Журнал «Каучук и резина»

Влияние пластикации изопренового каучука на клейкость его резиновых смесей. Часть 2. Роль химической природы макромолекул

В.П. Дорожкин — 2024-12-22

Изучено влияние химической природы макромолекул, образовавшихся после пластикации изопренового каучука (СКИ-3), на величину клейкости (Кл) резиновых смесей на основе его пластикатов. В ходе пластикации образуются алкильные, аллильные, кислородсодержащие макрорадикалы и происходит их рекомбинация в разных сочетаниях. Наибольший рост Кл возникает при преобладании в резиновой смеси алкильных и аллильных макрорадикалов. Менее выраженный эффект наблюдается при преобладании кислородсодержащих макрорадикалов. Рекомбинация образующихся макрорадикалов приводит к снижению Кл.

Особенности гидрирования БНК в зависимости от типа растворителя и содержания звеньев нитрила акриловой кислоты

Н.В. Ребров — 2024-12-23

Исследование посвящено сравнению эффективности 2-метилтетрагидрофурана (2-мТГФ) и хлорбензола в качестве растворителей для гидрирования бутадиен-нитрильных каучуков с использованием трис-(трифенилфосфин)родийхлорида (катализатор Уилкинсона). Установлено, что в изученных условиях при использовании 2-мТГФ не удается достичь степени гидрирования, превышающей 33 %. Высказано предположение, что это связано с тем, что атом кислорода 2-метилтетрагидрофурана может взаимодействовать с родием в структуре катализатора Уилкинсона, образуя с ним в ходе каталитического цикла комплексные соединения, снижающие его активность. Методами ЯМР и ИК-спектроскопии выявлено, что замена растворителя на хлорбензол обеспечивает достижение степени гидрирования около 80 %. При этих же параметрах гидрирования с увеличением времени процесса до 40 ч достигается степень гидрирования 98 %.
Исследование влияния звеньев нитрила акриловой кислоты (НАК) в макромолекулах БНК показало, что при содержании НАК 18, 26 и 40 % степень гидрирования при прочих равных условиях снижается и составляет 98, 86 и 82 % соответственно. Предположительно это связано с тем, что СN-группы являются сильными лигандами, которые могут снижать активность катализатора Уилкинсона. Полученные общие сведения полезны для масштабирования процесса гидрирования отечественных БНК, однако требуют детализации посредством дополнительных исследований.

Исследование процесса формирования пористой структуры в каучуках различной химической природы с использованием сверхкритического диоксида углерода. Часть 2. Влияние технологических параметров

С.Т. Михайлова — 2024-12-23

Представлены экспериментальные результаты по исследованию влияния температуры и давления на структуру пористых эластомерных материалов на основе фторкаучука СКФ-26, получаемых с использованием диоксида углерода, находящегося в сверхкритическом состоянии (СК-СО2). Показано, что повышение температуры приводит к уменьшению степени вспенивания и некоторому увеличению размера пор. Структура пористого материала сильно зависит от скорости сброса давления. В ходе эксперимента по получению вспененных материалов удалось наблюдать переход диоксида углерода в набухшем полимере, из сверхкритического в жидкое состояние с образованием отдельной фазы видимой в оптическом диапазоне длин волн. Ее наличие приводит к формированию в эластомерных материалах пористых структур с размером пор в сотни мкм. Регулируя режимы технологических параметров вспенивания, с использованием диоксида углерода, находящегося в сверхкритическом состоянии, можно получать эластомерные материалы на основе СКФ-26 с порами размером от 5 до 200 мкм.

Свойства резиновых смесей и резин на основе НК и современных марок СПИ с модификатором НФА, введенным при смешении

С.М. Кавун — 2024-12-23

Резиновые смеси на основе НК и современных марок синтетических изопреновых каучуков (СПИ), модифицированные на первой стадии смешения композицией модификатора НФА на основе п-нитрозодифениламина в гранулированной выпускной форме, были изготовлены на лабораторном оборудовании (вальцы, смеситель серии HAAKE с объемом камеры 47,5 см3). Изучены когезионные свойства (КП) невулканизованных смесей, а также физико-механические (ФМП) и гистерезисные свойства полученных из них резин. Измерения tgδ в диапазоне температур от –45 до +50 °С проводили методом дилатометрии согласно ГОСТ Р 57739-2017
с применением прибора DIL 402 Expedis фирмы Netzsch GmbH & Co при частоте деформаций 0,5 Гц и амплитуде деформации до 1 %.
Установлено несоответствие уровня КП невулканизованных смесей каркаса шин на основе всех марок изопреновых каучуков, включая НК, при их изготовлении в лабораторных смесителях тангенциального типа (Banbury) либо смесителей серии HAAKE по сравнению с промышленными. Этот результат приводит к необходимости проведения дополнительных исследований по моделированию условий лабораторного изготовления смесей с целью адекватной оценки КП в производственных смесях при переходе на различные марки СПИ.
Для большинства объектов исследования, модифицированных НФА (на основе серийных каучуков СКИ-3 и СКИ-5, а также опытно-промышленных партий СКИ-3С и СКИ-5 без использования в качестве антиагломераторов стеарата кальция), показана возможность достижения и превышения уровней когезионной прочности (КП) смесей и максимального сближения ФМП резин с такими же свойствами смесей и резин из НК.

