ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕЛЯ ТЕРМОПЛАСТОВ (ОБЗОР)

УДК 678.074.678.762.2

  • Долинская Раиса Моисеевна – кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Е-mail: raisa_dolinskaya@mail.ru

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

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-253-1-37-47

Ключевые слова: наполнитель, резиновая крошка, термопласт, граничный слой.

Для цитирования: Долинская Р. М., Прокопчук Н. Р. Использование резиновой крошки в качестве наполнителя термопластов (обзор) // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2022. № 1 (253). С. 37–47. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-253-1-37-47.

Аннотация

Одной из главных целей использования наполнителей является снижение стоимости полимерных материалов. Именно эта цель определяет в решающей степени тот большой интерес к наполнителям и наполненным системам, который проявляется в последнее время.

Наполненные полимеры представляют собой коллоидные дисперсные системы. Свойства этих систем определяются природой наполнителя, полимерной матрицы, а также процессами взаимодействия на границе раздела полимер – наполнитель.

Целью данной работы является анализ свойств отходов резиновой промышленности и изучение возможности их применения в качестве наполнителей композитов.

Содержание дисперсной фазы в смеси полимеров может составлять от 5 до 40 мас. %. При изменении соотношения компонентов в смеси происходит обращение фаз, т. е. переход дисперсной фазы в непрерывную. Обращение фаз может наблюдаться как при равных соотношениях компонентов, так и при преобладании одного из них. При этом полимер, содержание которого в смеси меньше, также способен образовывать непрерывную фазу. Возможность обращения фаз зависит от условий смешения, в первую очередь его интенсивности, температуры. Обращение фаз имеет большое значение для формирования свойств смесей полимеров.

Необычное сочетание свойств таких композиций обусловлено наличием специфической двухфазной структуры (микрогелевые частицы сшитого каучука диспергированы в термопласте), в которой взаимодействие между фазами осуществляется за счет физических связей с образованием развитого граничного слоя переменного состава.

Размеры и строение граничного слоя определяют технологические и физико-механические свойства композиций и воспроизводимость их свойств при повторной переработке.

