БИОКОМПОНЕНТ ДЛЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

УДК 678.046.3

  • Боброва Валерия Владимировна – аспирант кафедры полимерных композиционных материалов. 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 Казахстанской национальной академии естественных наук, доктор химических наук, профессор, заместитель директора Центра физико-химических методов исследования и анализа. Казахский национальный университет имени аль-Фараби (050040, г. Алматы, пр-т аль-Фараби, 71, Республика Казахстан). E-mail: efremsa@mail.ru

  • Нечипуренко Сергей Витальевич – кандидат технических наук, ассоциированный профессор, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией композиционных материалов Центра физикохимических методов исследования и анализа. Казахский национальный университет имени аль-Фараби (050040, г. Алматы, пр-т аль-Фараби, 71, Республика Казахстан). E-mail: nechipurenkos@mail.ru

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2023-265-1-13

Ключевые слова: углерод-кремнистый компонент, полярный каучук, комбинация неполярных каучуков, технологические свойства, эксплуатационные показатели, озонное старение, тепловое старение, износостойкость.

Для цитирования: Боброва В. В., Прокопчук Н. Р., Ефремов С. А., Нечипуренко С. В. Биокомпонент для эластомерных композиций // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2023. № 1 (265). С. 112–121. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2023-265-1-13.

Аннотация

Основной целью данной работы являлось установление влияния углерод-кремнистого композита (УКК) в качестве нового биокомпонента промышленных рецептур эластомерных композиций на основные технологические и эксплуатационные характеристики вулканизатов. Объектами исследования выступали эластомерные композиции на основе полярного бутадиен-нитрильного каучука (БНКС-18) и комбинации синтетических неполярных каучуков СКИ-3 + СКД, содержащих УКК в различных дозировках. Исследование вязкости по Муни резиновых смесей на основе БНКС-18 показало, что УКК снижает данный показатель до 9,6%, в случае СКИ-3 + СКД вязкость по Муни возрастает до 5,8%. Определение кинетических параметров процесса вулканизации резиновых смесей выявило, что при введении УКК в резиновые смеси на основе БНКС-18 происходит увеличение времени достижения оптимума вулканизации, в то же время повышается стойкость резиновых смесей к преждевременной вулканизации. Результаты определения реологических параметров резиновых смесей на основе СКИ-3 + СКД, содержащих УКК, выявили несущественное изменение времени достижения оптимума вулканизации. Определение основных эксплуатационных характеристик исследуемых эластомерных композиций показало, что использование УКК в дозировках до 10 мас. ч. позволяет получать вулканизаты с заданным комплексом технических характеристик изделий.

Скачать

Список литературы

  1. Fan Y., Fowler G. D., Norris C. Potential of a Pyrolytic Coconut Shell as a Sustainable Biofiller for Styrene – Butadiene Rubber // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2017. Vol. 56, no. 16. P. 4779–4791. DOI: 10.1021/acs.iecr.7b00405.
  2. Kumar R., Singh T., Singh H. Solid waste-based hybrid natural fiber polymeric composites // Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2015. Vol. 34, no. 23. P. 1979–1985. DOI: 10.1177/0731684415599596.
  3. Chaudhary D. S., Jollands M. C., Cser F. Recycling rice hull ash: A filler material for polymeric composites? // Polymers for Advanced Technologies. 2004. Vol. 23. P. 147−155. DOI: 10.1002/adv.20000.
  4. Effect of wood filler treatment and EBAGMA compatibilizer on morphology and mechanical properties of low density polyethylene/olive husk flour composites / M. Kaci [et al.] // Express Polymer Letters. 2007. Vol. 1. P. 467–473. DOI: 10.3144/expresspolymlett.2007.65.
  5. Thermogravimetric analysis of rice husk flour filled thermoplastic polymer composites / H.-S. Kim [et al.] // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2004. Vol. 76, no. 2. P. 395–404. DOI: 10.1023/B:JTAN.0000028020.02657.9b.
  6. Characterization of anatomical features and silica distribution in rice husk using microscopic and microanalytical techniques / B.-D. Park [et al.] // Biomass and Bioenergy. 2003. Vol. 25, no. 3. P. 319–327. DOI: 10.1016/S0961-9534(03)00014-X.
  7. Arayapranee W., Na-Ranong N., Rempel G. L. Application of rice husk ash as fillers in the natural rubber industry // Journal of Applied Polymer Science. 2005. Vol. 98, no. 1. P. 34–41. DOI: 10.1002/app.21004.
  8. Review on the physicochemical treatments of rice husk for production of advanced materials / N. Soltani [et al.] // Chemical Engineering Journal. 2015. Vol. 264. P. 899–935. DOI: 10.1016/j.cej.2014.11.056.
  9. Characterization of biogenic silica generated by thermo chemical treatment of rice husk / H. A. Alyosef [et al.] // Particulate Science and Technology: An International Journal. 2013. Vol. 31, no. 6. P. 524–532. DOI: 10.1080/02726351.2013.782931.
  10. 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.
  11. Каучуки и резиновые смеси. Определение вязкости, релаксации напряжения и характеристик подвулканизации с использованием вискозиметра Муни: ГОСТ Р 54552–2011. М.: Стандартинформ, 2018. 27 с.
  12. Смеси резиновые. Метод определения вулканизационных характеристик на вулкаметре: ГОСТ 12535–84. М.: Изд-во стандартов, 1985. 33 с.
  13. Standard test method for rubber properties – measurement of cure and after-cure dynamic properties using a rotorless shear rheometer: ASTM D6601–02 (2008). URL: http://www.astm.org (data of access: 28.06.2016).
  14. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении: ГОСТ 270–75. М.: Изд-во стандартов, 1975. 29 с.
  15. Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Методы испытаний на стойкость к термическому старению: ГОСТ 9.024–74. М.: Изд-во стандартов, 1974. 12 с.
  16. Метод определения твердости по Шору А: ГОСТ 263–75. М.: Изд-во стандартов, 1989. 7 с.
  17. Методы испытаний на стойкость к старению при статической деформации сжатия: ГОСТ 9.029–74. М.: Изд-во стандартов, 1982. 7 с.
  18. Резины. Методы испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред: ГОСТ 9.030–74. М.: Стандартинформ, 2006. 10 с.
  19. Единая система защиты от коррозии и старения. Резины. Методы ускоренных испытаний на стойкость к озонному и термосветоозоному старению: ГОСТ 9.026–74. М.: Изд-во стандартов, 1976. 17 с.
  20. Резина. Метод определения сопротивления истиранию при качении с проскальзыванием: ГОСТ 12251–77. М.: Изд-во стандартов, 1978. 8 с.
  21. Овчаров В. И., Бурмистр М. В., Тютин В. А. Свойства резиновых смесей и резин: оценка, регулирование, стабилизация. М.: Сант-ТМ, 2001. 400 с.
  22. Kruželák J., Sýkora R., Hudec I. Sulphur and peroxide vulcanisation of rubber compounds – overview // Chemical Papers. 2016. Vol. 70. P. 1533–1555. DOI: 10.1515/chempap-2016-0093.
  23. Жовнер Н. А., Чиркова Н. В., Хлебов Г. А. Структура и свойства материалов на основе эластомеров. Киров: ВятГУ; Омск: филиал РосЗИТЛП, 2003. 276 с.
  24. Oxidative ageing of elastomers: experiment and modeling / M. Zaghdoudi [et al.] // Continuum Mechanics and Thermodynamic. 2022. Vol. 34. P. 1563–1577. DOI: 10.1007/s00161-022-01093-9.
Поступила 26.12.2022