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Interaction between Functional Groups in some Rubbers and Carbon Black

28.April 2003 - Butadiene copolymers with functional groups and channel carbon black K-354 have been investigated. Rubber compound based on styrene butadiene rubber SKMS-30ARKM filled with 55 phr combination of furnace carbon black (N 550 type) and K-354 was used. Tire cord was dipped with resorcinol formaldehyde latex adhesives based on above copolymers. The K-354 content increase in the rubber compound leads to the increase of the bond strength of rubber to cord which was dipped with adhesives based on copolymers with pyridine and amino groups in macromolecules. The K-354 incorporating in above adhesives leads to the adhesive films mechanical properties improvement but doesn't influence the bond strength. These results showed the possibility of the interaction of pyridine and amino groups in copolymers with K-354. Model systems copolymer – K-354 were investigated. The swelling degree of these systems in the different solvents and the intensity (I) of the copolymer – K-354 interaction were determined. I was evaluated by the difference I = (1/Sf)-(1/So), where Sf is the swelling degree of the filled sample and So is the same one of the unfilled sample. Solvents were used which selectively destroyed the copolymer – K-354 bonds of different types. It was shown that pyridine and amino groups of copolymers form strong bonds with chinone groups of K-354, apparently of betaine type. The obtained results open a possibility of improving rubber composites mechanical and adhesion properties.

Die Wechselwirkung zwischen funktionellen Gruppen in einigen Kautschuken und Ruß
Man untersuchte Butadiencopolymere mit funktionellen Gruppen und den Kanalruß K-354. Man verwendete die Gummimischungen aus Basis von Butadien-Styrol-Kautschuk SKMS-30ARKM, der mit 55 Gewichtsteilen (auf 100 Gewichtsteile von Kautschuk) der Kombination aus dem Ofenruß N 550 und K-354 gefüllt wurde. Der Cord wurde mit Latex-Resorzin-Formaldehyd-Haftmitteln auf Basis von Latices der angegeben Mischpolymere imprägniert. Die Vergrößerung des K-354 Gehaltes in der Gummimischung führt zur Erhöhung der Haftfestigkeit zwiscnen Gummi und dem Cord, der mit Haftmitteln auf Basis von Mischpolymeren mit Pyridin- und Aminogruppen in Makromolekülen imprägniert wurde. Durch Zugabe von K-354 in solchen Haftmitteln werden mechanische Eigenschaften des Haftmittelfilms verbessert, aber die Haftfestigkeit wird dadurch nicht beeinflußt. Diese Ergebnisse zeigten die mögliche Wechselwirkung zwischen Pyridin- und Aminogruppen der Mischpolymere mit K-354. Man untersuchte die Modelsysteme: Mischpolymer – K-354. Der Quellungsgrad dieser Systeme in verschiedenen Lösungsmitteln und die Intensität (I) der Wechselwirkung zwischen Mischpolymer und K-354 wurden bestimmt. Die Größe I wurde aus der Differenz I = (1/Sf)-(1/So) berechnet. Wo: Sf – Quellungsgrad eines gefüllten Probekörpers, So – Quellungsgrad eines ungefüllten Probekörpers. Man verwendete die Lösungmittel, die die Bindungen verschiedener Type zwischen Mischpolymer und K-354 selektiv zerstörten. Es wurde gezeigt, dass Pyridin- und Aminogruppen der Mischpolymere mit Chinongruppen von K-354 feste Bindungen, wahrscheinlich vom Betaintyp bilden. Die erhaltenen Ergebnisse geben die Möglichkeit, die mechanischen Eigenschaften und das Adhäsionsvermögen der Gummiverbundstoffe zu verbessern.

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