ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С КОМБИНАЦИЯМИ НАПОЛНИТЕЛЕЙ

УДК 678.046

 

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

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

Кротова Ольга Александровна – кандидат технических наук, доцент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: o.krotova@belstu.by

Лешкевич Анастасия Владимировна – кандидат технических наук, ассистент кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: nastyonke@mail.ru Люштык Андрей Юрьевич – главный химик, начальник лаборатории. ОАО «Белшина» (213824, г. Бобруйск, ул. Минское шоссе, Республика Беларусь). E-mail: jb133xxxx@gmail.com

Каюшников Сергей Николаевич – кандидат технических наук, начальник инженерно-технического центра. ОАО «Белшина» (213824, г. Бобруйск, ул. Минское шоссе, Республика Беларусь). E-mail: vdv90@mail.ru

Прокопович Ярослав Михайлович – инженер-технолог исследовательского сектора центральной заводской лаборатории инженерно-технического центра. ОАО «Белшина» (213824, г. Бобруйск, ул. Минское шоссе, Республика Беларусь). E-mail: prokopovichyam@belshina.by

 

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-2669-2023-271-2-2.

 

Ключевые слова: ширина годичного резиновая смесь, технический углерод, кремнекислотный наполнитель, вязкость по Муни, прочность, теплообразование, сопротивление качению.

Для цитирования Шашок Ж. С., Усс Е. П., Кротова О. А., Лешкевич А. В., Люштык А. Ю., Каюшников С. Н., Прокопович Я. М. Исследование технологических свойств эластомерных композиций с комбинациями наполнителей // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2023. № 2 (271). С. 13–18. DOI: 10.52065/2520-2669-2023-271-2-2.

 

Аннотация

Изучены технологические свойства резиновых смесей, содержащих комбинацию технического углерода и кремнекислотного наполнителя. В качестве объектов исследования использованы эластомерные композиции на основе натурального каучука, содержащие высокоусиливающий технический углерод марки N347 и кремнекислотный наполнитель марки Perkasil-408. В рецептурах проводилась частичная замена 10,0 и 20,0 мас. ч. технического углерода на минеральный наполнитель при неизменном остальном составе резиновой смеси. Определено, что введение кремнекислотного наполнителя приводит к получению эластомерных композиций с меньшей на 6,1–10,2% вязкостью по Муни резиновых смесей. Частичная замена высокоусиливающего технического углерода на минеральный наполнитель Perkasil-408 улучшает диспергирование наполнителя в объеме эластомерной матрицы за счет уменьшения взаимодействия частиц наполнителя друг с другом, поскольку комплексный динамический модуль смесей с кремнекислотным наполнителем в 1,16–1,69 раза меньше, чем для смеси с техническим углеродом. Установлено, что композиции с комбинацией наполнителей характеризуются повышенной стойкостью к преждевременной вулканизации, но более длительным (на 6,7–18,7%) временем достижения оптимальной степени вулканизации и меньшей в 1,24–1,59 раза скоростью вулканизации, что оказывает влияние на структуру формируемой пространственной сетки.

Скачать

Список литературы

1.Гришин Б. С. Теория и практика усиления эластомеров. Состояние и направления развития. Казань: Изд-во КНИТУ, 2016. 420 с.

2.. Каблов В. Ф., Аксёнов В. И. Современные тенденции применения каучуков и наполнителей в рецептуре резин // Промышленное производство и использование эластомеров. 2018. № 3. С. 24–34. DOI: 10.24411/2071-8268-2018-10305.

  1. The Effects of Silica/Carbon Black Ratio on the Dynamic Properties of the Tread Compounds in Truck Tires / R. Zafarmehrabian [et al.] // E-Journal of Chemistry. 2012. Vol. 9. P. 1102–1112. DOI: 10.1155/2012/571957.
  2. Изучение совместного использования технического углерода и диоксида кремния в рецептуре протектора шин. Сообщение 1. Технологические и вулканизационные свойства / В. П. Дорожкин [и др.] // Каучук и резина. 2014. № 4. С. 22–25.
  3. Analysis of effect of modification of silica and carbon black co-filled rubber composite on mechanical properties / X. Wang [et al.] // e-Polymers. 2021. Vol. 21, no. 1. Р. 279–288. DOI: 10.1515/epoly-2021-0034.
  4. Correlation of filler networking with reinforcement and dynamic properties of SSBR/carbon black/ silica composites / W. Feng [et al.] // Rubber Chemistry and Technology. 2015. Vol. 88, no. 4. P. 676–689. DOI: 10.5254/rct.15.84881.
  5. Natural rubber based composites comprising different types of carbon-silica hybrid fillers. Comparative study on their electric, dielectric and microwave properties, and possible applications / A. A. Al-Ghamdi [et al.] // Materials Sciences and Applications. 2016. Vol. 7, no. 6. P. 295.
  6. Смеси резиновые. Определение вулканизационных характеристик с использованием безроторных реометров: ГОСТ Р 54547–2011. М.: Стандартинформ, 2015. 16 с.
  7. Каучуки и резиновые смеси. Определение вязкости, релаксации напряжения и характеристик подвулканизации с использованием вискозиметра Муни: ГОСТ Р 54552–2011. М.: Стандартинформ, 2013. 22 с.
  8. 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: 01.02.2023).
  9. Mark J., Erman B., Roland M. The Science and Technology of Rubber. Washington: Academic Press is an Imprint of Elsevier, 2005. 768 p.
  10. Enhancing the mechanical properties of styrene – butadiene rubber by optimizing the chemical bonding between silanized silica nanofiller and the rubber / A. Ansarifar [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. 2007. Vol. 105. P. 322–332.
  11. Synergistic effect by high specific surface area carbon black as secondary filler in silica reinforced natural rubber tire tread compounds / S. Sattayanurak [et al.] // Polymer Testing. 2020. Vol. 81. Article 106173. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2019.106173.
  12. Rheological Properties of Carbon Black/Silica Hybrid Filler in Acrylonitrile Butadiene Rubber / Mh. M. Hasan [et al.] // International Rubber Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2019. Article 548. DOI: 10.1088/1757-899X/548/1/012005.
  13. Grunert F., Wehmeier A., Blume A. New Insights into the Morphology of Silica and Carbon Black Based on Their Dierent Dispersion Behavior // Polymers. 2020. Vol. 2, no. 3. Article 567. DOI: 10.3390/ polym12030567. 16. Anand G., Vishvanathperumal S. Properties of SBR/NR Blend: The Effects of Carbon Black/Silica (CB/Si) Hybrid Filler and Silane Coupling Agent // Research Square. 2021. DOI: 10.21203/rs.3.rs-922308/v1. 17. Аверко-Антонович И. Ю., Бикмуллин Р. Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров. Казань: КГТУ, 2002. 604 с.

 

Поступила 16.03.2023