Vol. 80 No. 3 (2021)
СLIMATIС TESTS

COMPARATIVE ASSESSMENT OF OZONE AND WEATHER AGING OF RUBBER BY LABORATORY AND FIELD TESTING CONDITIONS

Requires Subscription or Fee PDF (Русский) (RUB 300)
  • I. Novakov,
  • Ye. Bochkarev,
  • Min Dang,
  • O. Tuzhikov,
  • S. Gubin,
  • D. Vostrikov,
  • B. Buravov,
  • M. Vaniev
I. Novakov
Volgograd State Technical University
Ye. Bochkarev
Volgograd State Technical University
Min Dang
Russian-Vietnamese Tropical Center
O. Tuzhikov
Volgograd State Technical University
D. Vostrikov
Volgograd State Technical University
B. Buravov
Volgograd State Technical University
M. Vaniev
Volgograd State Technical University
DOI: https://doi.org/10.47664/0022-9466-2021-80-3-132-138

Published 2021-06-20

Keywords

  • unsaturated rubbers,
  • peroxide vulcanizates,
  • cross-link density,
  • tropical climate,
  • weather resistance,
  • ozone resistance
    • ...More
    Less

How to Cite

[1]
Novakov И., Bochkarev Е., Dang М., Tuzhikov О., Gubin С., Vostrikov Д., Buravov Б. and Vaniev М. 2021. COMPARATIVE ASSESSMENT OF OZONE AND WEATHER AGING OF RUBBER BY LABORATORY AND FIELD TESTING CONDITIONS. Kauchuk i Rezina. 80, 3 (Jun. 2021), 132–138. DOI:https://doi.org/10.47664/0022-9466-2021-80-3-132-138.

Copyright (c) 2021 Kauchuk i Rezina

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Abstract

The authors compared the results of determining the ozone resistance (OR) and weather resistance (WR) obtained in laboratory and natural conditions of tropical climate. The samples were manufactured with unsaturated rubbers (nitrile butadiene rubbers BNKS-18AN, BNKS-28AN, BNKS-40AN and SKN-26PVC-30, styrene butadiene rubber SKMS-30 ARKM, isoprene SKI-3 and butadiene SKD-ND). All the samples were not filled with antioxidants or antiozonants. The curing process at 160 °C and the total crosslink density (νt) were studied using a MonTech MDR 3000 Professional rotorless rheometer. The physical and mechanical properties of the vulcanizates were determined with the using of a Zwick\Roell Z010 tensile testing machine at a test speed of 500 mm / min. Hardness and tear resistance were also determined. The numerical estimate of νt was obtained from the data on the dynamic shear modulus. Density of chemical bonds νch was determined from the data of equilibrium swelling in toluene according to the Flory-Rener equation. Full-scale climatic tests in tropical climate in the south of the Republic of Vietnam were carried out for 9 months in accordance with GOST 9.066-76 with initial deformations of 10, 20, 30, 40 %. The sample stand was oriented south, at a 45 degree angle. Cracks formed on the rubber surface were recorded by photography. The time before the onset of fracture Tof and the time until the appearance of the first cracks Tfc were determined. It is shown that samples of rubbers with high OR in laboratory tests had the best WR. A correlation of νch with Tof and Tfc was revealed. The obtained results show the possibility of using the express method for assessing the OR of rubbers in the development of formulations for tropical climates.

Requires Subscription or Fee PDF (Русский) (RUB 300)

