МОДИФИКАЦИЯ СВОЙСТВ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОМАТЕРИАЛАМИ

УДК 678.033.2

  • Шашок Жанна Станиславовна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: zhanna-shashok@mail.ru

  • Прокопчук Николай Романович – член-корреспондент НАН Беларуси, доктор химических наук, профессор, профессор кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: nrprok@gmail.com

  • Усс Елена Петровна – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: uss@belstu.by

  • Жданок Виталий Александрович – главный инженер. ООО «Перспективные исследования и технологии» (223058, Минская обл., Минский р-н, д. Лесковка, ул. Совхозная, д. 1, к. 4., Республика Беларусь). E-mail: zhd1606@mail.ru

  • Крауклис Андрей Владимирович – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией коллоидных систем. ООО «Перспективные исследования и технологии» (223058, Минская обл., Минский р-н, д. Лесковка, ул. Совхозная, д. 1, к. 4, Республика Беларусь). E-mail: avkrauklis@gmail.com

Ключевые слова: углеродный наноматериал, эластомерная композиция, вязкость по Муни, комплексный динамический модуль, коэффициент релаксации, оптимальное время вулканизации.

Для цитирования: Шашок, Ж. С. Модификация свойств эластомерных композиций углеродными наноматериалами / Ж. С. Шашок [и др.] // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. - Минск : БГТУ, 2020. - № 1. – С. 198-203.

Аннотация

Изучено влияние трех наноструктурных углеродных материалов: нефункциолизированного и функциолизированных амино- и кислородсодержащими группами на технологические свойства эластомерных композиций. В качестве объектов исследования использованы композиции на основе каучуков общего назначения СКИ-3 и СКИ-3 + СКД и каучуков специального назначения БНКС-18 и БНКС-18 + БНКС-28. Установлено, что применение наноструктурных углеродных материалов в составе промышленных эластомерных композиций на основе полярных каучуков БНКС-18 и комбинации БНКС-18 + БНКС-28 приводит к уменьшению (до 11,0–12,7%) вязкости по Муни резиновых смесей за счет улучшения диспергирования наполнителя. Определено, что изменение основных кинетических параметров вулканизации смесей при введении нанодобавок в основном обусловлено составом вулканизующей системы, так как в случае применения эффективной вулканизующей системы (композиции на основе БНКС-18) время достижения оптимума вулканизации увеличивается на 2,4–10,6%, а для композиции с полуэффективной вулканизующей системой (БНКС-18 + БНКС-28) оптимум вулканизации сокращается на 10,5–18,4%. В эластомерных композициях на основе каучуков общего назначения СКИ-3 и СКД также выявлено уменьшение (до 8,4–18,9%) вязкости по Муни резиновых смесей, значительное улучшение степени диспергирования наполнителя и сокращение (на 1,9–10,2%) времени достижения оптимальной степени вулканизации, но только при использовании нефункционализированного наноматериала УНМ1. В то же время введение функционализированных наноматериалов УНМ2 и УНМ3 в эластомерные композиции оказывает неоднозначное влияние на комплекс технологических свойств резиновых смесей на основе неполярных каучуков, что обусловлено дозировкой и природой нанодобавки.

Список литературы

  1. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения / Б. М. Балоян [и др.]. М.: Международный ун-т природы, общества и человека «Дубна», филиал «Угреша», 2007. 124 с.
  2. Шашок Ж. С., Прокопчук Н. Р. Применение углеродных наноматериалов в полимерных композициях: монография. Минск: БГТУ, 2014. 232 с.
  3. Дьячкова Т. П., Ткачев А. Г. Методы функционализации и модифицирования углеродных нанотрубок. М.: Издательский дом «Спектр», 2013. 152 с.
  4. Бадамшина Э. Р., Гафурова М. П. Модификация свойств полимеров путем допирования фуллереном С60 // Высокомолекулярные соединения. 2008. Т. 50, № 8. С. 1572–1584.
  5. Каучуки и резиновые смеси. Определение вязкости, релаксации напряжения и характеристик подвулканизации с использованием вискозиметра Муни: ГОСТ Р 54552-2011. Введ. 01.07.2013. М.: Стандартинформ, 2013. 22 с.
  6. Standard Test Method for Rubber Properties–Measurement of Cure and After-Cure Dynamic Properties Using a Rotorless Shear Rheometer: ASTM D6601–02 (2008).
  7. Гришин Б. С. Теория и практика усиления эластомеров. Состояние и направления развития. Казань: Изд-во КНИТУ, 2016. 420 с.
  8. Смеси резиновые. Метод определения вулканизационных характеристик на вулкаметре: ГОСТ 12535-84. Введ. 01.06.86. М.: Изд-во стандартов, 1985. 33 с.
Поступила 11.11.2019