Schlechter, Nadja

German

Kölner UniversitätsPublikationsServer

Nadja Schlechter: Untersuchungen zur Chemie der Alterung schwefelvernetzterKautschukprodukte. 2001Gegenstand dieser Arbeit sind Modelluntersuchungen über die oxidative Alterung schwefelvernetztertechnischer Polymere auf Butylkautschukbasis. Als Modelle wur-den Schwefelvulkanisate von2,4,4-Trimethyl-2-penten und 1-Methyl-1-cyclohexen hergestellt. Die Charakterisierung undIdentifizierung der Ausgangssubstanzen und der Alterungsprodukte erfolgte mit Hilfe der ReversedPhase-HPLC in Verbindung mit IR- und NMR-spektroskopischen sowie massenspektrometrischenMethoden. Die Modellsubstanzen sowie technischer Butylkautschuk wurden 80 °C heißer Luft überlängere Zeiträume ausgesetzt. Als Alterungsprodukte eines Modellvulkanisates von2,4,4-Trimethyl-2-penten wurden 2-(Alkenylpolysulfanylmethylen)-4,4-dimethylpent-2-enale und3-(Alkenylpolysulfanyl)-2-methylpent-2-enale identifiziert. Erstere resultie-ren aus einer Oxidationder allylischen Methylgruppe. Letztere sind die Produkte ei-ner homolytischenKohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsspaltung unter Bildung eines tert-Butylradikals. Für diese Reaktionwurde der Mechanismus beschrieben. Dane-ben entstanden auch vernetzte Produkte. ImProduktgemisch eines gealterten Modellvulkanisates von 1-Methyl-1-cyclohexen wurden neben einemhohen Anteil nicht identifizierter Verbindungen mit hohem Molekulargewicht niedermolekulareSubstanzen mit Carbonylfunktionen nachgewiesen. Außerdem konnten bicyclische Verbindungenidentifiziert werden, in denen einer der Ringe vier bis fünf Schwefel-atome enthält. Bei der Alterungvon technischem Butylkautschuk entstanden Molekü-le, die Keto- und Aldehydfunktionen aufweisen.Die Analytik des gealterten Kau-tschuks deutet darauf hin, dass hier, vergleichbar mit denErgebnissen, welche die Alterung eines Modellvulkanisates von 2,4,4-Trimethyl-2-penten lieferte,vorwiegend eine Oxidation des Polymergerüstes in Allylstellung mit anschließender Kettenspaltungstattfindet. This thesis deals with the model compound investigation of the oxidative aging of technicalsulphur-cross-linked polymers on butyl rubber basis. First, sulphur vulcani-zates were produced from2,4,4-trimethyl-2-pentenes and 1-methyl-1-cyclohexenes as model substances. The product mixturesand the aged resultants were character-ized and identified by means of the reversed-phase-HPLCmethod in connection with IR- and NMR-spectroscopic and mass spectrometric methods. The modelsub-stances and the technical butyl rubbers were exposed to hot air of 80° C (176° F) for extendedperiods of time. 2-(alkenyl-polysulfanyl-methylene)-4,4-dimethylpent-2-enales and3-(alkenyl-polysulfanyl)-2-methylpent-2-enales were identified as the aged resultants of a modelvulcanizate from 2,4,4-trimethyl-2-pentene. The former were a result of the oxidation of the allylicmethyl group. The latter are products of a homolytic carbon-carbon bond cleavage with the formationof a tert-butyl radical. The mechanism of the latter reaction is described in this thesis. In addition tothat, crosslinked products were also produced. In the product mixture of an aged model vulcanizatefrom 1-methyl-1-cyclohexene, low molecular weight substances with car-bonyl functions beside a bigportion of non identified substances of high molecular weight were detected. Furthermore, bicycliccompounds were identified where one of the rings contains four to five sulphur atoms. During theaging process of technical butyl rubber, molecules with ketone and aldehyde functions were produced.The analysis of the aged rubber points to the fact that - similar to the results supplied by the agingprocess of a model vulcanizate from 2,4,4-trimethyl-2-pentene - this is pre-dominantly due to theoxidation of the polymer structure in allylic position with subse-quent chain separation. 

Untersuchungen zur Chemie der Alterung schwefelvernetzter Kautschukprodukte

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Kölner UniversitätsPublikationsServer