darowania narzuca dyrektywa europejska: “End of Ve
hicle Life”. W literaturze światowej można spotkać publikacje dotyczące recyklingu wulkanizatów EPDM.
Uwaga badaczy skierowana jest przede wszystkim na możliwość ich dewulkanizacji. Bierze się również pod uwagę wykorzystanie granulatów gumy z EPDM jako modyfikatorów odporności na starzenie kauczuków nienasyconych [10].
W niniejszej pracy podjęto próbę zastosowania dodatku rozdrobnionego wulkanizatu EPDM jako środ
ka zwiększającego odporność gumy z kauczuków die
nowych na działanie czynników atmosferycznych.
2. Część doświadczalna
2.L Charakterystyka stoso
wanych materiałów
W pracy zastosowano następujące kauczuki i skład
niki mieszanek gumowych, tabela 1: Tabela 1. W y k a z s t o s o w a n y c h m a t e r i a ł ó w
Lp. Nazwa handlowa Nazwa chemiczna Producent
1 KER 1500 kauczuk butadienowo-styrenowy “ Dwory” S.A.
2 Keltan 512 kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy DSM
3 Vulkafil MBT merkaptobenzotiazol “ Organika” Żarów S.A.
4 Vulkacit P extra N etylofenyloditiokarbaminian cynku Bayer AG
5 Vulkafil CBS sulfenamid “ Organika” Żarów S.A.
6 Vulkafil TMTD disiarczektetrametylotiuramu “ Organika” Żarów S.A.
7 Siarka siarka (olejowana) “ Siarkopol”
8 Sadza N550 sadza półaktywna Carbon Black Polska
9 Stearyna kwas stearynowy “Zakłady Azotowe”
10 Tlenek cynku tlenek cynku “ Huta Będzin”
11 Olej P3 związki wysokoaromatyczne Rafineria Czechowice-Dziedzice
TOM 6 marzec - kwiecień 2002 r. S te te ttM te ru f. nr 2
stm tĄ »e gumy
2.2. Skład i sposób przyg o towania m ieszanek
Wszystkie mieszanki o składach podanych w ta
beli 2 wykonano na walcarce laboratoryjnej.
Tabela 2. S k ł a d m i e s z a n e k g u m o w y c h S B R / E P D M
Oznaczenie mieszanki
i*!#* vniuumn
M1 M2 M3 M4*
1 SBR _ 100,0 75,0 75,0
2 EPDM 100,0 - - 25,0
3 Granulat M1 - - 60,0 -
4 Sadza N 550 100,0 50,0 25,0 62,5
5 Tlenek cynku 5,0 5,0 4,0 5,1
6 Stearyna 1,5 1,5 - 1,1
7 Olej P3 30,0 10,0 2,5 15,0
8 Siarka 1,5 1,8 1,4 1,8
9 Vulkafil MBT - 0,8 0,3 0,3
10 Vulkafil CBS 0,8 1,0 0,8 1,0
11 Vulkacit P extra N 0,8 - - 0,2
12 Vulkacit TMBT 0,8 - - 0,2
* skład wynikający zc zmieszania Ml z M2 w proporcji wagowej 160/340
W przypadku mieszanek M 1 i M2 składniki do
dawano w następującej kolejności: kauczuk, tlenek cynku, sadza, stearyna, olej, a następnie przyspiesza
cze i siarkę. Czas wykonania mieszanek wynosił około 10 min.
Mieszankę M4 wykonano przez wspólne walco
wanie mieszanek Ml i M2 wziętych w proporcji wago
wej 160/340.
Mieszankę M3 wykonano następująco: po upla
stycznieniu kauczuku SBR dodano odpowiednią ilość granulatu gumy wykonanej z mieszanki Ml (pkt.2.4), a następnie wprowadzano pozostałe składniki zgodnie z tabelą 2.
2.3. Otrzymywanie nizatów m ieszanek
Próbki wulkanizatów mieszanek M l, M2, M3, M4 do badań wytrzymałościowych i starzeniowych - płyty o rozmiarach 145x145x2 mm - otrzymano wulkanizując mieszanki w prasie laboratoryjnej, w temperaturze 160°C, pod ciśnieniem 200 kG/cm2.
