СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, НАПОЛНЕННЫХ УГЛЕРОД-КРЕМНИСТЫМ КОМПОЗИТОМ

УДК 678.046.3

  • Боброва Валерия Владимировна − аспирант. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: lerik_bobrik94@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

  • Ефремов Сергей Анатольевич − академик Казахтанской национальной академии естественных наук, доктор химических наук, профессор, зам еститель директора Центра физико-химических методов исследования и анализа. Казахский национальный университет имени Аль-Фараби (050040, г. Алматы, проспект Аль-Фараби, 71, Республика Казахстан). E-mail: efremsa@mail.ru

  • Нечипуренко Сергей Витальевич − ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук, доцент, заведующий лаборатории композиционных материалов Центра физико-химических методов исследования и анализа. Казахский национальный университет имени Аль-Фараби (050040, г. Алматы, проспект Аль-Фараби, 71, Республика Казахстан). E-mail: nechipurenkos@mail.ru

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-259-2-156-164

Ключевые слова: углерод-кремнистый композит, бутадиен-нитрильный каучук, пластоэластические свойства, упругопрочностные характеристики.

Для цитирования: Боброва В. В., Прокопчук Н. Р., Ефремов С. А., Нечипуренко С. В. Свойства эластомерных композиций, наполненных углерод-кремнистым композитом // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2022. № 2 (259). С. 156–164. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-259-2-156-164.

Аннотация

Основной целью данной работы является исследование влияния замены промышленного полуактивного технического углерода марки N550 на углерод-кремнистый композит (УКК) растительного происхождения, основные пластоэластические и упругопрочностные характеристики промышленных эластомерных композиций, предназначенных для изготовления резинотехнических изделий. Объектами исследования выступали резиновые смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука, наполненные полуактивным техническим углеродом марки N550 и УКК в различных соотношениях. Исследование вязкости по Муни резиновых смесей показало, что замена N550 на УКК приводит к снижению вязкости на 16,5–21,2% независимо от дозировки УКК. Определение кинетических параметров процесса вулканизации резиновых смесей выявило, что при введении УКК происходит увеличение времени достижения оптимума вулканизации на 70,1–75,5%, при этом повышается стойкость резин к преждевременной вулканизации на 29,4–41,7% по сравнению с композицией, содержащей N550. Определение основных упругопрочностных характеристик показало, что использование УКК и N550 в соотношении 10 / 80 и 20 / 70 в эластомерной композиции позволяет получать вулканизаты с уровнем, соответствующим требованиям технических условий на промышленную резиновую смесь по показателям условной прочности при растяжении, относительном удлинении при разрыве, твердости резин по Шору А, относительной остаточной деформации сжатия.

Скачать

Список литературы

  1. Enhanced interfacial interaction and excellent performance of silica/epoxy group-functionalized styrene-butadiene rubber (SBR) nanocomposites without any coupling agent / H. Qiao [et al.] // Composites Part B: Engineering. 2017. Vol. 114. P. 356–364. DOI: 10.1016/j.compositesb.2017.02.021.
  2. A facile ball milling method to produce sustainable pyrolytic rice husk biofiller for reinforcement of rubber mechanical property / B. Xue [et al.] // Industrial Crops and Products. 2019. Vol. 141. 111791. DOI: 10.1016/j.indcrop.2019.111791.
  3. Song Y., Zeng L., Zheng Q. Understanding the reinforcement and dissipation of natural rubber compounds filled with hybrid filler composed of carbon black and silica // Chinese Journal of Polymer Science. Vol. 35, no. 11. P. 1436–1446. DOI: 10.1007/s10118-017-1987-5.
  4. Tire tread compounds with reduced rolling resistance and improved wet grip / V. D. Velga [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. 2017. Vol. 134, no. 3. 45334. DOI: 10.1002/app.45334.
  5. Synergistic Effect of Carbon Black and Carbon–Silica Dual Phase Filler in Natural Rubber Matrix / X. Xiong [et al.] // Polymer Composites. 2014. Vol. 35, no. 8. P. 1466–1472. DOI: 10.1002/pc.22800.
  6. Chemical and nanomechanical analysis of rice husk modified by ATRP-grafted oligomer / S. M. Morsi [et al.] // Journal of Colloid and Interface Science. 2011. Vol. 360, no. 2. P. 377–385. DOI: 10.1016/j.jcis.2011.04.065.
  7. Shcherbakova T. P., Vaseneva I. N. A Biogenic Silica Synthesis Method // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2020. Vol. 54. P. 297–303. DOI: 10.1134/S0040579520020165.
  8. Mechanical and Dynamic Mechanical Properties of Rice Husk Ash–Filled Natural Rubber Compounds / H. M. Da Costa [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. 2002. Vol. 83. P. 2331–2346. DOI: 10.1002/app.10125.
  9. Rice Husk Ash Filled Natural Rubber. I. Overall Rate Constant Determination for the Vulcanization Process from Rheometric Data / H. M. Da Costa [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. 2003. Vol. 87. P. 1194–1203. DOI: 10.1002/app.11452.
  10. Natural rubber compositions with the partial/total replacement of carbon black/naphthenic oil by renewable additives: Rice husk ash and cashew nut oil / S. Moresco [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. 2019. Vol. 137, no. 4. 48134. DOI: 10.1002/app.48314.
  11. Green Tire Technology: Effect of Rice Husk Derived Nanocellulose (RHNC) in Replacing Carbon Black (CB) in Natural Rubber (NR) Compounding / M. Dominic [et al.] // Carbohydrate Polymers. 2019. Vol. 230. 115620. DOI: 10.1016/j.carbpol.2019.115620.
  12. Rice Husk Ash Filled Natural Rubber. III. Role of Metal Oxides in Kinetics of Sulfur Vulcanization / H. M. Da Costa [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. 2003. Vol. 90. P. 1519–1531. DOI: 10.1002/app.12684.
  13. A review on recent advances in the comprehensive application of rice husk ash / L. Xinyu [et al.] // Research on Chemical Intermediates. 2015. Vol. 42, no. 2. P. 893–913. DOI: 10.1007/s11164-015-2061-y.
  14. Sae-oui P., Rakdee C., Thanmathorn P. Use of Rice Husk Ash as Filler in Natural Rubber Vulcanizates: In Comparison with Other Commercial Fillers // Journal of Applied Polymer Science. 2002. Vol. 83. P. 2485–2493. DOI: 10.1002/app.10249.
  15. Rice Husk Ash as Raw Material for the Synthesis of Silicon and Potassium Slow-Release Fertilizer / A. A. França [et al.] // Journal of the Brazilian Chemical Society. 2017. Vol. 28, no. 11. P. 2211–2217. DOI: 10.21577/0103-5053.20170072.
  16. Comparison between rice husk ash grown in different regions for stabilizing fly ash from a solid waste incinerator / L. Benassi [et al.] // Journal of Environmental Management. 2015. Vol. 159. P. 128–134. DOI: 10.1016/j.jenvman.2015.05.015.
  17. Углерод-кремнистый наполнитель для эластомерных композиций / В. В. Боброва [и др.] // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2022. № 1 (253). С. 89–95. DOI: 10.52065/2520-2669-2022-253-1-89-95.
  18. Lui Z., Zhang Y. Enhanced mechanical and thermal properties of SBR composites by introducing graphene oxide nanosheets decorated with silica particles // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2017. Vol. 102. P. 236–242. DOI: 10.1016/j.compositesa.2017.08.005.
Поступила 08.06.2022