Скачать

Список литературы

  1. Дроздовский В. Ф., Разгон Д. Р. Переработка и использование изношенных шин // Каучук и резина. 1995. № 2. С. 2–8.
  2. Пономарева В. Т., Лихачева Н. Н., Ткачик З. А. Использование пластмассовых отходов за рубежом // Пластические массы. 2002. № 5. С. 44–48.
  3. Фомин В. А., Гузеев В. В. Биоразлагаемые полимеры, состояние и перспективы использования // Пластические массы. 2001. № 2. С. 42–48.
  4. Ахметханов Р. М., Кадыров Р. Г., Минскер К. С. Вторичная переработка поливинилхлорида с использованием метода упруго-деформационного диспергирования // Пластические массы. 2002. № 4. С. 45–46.
  5. Трофименко Ю. В., Воронцов Ю. М., Трофименко К. Ю. Переработка и использование изношенных шин // Твердые бытовые отходы. 2014. № 3 (93). С. 42–49.
  6. Макаров В. Г., Помещиков В. И., Синельникова Р. М. Свойства полипропилена, наполненного тальком // Пластические массы. 2000. № 12. С. 32–34.
  7. Попова Л. А., Прокопчук Н. Р., Яценко В. В. Влияние наполнителей на стабилизационную устойчивость композиций полиэтилена // Труды БГТУ. Сер. IV, Химия, технология орган. в-в и биотехнология. 2009. Вып. II. С. 109–112.
  8. Барашков Н. Н. Полимерные композиты: получение, свойства, применение. М.: Наука, 1984. 128 с.
  9. Особенности деформационного поведения дисперсно-наполненных композитов на основе полиэтилена и частиц резин при повышенных температурах / Т. А. Контарева [и др.] // Пластические массы. 2012. № 11. С. 37–45.
  10. Соломко В. П. Наполненные кристаллизующиеся полимеры. Киев: Наукова думка, 1980. 264 с.
  11. Оценка эффективности модифицирования полиэтилена высокой плотности термоэластопластами и органобетонитами / Д. Л. Титов [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 1994. Т. 36, № 8. С. 1353–1362.
  12. Резинопласты – новый класс дисперсно-наполненных композиционных материалов / Г. П. Гончарук [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2002. Т. 44, № 8. С. 1274–1280.
  13. Беспалов Ю. А., Коноваленко Н. Г. Многокомпонентные системы на основе полимеров. Л.: Химия, 1981. 88 с.
  14. Буряк В. П. Вторичные полимерные материалы // Полимерные материалы. 2006. № 12. С. 16–22.
  15. Влияние частиц резины на механизм разрушения наполненного полиэтилена высокой плотности / С. Л. Баженов [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2002. Т. 44, № 4. С. 637–647.
  16. Nielsen L. E. Mechanical Properties of Polymers and Composites // J. Appl. Polymer Sci. 1966. Vol. 10, nо. 1. P. 97–116.
  17. Нильсон Л. Е. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. М.: Химия, 1978. С. 236–241.
  18. Bazhenov S. L. Influence of the concentration of rubber particles on the mechanism of destruction of filled polypropylene // Plastics Additives. 1998. P. 252–259.
  19. Bazhenov S. L. Interfaces in Polymer matrix Composites // Polymer. Eng. Sci. 1995. Vol. 35, no. 10. P. 813–819.
  20. Регулирование свойств резинопластов на основе полиэтилена / В. А. Тополкараев [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 1990. Т. 32, № 10. С. 2210–2217.
  21. Incompatible polymer blends and composite materials based on them / S. L. Bazhenov [et al.] // J. Appl. Polymer Sci. 1994. Vol. 52, no. 2. P. 243–249.
  22. Серенко О. А., Авинкин В. С., Баженов С. Л. Исследование высоконаполненных композиционных материалов на основе термоэластопластов // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2002. Т. 44, № 3. С. 457–471.
  23. Structural and mechanical properties of highly filled polyolefin compositions / J. X. Li [et al.] // J. Appl. Polymer Sci. 1994. Vol. 52, No 2. P. 255–259.
  24. Новые пути создания полимерных композиционных материалов / О. А. Серенко [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2005. Т. 47, № 1. С. 64–72.
  25. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства / О. А. Серенко [и др.] // Пластические массы. 2007. № 12. С. 5–11.
  26. Особенности разрушения композитов на основе полиэтилена и эластичных частиц / О. А. Серенко [и др.] // Журнал технической физики. 2009. Т. 79, вып. 6. С. 92–97.
  27. Прут Э. В., Зеленский А. Н. Влияние частиц резины на механизм разрушения наполненного полиэтилена высокой плотности // Успехи химии. 2001. Т. 70, № 1. С. 72.
  28. Макаров В. М., Дроздовский В. Ф. Использование амортизированных шин и отходов резиновых изделий. Л.: Химия, 1981. 249 с.
  29. Brunnschweiler D., Hearle J. W. S. Polyester: Fifty Years of Achievement: Tomorrow’s Ideas and Profits. Mancherster, UK: The Textile Institute, 1993. 294 p.
  30. Долинская Р. М., Щербина Е. И., Виноградова Л. М. Изучение свойств мелкодисперсного фосфоангидрита как наполнителя резиновых смесей // Производство и использование эластомеров. 1991. Вып. 5. С. 30–32.
  31. Долинская Р. М., Кудинова Г. Д., Щербина Е. И. Использование отходов переработки торфа в резинах // Производство и использование эластомеров. 1992. Вып. 1. С. 37–39.
