ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГАММА-КВАНТАМИ

УДК 678.09

 

Боброва Валерия Владимировна – кандидат технических наук, научный сотрудник кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: lerik_bobrik94@mail.ru

Касперович Андрей Викторович – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: nrprok@gmail.com Точилин Евгений Владимирович – инженер-электроник 1-й категории. Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению (220072, г. Минск, ул. Петруся Бровки, Республика Беларусь).

 

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-2669-2024-283-4.

 

Ключевые слова: эластомерные композиции, γ-кванты, протектор, сопротивление истиранию, сопротивление разрастанию трещин.

Для цитирования: Боброва В. В., Касперович А. В., Точилин Е. В. Эксплуатационные свойства эластомерных композиций, модифицированных гамма-квантами // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2024. № 2 (283). С. 29–35. DOI: 10.52065/2520-2669-2024-283-4.

Аннотация

Разработка новых материалов на основе высокомолекулярных соединений, а также поиск путей модификации традиционных материалов является одним из приоритетных направлений науки и техники, так как обеспечивает технический прогресс в различных отраслях производства. Необходимость в альтернативных технологиях модификации полимеров связана с многостадийностью традиционных процессов, высокими энерго- и трудовыми затратами, экологической напряженностью производства. Исследования отечественных и зарубежных ученых по применению электрофизических методов обработки материалов и изделий показали высокую эффективность использования для этой цели энергии сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний, ионизирующего излучения. Объемная обработка полимерных материалов и изделий позволяет значительно ускорить процесс модификации по сравнению с другими методами обработки, при этом повышается качество готовых изделий, уменьшаются термомеханические эффекты, габариты производственной установки, улучшаются экономические показатели процесса. Основной целью данной работы являлось установление влияния доз γ-квантов на эксплуатационные свойства промышленных эластомерных композиций с различной степенью вулканизации (t80 и t90), предназначенных для изготовления протектора летних легковых шин. Объектами исследования выступали эластомерные композиции на основе комбинации синтетического изопренового, бутадиенового и бутадиен-стирольного каучуков общего назначения. Определение показателя сопротивления истиранию при скольжении резин продемонстрировало, что модификация γ-квантами во всех исследуемых дозировках способствует увеличению данного показателя до 34,5% при степени вулканизации t80 и до 29,8% – при t90. Исследование теплообразования в эластомерных композициях выявило, что воздействие ионизирующего излучения на эластомерные композиции с различной степенью сшива-ния фактически не оказывает влияния на изменение температуры в объеме материала при циклических нагружениях (изменение составляет до 3°С). Исследование резин на сопротивление разрастанию трещин при изгибе показало, что наиболее высокие результаты наблюдаются для резин со степенью сшивания t80, модифицированных на гамма-установке с источником 60Co и мощностью дозы 30 кГр.

Скачать

Список литературы

  1. Кабанов В. А. Энциклопедия полимеров В 3 т. Т. 2. М.: Советская энциклопедия, 1974. 287 с.
  2. Laser surface texturing of polymers for biomedical applications / A. Riveiro [et al.] // Frontiers in Physics. 2018. Vol. 6. P. 1–17. DOI: 10.3389/fphy.2018.00016.
  3. Electron beam (EB) radiation curing – a unique technique to introduce mixed crosslinks in cured rubber matrix to improve quality and productivity / S. K. Chakraborty [et al.] // Journal of Applied Polymer Science. 2011. Vol. 122. P. 3227–3236.
  4. Radiation vulcanization of natural rubber with polyfunctional monomers / E. Manaila [et al.] // Polymer Bulletin. 2014. Vol. 71. P. 57–82.
  5. Bhowmick A. K., Vijayabaskar V. Electron beam curing of elastomers // Rubber Chemistry and Technology. 2006. Vol. 79. P. 402–428.
  6. Cleland M. R., Parks L. A., Cheng S. Applications for radiation processing of materials // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B. 2003. Vol. 208. P. 66–73.
  7. Радиационная модификация полимерных материалов / Г. Н. Пьянков [и др.]. М.: Техника, 1969. 232 с.
  8. Influence of gamma irradiation on the molecular weight distribution and related properties of a polymer: study through simulation and experiment / M. Saha [et al.] // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 2014. Vol. 23, no. 2. URL: https://www.researchgate.net/publication/268806977 (дата обращения: 13.03.2024).
  9. Irradiated chitosan nanoparticle as a water-based antioxidant and reducing agent for a green synthesis of gold nanoplatforms / W. Pasanphan [et al.] // Radiation Physics and Chemistry. 2015. Vol. 106. P. 360–370. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2014.08.
  10. Comparison of molecular structure and rheological properties of electron-beam- and gamma-irradiated polypropylene / D. Auhl [et al.] // Macromolecules. 2012. Vol. 45, no. 4. P. 2057–2065. DOI: 10.1021/ma202265w.
  11. Influence of the CO2 antisolvent effect on ultrasound-induced polymer scission kinetics / M. W. A. Kuijpers [et al.] // Macromolecules. 2005. Vol. 38, no. 4. P. 1493–1499. DOI: 10.1021/ma048895d.
  12. Elastomer modification by means of ionizing radiation / V. Bobrova [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Slovakia, 2019. Vol. 776, no. 1. URL: https://www.researchgate.net/publication/ 340387794 (дата обращения: 26.03.2024).
  13. Смеси резиновые. Метод определения вулканизационных характеристик на вулкаметре: ГОСТ 12535–84. М.: Изд-во стандартов, 1985. 33 с.
  14. Резина. Методы испытаний на многократный продольный изгиб образцов с прямой канавкой: ГОСТ 9983–74. М.: Изд-во стандартов, 1989. 7 с. 15. Резина. Метод определения сопротивления истиранию при скольжении: ГОСТ 426–77. М.: Изд-во стандартов, 2002. 6 с.
  15. Резина. Методы определения теплообразования, остаточной деформации и усталостной выносливости при многократном сжатии: ГОСТ 20418–75. М.: Изд-во стандартов, 1976. 12 с.
  16. Жовнер Н. А., Чиркова Н. В., Хлебов Г. А. Структура и свойства материалов на основе эластомеров. Киров: ВятГУ; Омск: филиал РосЗИТЛП, 2003. 276 с.

 

Поступила 01.04.2024