Термическая и термоокислительная деструкция диеновых каучуков, протекающая при пиролизе резиновых отходов

Аннотация

Методами термогравиметрического анализа (ТГА), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и масс-спектрометрии исследованы особенности термической и термоокислительной деструкции промышленных образцов бутадиеновых (СКДН, СКД-L) и изопренового (СКИ-3) каучуков. Определены характеристические температуры начала разложения, изучена кинетика деструкции и состав газообразных продуктов деструкции в инертной (аргон) и окислительной (кислород) атмосферах.

Установлено, что в инертной среде изопреновый каучук разлагается при температуре на 40 °С ниже, чем бутадиеновые аналоги, что обусловлено наличием электронодонорной метильной группы, ослабляющей углерод-углеродную связь в β-положении. Показано, что термическая деструкция бутадиеновых каучуков носит двухстадийный характер: первая стадия (380 °С) сопровождается экзотермическим эффектом и связана с реакциями циклизации и образованием винилциклогексена, вторая стадия (470 °С) протекает с поглощением тепла и соответствует распаду циклических структур с выделением бутадиена и ароматических соединений.

В окислительной среде деструкция всех исследованных каучуков сопровождается экзотермическими эффектами. Выявлено, что по термоокислительной стабильности СКИ-3 (температура начала окисления 241,7 °С, индукционный период 269,8 мин при 190 °С) значительно превосходит бутадиеновые каучуки, что связано с применением в них более эффективного ароматического аминного антиоксиданта по сравнению с тиобисфенольными стабилизаторами в СКД.

Полученные результаты позволяют прогнозировать поведение диеновых каучуков в условиях термического и термоокислительного воздействия и могут быть использованы для оптимизации режимов переработки, эксплуатации и пиролиза резинотехнических изделий.