Czasy wulkanizacji,wyznaczone na podstawie ba
dań wulkametrycznych (pkt. 2.5, tabela 3), wynosi
ły odpowiednio 12, 11, 6 i 5 min. Czasy wulkaniza
cji przedłużono o 10% w stosunku do parametru T90
Próbki wulkanizatów do badań twardości - krążki o rozmiarze 49x8 mm - wykonano w analo
gicznych warunkach, przy czym czasy wulkanizacji przedłużono o 20% w odniesieniu do T9Q.
Tabela 3. B a d a n i a p r z e b i e g u w u l k a n i z a c j i .
______ _ Mieszanka
M1 M2 M3 M4
(EPDM) (SBR) (SBR/g-EPDM) (SBR/EPDM)
Mmax, dNm 91 64 63 56
M , dNm 13 13 15 11
AM, dNm 78 51 48 45
T2, min 1,5 3,3 2,0 2,5
T90, min 11,0 10,0 5,5 4,3
W przypadku Ml wykonano również wulkani- zaty w kształcie płyty i rozmiarach 150x150x8 mm, stosując czas wulkanizacji T90 przedłużony o 20%.
2.4. Otrzymywanie granu
latu gum y z E PD M
Granulat wulkanizatu Ml uzyskano następująco:
• płytę Ml o rozmiarach 150x150x8 mm pocięto na gilotynie, a następnie rozdrobniono na chłodnych walcach (przy zerowej szczelinie);
• granulat Ml o dużym rozmiarze cząstek, w znacznej mierze pozlepiany, zamrożono w łaźni etanol/C02 i ponownie rozdrobniono na walcach;
• drobny proszek gumowy wysuszono w suszarce próż
niowej w temperaturze 30°C i przesiano na sitach o rozmiarze oczek 0,5x0,5 mm.
2.5. M etody badań
Badanie procesu wulkanizacji
Przebieg wulkanizacji badano za pomocą reome- tru oscylacyjnego Monsanto 100, wg PN-ISO 3417:98;
temp, 160°C, czas pomiaru 30 min, kąt oscylacji 3°.
O znaczanie lepkości
Lepkość mieszanek oznaczano za pomocą lepko
ściomierza Mooney’a (aparat Monsanto MV 2000 E), wg PN-ISO 289-1:98; temp. 100°C, czas pomiaru 4 min.
Dodatkowo mierzono relaksację stosując metodę zaproponowaną przez producenta aparatu - firmę Flexsys.
W łaściwości wytrzym ałościowe wulkanizatów Właściwości wytrzymałościowe badano na zry- warce Zwick 1445:
• wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy ze
rwaniu oznaczano na wiosełkach typu I, wg PN-ISO 37:98;
• wytrzymałość kątowa na rozdzieranie (próbki bez nacięcia) oznaczano wg ,PN-ISO 34-1:98;
• wydłużenie trwałe oznaczano wg metody własnej LAB GUM IPG Stomil.
• twardość według Shore’a oznaczano na próbkach w kształcie krążków (pkt 2.3) wykorzystując urządze
nie Zwick 7201, pomiary prowadzono wg PN-80/
C-04 238;
O dporność na starzenie
• Odporność na starzenie cieplne badano zgodnie z
SC ćW fotK & iy nr 2 marzec - kwiecień 2002 r. TOM 6
PN-ISO 188:2000 w komorze cieplnej Hereus MT 6120.
• Próbki gumy poddawano starzeniu w temp. 70°C, przez 72 h, następnie oznaczano wytrzymałość, wy
dłużenie przy zerwaniu, twardość Shore’a.
• Odporność na starzenie ozonowe badano w komo
rze ozonowej Orec 03DM-100, wg PN-ISO 1341-1 i metody własnej LABGUM - QPB16/BLF. Warun
ki pomiaru: zawartość ozonu 50 pphm, temp. 40°C, wydłużenie próbek 20%, czas pomiaru 70 h.
