СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ БНКС-18 С УГЛЕРОДНЫМИ НАНОСТРУКТУРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ И УСИЛИВАЮЩИМ ТЕХНИЧЕСКИМ УГЛЕРОДОМ

УДК 678.046

  • 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: shashok@belstu.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2021-247-2-39-47

Ключевые слова: эластомерная композиция, резина, углеродный наноструктурный материал, упруго-прочностное свойство, стойкость к тепловому старению, плотность поперечного сшивания.

Для цитирования: Шашок Ж. С. Свойства эластомерных композиций на основе БНКС-18 с углеродными наноструктурными материалами и усиливающим техническим углеродом // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2021. № 2 (247). С. 39−47. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2021-247-2-39-47.

Аннотация

Определено влияние трех наноструктурных углеродных материалов (нефункционализированного УНМ1 и функционализированных УНМ2 и УНМ3 кислородсодержащими и аминогруппами) на упруго-прочностные свойства и стойкость резин на основе БНКС-18 с высокоактивным техническим углеродом к тепловому старению. Исследована структура вулканизатов до и после теплового старения методом равновесного набухания. В качестве объектов исследования использованы композиции на основе полярного каучука специального назначения БНКС-18, наполненные усиливающим техническим углеродом марки N134 в количестве 25,0 и 50, 0 мас. ч. Установлено, что введение углеродных наноматериалов в эластомерные композиции на основе БНКС-18 с высокоактивной маркой технического углерода N134 приводит к изменению прочности резин на 4,8–12,0% при практически равноценных значениях относительного удлинения при разрыве по сравнению с резиной без нанодобавки. Определено, что использование 0,1 и 0,2 мас. ч. наноматериалов способствует повышению стойкости резин к тепловому старению, при этом наноматериал УНМ1 позволяет получать резины, лучше всего сохраняющие прочность, а УНМ2 и УНМ3 обеспечивают эластические свойства резин при тепловом старении. Плотность поперечного сшивания резин с наноматериалами при воздействии повышенной температуры и кислорода воздуха увеличивается в большей степени (в 1,47–1,49 раза), чем для резины без наноматериала (в 1,33 раза).

Скачать

Список литературы

  1. Бадамшина Э. Р., Гафурова М. П., Эстрин Я. И. Модифицирование углеродных нанотрубок и синтез полимерных композитов с их участием // Успехи химии. 2009. Т. 79, № 11. С. 1027–1064.
  2. Industrial applications of nanoparticles – A Prospective overview / Cátia S. C. Santos [еt al.] // Materialstoday: Proceedings. 2015. Vol. 2, issue 1. P. 456–465. DOI: 10.1016/j.matpr.2015.04.056.
  3. Kharissova O. V., Kharisov B. I. Solubilization and dispersion of carbon nanotubes. Berlin: Springer, 2017. 250 р.
  4. Khabashesku V. N., Pulikkathara M. X. Chemical modification of carbon nanotubes // Mendeleev Communications. 2006. Vol. 16, no. 2. P. 61–66. DOI: 10.1070/MC2006v016n02ABEH002316
  5. A review featuring fabrication, properties and applications of carbon nanotubes (CNTs) reinforced polymer and epoxy nanocomposites / S. Imtiaza [et al.] // Chinese J. Polymer Science. 2018. Vol. 36, no. 4. P. 445−461. DOI: 10.1007/s10118-018-2045-7.
  6. Atieh M. A. Effect of functionalized carbon nanotubes with carboxylic functional group on the mechanical and thermal properties of styrene butadiene rubber // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2011. Vol. 19, no. 7. P. 617–627. DOI: 10.1080/1536383X.2010.504953.
  7. The effect of surface functionalization of carbon nanotubes on properties of natural rubber/carbon nanotube composites / Y. Nakaramontri [et al.] // Polymer Composites. 2014. Vol. 36, issue 11. P. 2113–2122. DOI: https://doi.org/10.1002/pc.23122.
  8. Жовнер Н. А., Чиркова Н. В., Хлебов Г. А. Структура и свойства материалов на основе эластомеров. Омск: Филиал РосЗИТЛП, 2003. 276 с.
  9. Гришин Б. С. Теория и практика усиления эластомеров. Состояние и направления развития / Казань: КНИТУ, 2016. 420 с.
  10. Большой справочник резинщика: в 2 ч. Ч. 1: Резины и резинотехнические изделия / под ред. С. В. Резниченко, Ю. Л. Морозова. М.: Техинформ, 2012. 744 с.
  11. Корнев А. Е., Буканов А. М., Шевердяев О. Н. Технология эластомерных материалов. М.: Истек, 2009. 502 с.
  12. Резина. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении: ГОСТ 270–75. Взамен ГОСТ 270–64. Введ. 01.01.76. М.: Изд-во стандартов, 1975. 29 с.
  13. Резины. Методы испытаний на стойкость к термическому старению: ГОСТ 9.024–74. Взамен ГОСТ 271–67. Введ. 01.07.75. М.: Изд-во стандартов, 1974. 12 с.
  14. Аверко-Антонович И. Ю., Бикмуллин Р. Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров. Казань: КГТУ, 2002. 604 с.
  15. Boonbumrung A., Saeou P., Sirisinha C. Reinforcement of multiwalled carbon nanotube in nitrile rubber: in comparison with carbon black, conductive carbon black, and precipitated silica // J. of Nanomaterials. 2016. P. 1–8. DOI: 10.1155/2016/6391572.
  16. Mechanical reinforcement of rubber by sp2 carbon allotropes such as carbon black and carbon nanotubes: The role of interfacial area and filler orientation / M. Galimberti [et al.] // Rubber World. 2018. Vol. 257, no. 5. P. 24–29.
  17. Valentini L., Bon S. B., Hernández M. Nitrile butadiene rubber composites reinforced with reduced graphene oxide and carbon nanotubes show superior mechanical, electrical and icephobic properties // Composites Science and Technology. 2018, Vol. 166. P. 109–114. DOI: 10.1016/j.compscitech.2018.01.050.
Поступила 12.04.2021