  32. Долинская Р. М., Кудинова Г. Д., Щербина Е. И. Исследование цинксодержащего отхода в качестве вулканизующего агента хлоропренового каучука // Труды Белорусского технологического института. Сер. IV, Химия и технология орган. в-в. 1993. Вып. 1. С. 3–8.
  33. Новое – это хорошо переработанное старое. Композиционные материалы на основе отходов полимеров / Р. М. Долинская [и др.] // Химия и бизнес. 2008. № 6–7. С. 30–41.
  34. Отходы резиновых производств – перспективный материал для создания новых изделий / Р. М. Долинская [и др.] // Труды БГТУ. 2013. № 4: Химия, технология орган. в-в и биотехнология. С. 45–47.
  35. Состав для получения шумопоглощающего материала. А. с. 1219549 СССР / Р. М. Долинская, Е. И. Щербина, И. Я. Качур, В. Ф. Воронкова, Л. Д. Архипенко. Опубл. 23.03.86.
  36. Снежков В. В. Новые технологии и оборудование для переработки полимерных отходов в изделия // Полимерные материалы. 2008. № 8. С. 8–11.
  37. Донцов А. А. Каучук-олигомерные композиции в производстве резиновых изделий. М.: Химия. 1986. 216 с.
  38. Аспекты применения измельченных вулканизатов в составе композиционных эластомерных материалов / Л. С. Голуб [и др.] // Тез. докл. Междунар. конф. по каучуку и резине, Москва, 1–4 июня 2004 г. М., 2004 г. С. 77–78.
  39. Вольфсон С. А., Никольский В. Г. Твердофазное деформационное разрушение и измельчение полимерных материалов. Порошковые технологии // Высокомолекулярные соединения. 1994. № 6. С. 1040–1056.
  40. Гиршик Р. Л. Низкотемпературная экологически чистая установка для переработки изношенных шин. Нижнекамск: КамЭкоТех, 2000. 50 с.
  41. Долинская Р. М. Не в отходы, а в доходы или как разработки белорусских химиков неожиданно решили застарелые проблемы // Химия и бизнес. 2008. № 4. С. 52–53.
  42. Долинская Р. М., Свидерская Т. Д. Возможность использования отходов для получения изделий конструкционного назначения // Энерго- и материалосберегающие экологически чистые технологии: материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. Гродно, 21–23 нояб. 2012 г. Гродно, 2012. С. 357–364.
  43. Использование полимерных отходов как вторичного сырья / Р. М. Долинская [и др.] // Эластомеры: материалы, технология, оборудование: тез. докл. IX Украинской с междунар. участием науч.-техн. конф. Днепропетровск, 24–28 сент. 2012 г. Днепропетровск, 2012. С. 155–156.
  44. The Development of new Products using Recycled Materials Belorusian / R. M. Dolinskaya [et al.] // Scientific and Technical cooperation and Technology transfer in the sphere of power efficiency and waste processing: Materials of the Belarusian-German Seminar, Minsk, 10–12 December 2012. Minsk, 2012. P. 47.
  45. Использование полимерных отходов как вторичного сырья / Р. М. Долинская [и др.] // Вопросы химии и химической технологии. 2013. № 1. С. 81–83.
  46. Шаховец С. Е., Хаддаг Бузид, Богданов В. В. Малозатратная регенерация отходов резинотехнического и шинного производств // Каучук и резина. 2006. № 2. С. 30–31.
  47. Новаков И. А., Новопольцева О. М., Кракшин М. А. Методы оценки и регулирования пластоэластических и вулканизационных свойств эластомеров и композиций на их основе. М.: Химия, 2000. 239 с.
  48. Дроздовский В. Ф. Применение модифицированных и немодифицированных измельченных вулканизатов // Каучук и резина. 1997. № 2. С. 48–50.
  49. Dolinskaya R. M., Prokopchuk N. R. New Rubber Products made on the Basis of Recycled scrap Tires // Rubber–2016: Traditions and Innovations: Materials of the 6th Russian Rubber Сonfеrence. Moscow, 24–26 April 2016. Moscow, 2016. P. 99–100.
  50. Состав для получения рулонного изоляционного материала: А. с. 925920 СССР. / Р. М. Долинская, Е. И. Щербина, Л. М. Виноградова, Я. И. Трипутина. Опубл. 07.05.82.
  51. Состав для получения рулонного изоляционного материала: А. с. 925921 СССР / Р. М. Долинская, Е. И. Щербина, Л. М. Виноградова, Я. И. Трипутина. Опубл. 07.05.82.
  52. Ермаков С. Н., Кравченко Т. П. Молекулярные полимер-полимерные композиции. Некоторые аспекты получения // Пластические массы. 2003. № 12. С. 21–25.
  53. Гусейнова З. Н. Модифицирование композиций полиэтилена и полипропилена различными каучуками в присутствии теллура // Пластические массы. 2011. № 4. С. 43–45.
  54. Влияние условий получения резинопластов на основе резиновой крошки и ПЭНП на их механические свойства / Г. М. Трофимова [и др.] // Пластические массы. 2002. № 1. С. 38–39.
  55. Минь Т. Т., Спиридонова Р. Р., Агзамов Р. З. Повышение совместимости и оценка биоразрушения полимерных композиций на основе полиэтилена высокого давления и полиамида–6 // Пластические массы. 2013. № 6. С. 59–63.
  56. Влияние температуры на механические свойства резинопластов на основе полиэтилена / Т. А. Контарева [и др.] // Вестник МИТХТ. 2011. Т. 6, № 1. С. 33–36.
  57. Хрупко-пластичный переход в композитах полимер – частицы резины / О. А Серенко [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2006. Т. 48, № 3. C. 481–494.
  58. Влияние температуры на механизм разрушения композита полиэтилен – резина / О. А. Серенко [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2003. Т. 45, № 11. С. 1900–1908.
Поступила 23.10.2021