3. Wyniki badań
3.1. Właściwości mieszanek
W celu oznaczenia optymalnego czasu wulkani
zacji otrzymane mieszanki poddano badaniom wul- kametrycznym. Na podstawie wyników (tabela 3) wyznaczono czasy wulkanizacji mieszanek.
Czasy wulkanizacji mieszanek: M3 (zawiera
jącej g-EPDM) oraz M4 (zawierającej kauczuk EPDM) były o połowę krótsze niż czas wulkaniza
cji mieszanki M2 wykonanej z samego SBR. W przy
padku mieszaniny SBR/EPDM (M4) efekt ten wy
nika prawdopodobnie ze znacznie lepszej rozpusz
czalności zespołu sieciującego w fazie SBR niż w fazie EPDM (przypuszczalnie elastomery stanowią układ dwufazowy). Natomiast w układzie SBR/g- EPDM przyczyną może być migracja (podczas sporzą
dzania mieszanki i wulkanizacji) nie zużytego zespołu sieciującego z granulatu EPDM do fazy SBR.
W przypadku mieszaniny M4 obserwuje się również znaczny spadek momentu maksymalnego, co może świadczyć o niskim stopniu usieciowania fazy EPDM i przez to działaniu tego elastomeru jako plastyfikatora w całym układzie.
Badania lepkości mieszanek wg Mooney’a (ta
bela 4) również wskazują, że EPDM plastyfikuje mieszankę M4, co jest wynikiem dwufazowości układu polimerowego i słabego oddziaływania na granicy faz elastomerów (w warunkach pomiaru).
Można sądzić, że efekt ten w przypadku przetwa
rzania mieszanek metodą wtrysku lub wytłaczania, jest pozytywny.
3.2. W łaściw ości w ytrzy
m ałościowe wułkanizatów
Wpływ dodatku EPDM do SBR na właściwości wytrzymałościowe wułkanizatów (tabela 5) ma charak
ter addytywny.
Tabela 5. W ł a ś c i w o ś c i f i z y c z n e w u ł k a n i z a t ó w
Właściwości Wulkanizat
M1 M2 M3 M4
(EPDM) (SBR) (SBR/ (SBR g-EPDM) /EPDM)
TSb, MPa 11,2 16,0 14,1 11,6
Eb, % 372 512 504 401
Tw. Shore'a, °Sh 79 59 58 64
Wytrzymałość na
rozdzieranie, N/mm 33,4 42,3 40,0 30,6 Wydłużenie trwałe, % 14 12 12 12
Granulat EPDM dodany do mieszanki SBR nie
znacznie tylko pogarsza właściwości wytrzymałościo
we w stosunku do wulkanizatu z “czystego” SBR.
Świadczy to, że rozdrobnienie zastosowanego granu
latu EPDM, którego średnica ziarna nie przekracza 0,5 mm, jest zbliżone do optymalnego. Dodatkowo należy spodziewać się znaczącego udziału wiązań sieciujących na granicy faz SBR/g-EPDM. Można to tłumaczyć mi
gracją (z granulatu EPDM) do fazy SBR zespołu sie
ciującego nie zużytego podczas sporządzania mieszanki i procesu wulkanizacji (pkt 3.1), a co za tym idzie, znacznej jego koncentracji na granicy faz SBR i granu
latu EPDM. Ponieważ podczas przetwarzania na gra
nulat (pkt.2.4) EPDM ulegał częściowej dewulkaniza- cji, możliwe były reakcje ko wulkanizacji SBR - gra
nulat EPDM .
3.3. Właściwości wytrzymało
ściowe wułkanizatów podda
nych starzeniu ciepłnemu
Tabela 4. B a d a n i a l e p k o ś c i m i e s z a n e k
Parametr Mieszanka
M1 M2 M3 M4
(EPDM) (SBR) (SBR/ (SBR g-EPDM) /EPDM)
^1+4(100°C|’ ^ a, Ig MU/lg sF
100 -0,41
69 -0,36
78 -0,50
60 -0,41
K, MU 35,7 30,8 33,5 24,7
Dodany do mieszanki SBR granulat EPDM za
chowuje się jak typowy napełniacz.
