СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, НАПОЛНЕННЫХ УГЛЕРОД-КРЕМНИСТЫМ КОМПОЗИТОМ
УДК 678.046.3
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.
Список литературы
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.