Влияние гибридных структур УНТ/графит, полученных при СВЧ синтезе, на электро- и теплофизические свойства эластомерных композитов

А.В. Щегольков — 2024-12-23

Представлены результаты исследования электропроводящего полимерного композита с наполнителем на основе углеродных нанотрубок (УНТ), выращенных на поверхности графита. Для получения гибридного углеродного наполнителя УНТ/графит (УГН) использовали технологию синтеза с применением сверхвысокой частоты (СВЧ-синтез). Исследование морфологии УГН проведены с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). По результатам СЭМ следует, что УНТ и графит в составе УГН образуют общие углерод-углеродные связи, что приводит к прививке УНТ на поверхности графита. Структура и свойства УГН позволяют значительно снизить межфазное тепловое и электрическое сопротивление, в результате чего содержащие такой наполнитель композиты демонстрируют высокую тепло- и электропроводность (до 0,71 Вт/(м∙°С) и 0,37 См/м соответственно). Проведены исследования гранулометрического состава, а также термогравиметрия (ТГ) и дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) композитов с добавками УГН и без. Согласно результатам ТГ и ДСК, применение УГН в композите улучшает термическую устойчивость и повышает температуру термической деструкции проводящего композита.

Исследование влияния полимерных микросфер на эффективность эластомерных огне- и теплозащитных покрытий

Мань Хунг Ву — 2024-12-23

Исследовано влияние полимерных терморасширяющихся микросфер на поведение огне- и теплозащитных эластомерных материалов на основе этиленпропилендиенового каучука при воздействии пламени. Оценка защитных характеристик эластомерных композиций проведена по скорости продвижения изотермы теплового потока в матрице материала при воздействии газовой струи плазмотрона на поверхность покрытия. Показано снижение скорости прогрева эластомерных композиций, содержащих микросферы, в два и более раза по сравнению с базовым составом. Повышение эффективности композиций связывается с возникновением пористого предпиролизного слоя в матрице до начала деструкции эластомерной составляющей. Определена температура возникновения предпиролизного слоя, связанная с температурой начала термического расширения микросфер. Показано влияние степени расширения микросфер на эффективность защитных покрытий. Установлена температура, обеспечивающая максимальное расширение покрытий за счет влияния характеристик микросфер. Условия формирования предпиролизного слоя определяются параметрами терморасширяющихся микросфер, входящих в состав эластомерного материала. Показана возможность регулирования параметров предпиролизного слоя композиций за счет варьирования характеристик полимерных микросфер, что связано с температурой начала расширения и максимальной степенью расширения каждого используемого типа микросфер. На основании полученных данных обоснован выбор микросфер. Изменение объема композиций, содержащих полимерные терморасширяющиеся микросферы, составило от 150 до 450 процентов по сравнению с базовым материалом. Установлена закономерность изменения времени прогрева композиций за счет влияния типа и характеристик полимерных микросфер на параметры предпиролизного слоя.

Исследование влияния диспрактола КС-БП на свойства водостойких резин на основе этиленпропиленовых каучуков

Е.П. Целых — 2024-12-23

В работе представлены предварительные результаты исследований по созданию рецептур теплостойких резин для изделий, эксплуатируемых в условиях воздействия морской воды. Исследованы резиновые смеси и вулканизаты на основе этиленпропилендиеновых каучуков (ЭПДК) с диеновыми мономерами ДЦПД и ЭНБ, а также влияние многофункциональной добавки диспрактол КС-БП на технологические, физико-механические и эксплуатационные свойства резин на основе ЭПДК. Испытания экспериментальных резин проводили с использованием стандартных методов анализа. Определены физико-механические свойства резин до и после термического старения на воздухе, сопротивление раздиру, ТОИ и прочность связи с обрезиненным кордом. Установлено, что водостойкая резина на основе ЭПДК с содержанием ЭНБ 10 %, где в качестве многофункциональной добавки применялся диспрактол КС-БП, обладает оптимальным комплексом технологических, физико-механических и эксплуатационных свойств и может быть рекомендована для изготовления многослойных РКО, применяемых в судостроении.

Моделирование зависимости кинетики термоокислительного старения резины от ее толщины

Д.Д. Пензев — 2024-12-23

В данной статье рассмотрено влияние толщины образцов исследуемой резины на скорость ее термоокислительного старения.
На основании закона действующих масс и второго закона Фика получена математическая модель, позволяющая провести регрессию по экспериментальным данным и использовать полученное уравнение регрессии для прогнозирования свойств полимера. Экспериментальная проверка модели проведена на образцах резины с толщиной 1, 2 и 4 мм. Образцы были подвергнуты ускоренному старению в воздушной среде при температурах от 55 до 85 °С продолжительностью от 3 до 10 суток, после чего исследовались на тензометре для определения упруго-прочностных свойств. По полученным значениям проведена регрессия. Дальнейший анализ показал высокое качество модели – коэффициент детерминации составил 97 %.

Определение гистерезисных потерь наполненных шинных резин

А.Б. Ненахов — 2024-12-23

Выполнено определение относительного гистерезиса наполненных резин пневматических и массивных шин при различных видах нагрузки на различных приборах при нормальной температуре. На испытательной машине УТС-5 (Testsystems) для испытаний на растяжение использовались образцы в виде лопаток толщиной 2, шириной 6,15 и длиной 25 мм, скорость испытаний составляла 100 мм/мин. Для испытаний на сжатие на этом оборудовании использовались цилиндрические образцы диаметором 18 и длиной 24 мм (аналогичные образцу для флексометра Гудрича). Режим деформирования носил пилообразный характер. Также для определения относительного гистерезиса использовалась испытательная машина фирмы «Инстрон» марки Electropuls E1000. Для испытаний на сжатие испытывались аналогичные образцы, для испытаний на растяжение и растяжение-сжатие – оригинальные образцы толщиной 6 и 12 мм. На машине фирмы «Инстрон» реализовывались пилообразный, синусоидальный и специальные циклы деформирования образцов с различными периодами нагрузки и отдыха, аналогичные деформированию материала в пневматических шинах. Показана разница между результатами, полученными при различных методах испытаний.