Wpływ starzenia cieplnego na badane wulkani- zaty przedstawiają wyniki zmian podstawowych para
metrów wytrzymałościowych zawarte w tabeli 6.
Tabela 6. Z m i a n y w ł a ś c i w o ś c i w y t r z y m a ł o ś c i w u l k a n i - z a t ó w p o d d a n y c h s t a r z e n i u c i e p l n e m u
Właściwości --- — n‘zał---
M1 M2 M3 M4
(EPDM) (SBR) (SBR/ (SBR g-EPDM) /EPDM)
A TSb, % 0,0 -3,1 2,8 -1,7
A Eb, % -27,3 -27,6 -16,9 -23,7 A tw. Shore'a, % 1,3 8,5 5,2 4,7
TOM 6 marzec - kwiecień 2002 r. S fa a tw t& U f, nr 2
Dodanie granulatu EPDM do mieszanki SBR po
zwala uzyskać lepszą odporność na starzenie cieplne w porównaniu z odpornością na starzenie wulkanizatu
“czystego” SBR. Wytrzymałość na rozciąganie nie zmniejsza się, a spadek wydłużenia przy zerwaniu jest o 40 % niższy niż w przypadku próbki wulkanizatu
“czystego” SBR. Wzrost twardości w wyniku starze
nia jest również znacznie mniejszy (o 40%).
Układ SBR/EPDM wykazuje również mniejsze pogorszenie się właściwości wytrzymałościowych po starzeniu.
3.4. Odporność
tów na starzenie ozonowe
Tabela 7 przedstawia wyniki badań starzenia pod wpływem ozonu, przeprowadzonych w ostrych warun
kach (pkt 2.5). Wulkanizat “czystego” EPDM wizual
nie nie wykazywał żadnych zmian po 70 h oddziały
wania warunków pomiaru, wynika to z charakteru che
micznego elastomeru.
Tabela 7. S t a r z e n i e o z o n o w e w u l k a n i z a t ó w
Wulkanizat
M1 M2 M3 M4
(EPDM) (SBR) (SBR/ (SBR g-EPDM) /EPDM) Uwagi brak spę p o 2 h s p ę - po 23 h brak spę
kań pod kania wi- liczne, duże kań pod lupą 7x doczne go- spękania lupą 7x (70 h) łym okiem, widoczne (70 h)
po 11 h gołym próbki okiem zniszczone
Wulkanizat “czystego” SBR już po 2 h działania ozonu był znacznie popękany, po 12 h uległ zniszcze
niu. Spowodowane jest to dużą zawartością wiązań podwójnych w SBR.
W przypadku mieszaniny SBR/EPDM zaobser
wowano wyraźny wpływ EPDM zwiększający odpor
ność na działanie ozonu. Na powierzchni próbek nie stwierdzono praktycznie żadnych zmian.
Dodatek granulatu gumy z EPDM do mieszan
ki SBR również wpływa dodatnio na odporność wul
kanizatu na działanie ozonu. Próbki SBR/g-EPDM uległy wyraźnemu spękaniu dopiero po 23 h, a więc po czasie 10-krotnie dłuższym niż wulkanizat SBR.
Przy tym należy zauważyć, że spękania próbek SBR/
g-EPDM są znacznie mniejsze niż próbek “czyste
go” SBR (fot. 1).
Układ SBR/EPDM jest jednak bardziej odporny na działanie ozonu niż system SBR/g-EPDM. Fakt ten można tłumaczyć mniejszym rozmiarem domen po
szczególnych elastomerów w systemie SBR/EPDM niż w SBR/g-EPDM, a co za tym idzie mniejszymi prze
strzeniami fazy SBR, gdzie zniszczenie następuje szyb-
Fot. 1. P o w i e r z c h n i a p r ó b e k w u l k a n i z a t ó w p o d d a n y c h s t a r z e n i u o z o n o w e m u, o g l ą d a n a p o d m i k r o s k o p e m o p t y c z n y m w ś w i e t l e o d b i t y m, p o w i ę k s z e n i e 6 0 x
ko. Faza EPDM jest odporna na działanie ozonu i sta
nowi “szkielet” wzmacniający całość układu. Możli
wy jest również pewien udział ochrony “fizycznej” na skutek migracji makrocząsteczek EPDM na powierzch
nię wulkanizatu (powstanie powierzchniowego filmu EPDM), co dla systemów SBR/EPDM postulują nie
którzy naukowcy [11].
