ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, СОДЕРЖАЩИХ КОМБИНАЦИИ НАПОЛНИТЕЛЕЙ

УДК 678.046

 

  • Шашок Жанна Станиславовна – доктор технических наук, профессор, 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, старший преподаватель кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: nastyonke@mail.ru
  • Каюшников Сергей Николаевич – кандидат технических наук, начальник инженерно-технического центра. ОАО «Белшина» (213824, г. Бобруйск, ул. Минское шоссе, Республика Беларусь). E-mail: ksn@belshina.by
  • Люштык Андрей Юрьевич – главный химик, начальник лаборатории. ОАО «Белшина» (213824, г. Бобруйск, ул. Минское шоссе, Республика Беларусь). E-mail: lyushtykayu@belshina.by
  •  

DOI: https://doi.org/ 1052065/2520-2669-2024-277-7.

 

Ключевые слова: резина, наполнитель, технический углерод, кремнекислотный наполнитель, прочность, удлинение, усталостная выносливость.

Для цитирования: Шашок Ж. С., Усс Е. П., Кротова О. А., Лешкевич А. В., Каюшников С. Н., Люштык А. Ю. Технические свойства эластомерных композиций, содержащих комбинации наполнителей // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2024. № 1 (277). С. 55–60. DOI: 10.52065/2520-2669-2024-277-7.

 

Аннотация

Определены технические свойства шинных резин, 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. Установлено, что введение кремнекислотного наполнителя приводит к получению эластомерных композиций с повышенной стойкостью к тепловому старению. При этом вулканизаты с 10,0 мас ч. кремнекислотного наполнителя в меньшей степени подвержены воздействию повышенной температуры и кислорода воздуха по сравнению с другими резинами (изменение показателя прочности при растяжении резин с указанной дозировкой кремнезема составляет (–13%); относительного удлинения при разрыве (–12%), а для других исследуемых резин изменение показателя прочности при растяжении составляет (–17%) и (–15%), а изменение относительного удлинения при разрыве – (–22%) и (–19%). Частичная замена высокоусиливающего технического углерода на минеральный наполнитель Perkasil-408 повышает усталостную выносливость резин при многократном растяжении на 8,6–23,9%, а сопротивление разрастанию трещин в 2,08–2,26 раза. Выявленные особенности технических свойств резин обусловлены их особенностями пространственной структуры.

Скачать

Список литературы

  1. Rubber-silica nanocomposites obtained by in situ solgel method: Particle shape influence on the fillerfiller and filler-rubber interactions / R. Scotti [et al.] // Soft Matter. 2012. Vol. 8. P. 2131–2143. DOI: 10.1039/c1sm06716h.
  2. Silica-Reinforced Natural Rubber: Synergistic Effects by Addition of Small Amounts of Secondary Fillers to Silica-Reinforced Natural Rubber Tire Tread Compounds / S. Sattayanurak [et al.] // Advances in Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 2019. P. 1–8. DOI: 10.1155/2019/5891051.
  3. Choi S. S., Park B. H., Song H. Influence of filler type and content on properties of styrene-butadiene rubber (SBR) compound reinforced with carbon black or silica // Polymers for Advanced Technologies. 2004. Vol. 15, no. 3. P. 122–127. DOI: 10.1002/pat.421.
  4. Effect of filler concentration on the physico-mechanical properties of super abrasion furnace black and silica loaded styrene butadiene rubber / H. H. Hassan [et al.] // Materials & Design. 2012. Vol. 34. P. 533–540. DOI: 10.1016/j.matdes.2011.05.005.
  5. 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.
  6. Comparison of structure and properties of two styrene-butadiene rubbers filled with carbon black, carbon-silica dual-phase filler, and silica / J. H. Ma [et al.] // Rubber Chemistry and Technology. 2013. Vol. 86, no. 4. P. 664–678. DOI: 10.5254/rct.13.87956.
  7. 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.
  8. Impacts of filler covalent and non-covalent modification on the network structure and mechanical properties of carbon-silica dual phase filler/natural rubber / J. Y. Wang [et al.] // Polymers for Advanced Technologies. 2015. Vol. 26, no. 9. P. 1168–1175. DOI: 10.1002/pat.3550.
  9. Shanmugharaj A. M., Bhowmick A. K. Rheological properties of styrene-butadiene rubber filled with electron beam modified surface treated dual phase fillers // Radiation Physics and Chemistry. 2004. Vol. 69, no. 1. P. 91–98. DOI: 10.1016/S0969-806X(03)00331-1.
  10. The mechanism of carbon-silica dual phase filler modified by ionic liquid and its reinforcing on natural rubber / J. Y. Wang [et al.] // Polymer Composites. 2015. Vol. 36, no. 9. P. 1721–1730. DOI: 10.1002/pc.23083.
  11. Zaeimoedin T. Z., Kamal M. M. Processability behaviour of dual filler systems reinforced epoxised natural rubber // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 974. P. 195–198. DOI: 0.4028/www.scientific.net/AMR.974.195.
  12. Properties of epoxidized natural rubber tread compound: The hybrid reinforcing effect of silica and silane system / S. S. Sarkawi [et al.] // Polymers and Polymer Composites. 2016. Vol. 24, no. 9. P. 775–782. DOI: 10.1177/096739111602400914.
  13. Correlation of filler networking with reinforcement and dynamical properties of SSBR/carbon black/silica composites / W. J. Feng [et al.] // Rubber Chemistry and Technology. 2015. Vol. 88, no. 4. P. 676–689. DOI: 10.5254/rct.15.84881.
  14. 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. AlGhamdi [et al.] // Materials Sciences and Applications. 2016. Vol. 7, no. 6. P. 295–306. DOI: 10.4236/msa.2016.76027. 15. 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.
  15. Резина. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении: ГОСТ 270–75. М.: Стандартинформ, 1975. 29 с.
  16. Резина и термоэластопласты. Испытания на ускоренное старение и теплостойкость: ISO 188– 2013. М.: Стандартинформ, 2014. 24 с.
  17. Резина. Методы определения усталостной выносливости при многократном растяжении: ГОСТ 261–79. М.: Стандартинформ, 1979. 25 с. 19. Резина. Методы испытаний на многократный продольный изгиб образцов с прямой канавкой: ГОСТ 9983–74. М.: Стандартинформ, 1974. 8 с.
  18. Дик Дж. С. Технология резины: рецептуростроение и испытания. СПб.: НОТ, 2010. 620 с.
  19. Жовнер Н. А., Чиркова Н. В., Хлебов Г. А. Структура и свойства материалов на основе эластомеров. Омск: Филиал РосЗИТЛП, 2003. 276 с.
  20. Резниченко С. В., Морозова Ю. Л. Большой справочник резинщика: в 2 ч. М.: Техинформ, 2012. Ч. 1: Каучуки и ингредиенты. 744 с.
  21. Марк Дж., Эрман Б., Эйрич Ф. Каучук и резина. Наука и технология. Долгопрудный: Интеллект, 2011. 768 с.

Поступила 05.12.2023