W układzie SBR/g-EPDM sytuacja jest inna.
Cząstki granulatu EPDM rozproszone w fazie SBR są odporne na działanie ozonu, nie stanowią jednak, ze względu na większe rozmiary i słabsze oddziaływania na granicy z SBR, tak wydajnej zapory wzrostu pęk
nięć w fazie mało stabilnego wobec ozonu SBR.
4. Wnioski
Przeprowadzone badania wpływu dodatku gra
nulatu z wulkanizowanego EPDM na starzenie atmos
feryczne wulkanizatów SBR wskazują na możliwość wykorzystania odpadów gumy z EPDM do poprawy odporności na warunki atmosferyczne wyrobów gumo
wych zawierających SBR.
Dodatek granulatu EPDM wyraźnie poprawia właściwości mechaniczne próbek poddanych starzeniu cieplnemu. Próbki zawierające granulat EPDM wyka
zują spadek wydłużenia przy zerwaniu mniejszy o 40%
S ta O & M ten y nr 2 marzec - kwiecień 2002 r. TOM 6
niż wulkanizaty “czystego” SBR.
Dodatek granulatu EPDM również znacząco zwiększa odporność na starzenie pod wpływem ozonu, wydłużając 10-krotnie okres pojawienia się wyraźnych spękań na próbkach.
Przy tym trzeba podkreślić, że dodatek granulatu EPDM nie powoduje wyraźnego pogorszenia właści
wości wytrzymałościowych próbek nie poddanych sta
rzeniu.
Należy sądzić, że stosując jako dodatek do mie
szanki SBR granulat o drobniejszych cząstkach lub dewulkanizowany granulat EPDM, można osiągnąć jeszcze większą odporność wulkanizatu SBR na szko
dliwe oddziaływania środowiska atmosferycznego.
Praca została wykonana w ramach działalności statutowej Instytutu Przemysłu Gumowego “Stomil”.
Zawiera wyniki wstępnych badań wykonanych w ra
mach tego tematu.
Literatura
7. T o b in g S. D ., R u b b e r W o r l d , 1 9 8 8 , 1 9 Z 5 , 3 3 2 . U S P a t e n t , 4 6 3 8 0 2 6 , 1 9 8 7
3 . B r a d e n M ., G e n t A . N . , J. A p p l . P o l y m . S c i., 1 9 6 0 , 3, 9 0 , 1 9 6 0
4 . U S P a t e n t , 4 6 4 5 7 9 3 , 1 9 8 7 5 . U S P a t e n t , 3 8 3 0 2 7 4 , 1 9 7 4 6 . U S P a t e n t , 4 6 8 7 8 1 0
7. M a t h e w N . M ., J. P o l y m . S c i. L e t. E d ., 1 9 8 4 , 22. 1 3 5 8. N o o r d e r m e e r P , G u m m i F a s e r n K u n s ts t., 2 0 0 1 , 6, 3 9 0 9. D o y l e M . J ., C o n f e r e n c e p a p e r , A k r o n O h ., 1 9 9 6 1 0 . V e r b r u g g e n M . A . L ., v a n d e r D o e s L ., N o o r d e r m e
e r M . A . L , R u b . C h e m . T e c h ., 1 9 9 9 , 72, 7 3 1
77. P a r a s i e w i c z W., L e w o n o w s k a E ., K o n f e r e n c j a N a u k o w a E l a s t o m e r y ’9 0 , P i a s t ó w , 1 9 9 0
TOM 6 marzec - kwiecień 2002 r. S la a to tH e n tf, nr 2