References

  1. Manhart J., Schlögl S., Kern W. The photo-reversible cycloaddition reaction of anthracene groups is used to impartself-healing properties into hydrogenated carboxylated nitrile butadiene rubber (HXNBR) // Kautschuk Gummi Kunststoffe. 2018. N7. P. 30.
  2. Соколова Л.В. Матухина Е.В., Ливанова Н.М. и др. Влияние строения бутадиен-нитрильных эластомеров на озоностойкость их вулканизатов // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 2010. № 5. С. 787.
  3. Соколова Л.В., Мухина Е.В. Влияние анионактивного эмульгатора на озоностойкость вулканизатов бутадиен-нитрильных каучуков // Каучук и резина. 2012. № 2. С. 25.
  4. Соколова Л.В., Дмитриева А.А., Садыкова И.Р. Озоностойкость вулканизатов на основе СКН в напряженном состоянии // Каучук и резина. 2012. № 3. С. 18.
  5. Юловская В.Д. Монахова Т.М., Петрова В.С. и др. Влияние состава резиновой смеси на стойкость к старению вулканизатов на основе бутадиен-нитрильных каучуков разной полярности // Каучук и резина. 2017. № 1. С. 32.
  6. Kruželák J., Hakošová S., Kvasničáková A. et al. Dicumyl peroxide used as curing agent for different types of rubber matrices Part I: Effect of temperature // Kautschuk Gummi Kunststoffe. 2020. I. 10. P. 36.
  7. Kruželák J., Hakošová S., Kvasničáková A. et al. Dicumyl peroxide used as curing agent for different types of rubber matrices Part II: Effect of peroxide content // Kautschuk Gummi Kunststoffe. 2020. I. 11. P. 36.
  8. Кавун С.М., Меджибовский А.С., Ушмарин Н.Ф. Сравнение эффективностей стабилизирующего действия IPPD и 6PPD и нового антиозонанта кавантокс 3PPD-F в резинах для шин и РТИ // Каучук и резина. 2020. Т.79. № 1. С. 32.
  9. Yuka Iwase, Toru Shindo, Hiroaki Kondo et al. Ozone degradation of vulcanized isoprene rubber as a function of humidity // Polymer Degradation and Stability. 2017. V. 142. P. 209.
  10. Fengyi Hou, Yihu Song, Qiang Zheng Payne effect of thermo-oxidatively aged isoprene rubber vulcanizates // Polymer. 2020. N 195. P. 1.
  11. Ливанова Н.М., Попов А.А., Шершнев В.А и др. Озоностойкость совулканизатов цис-1,4-полиизопрена и этилен-пропилендиеновых эластомеров различного состава и вязкости по Муни // Высокомолекулярные соединения. 2004. № 6. С. 1030.
  12. Усс Е.П., Шашок Ж.С., Касперович А.В. и др. Влияние природы полимера на свойства эластомерных композиций, модифицированных в олигомерных средах // Труды БГТУ. 2018. №1. С.53.
  13. Ломова Э.Н., Плеханова И.С., Борисенко В.Н. Морозостойкость резин на основе полибутадиеновых каучуков // Научно-практический электронный журнал Аллея Науки. 2019. №11. С. 8.
  14. Фазилова Д.Р. Гималдинов Д.Р., Борисенко В.Н. и др. О влиянии различного содержания масел на свойства высокомолекулярного неодимового цис-1,4-полибутадиена // Каучук и резина. 2018. Т.77. №4. С.222.
  15. Kruzelak J., Hudec I., Dosoudil R. Influence of thermo-oxidative and ozone ageing on the properties of elastomeric magnetic composites // Polymer Degradation and Stability. 2012. № 6. P. 921.
  16. Shahrampour H. Влияние типа вулканизирующего агента на физические и термические свойства полимерной матрицы бутадиен-стирольного и натурального каучука // Нефтехимия. 2018. № 4. С. 515.
  17. Farzad A., Azar N., Sen М. Effects of accelerator type on stress relaxation behavior and network structure of aged natural rubber/chloroprene rubber vulcanizates // Journal of Elastomers & Plastics. 2016. P. 1.
  18. Wimolmala E., Khongnual K., Sombatsompop N. Mechanical and Morphological Properties of Cellular NR/SBR Vulcanizates Under Thermal and Weathering Ageing // Journal of Applied Polymer Science. 2009. V.114. P. 2816.
  19. Wang Q., Li S., Wu X. et al. Weather aging resistance of different rubber modified asphalts // Construction and Building Materials. 2016. P. 443.
  20. Ashok N., Balachandran M., Lawrence F., Sebastian N. EPDM-chlorobutyl rubber blends in c-radiation and hydrocarbon environment: Mechanical, transport, and ageing behavior // Journal of Applied Polymer Science. 2017. P. 1.
  21. Зуев Ю.С., Дегтев Т.Г. Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях. М.: Химия, 1986. - 262 с.
  22. Kraus G. Swelling of filler-reinforced vulcanizates // J. Appl Polym Sci. 1963. N7. Р. 861.
  23. ASTM Standard D6601-02.
  24. Sperling L.H. Introduction to Physical polymer Science. Hoboken, New Jersey. John Wiley & Sons Inc., 2006. -504 p.
  25. Тужиков О.О., Ольшанский О.В., Медников С.В. и др. "ТОМ-3000" - автоматизированный испытательный комплекс для определения озоностойкости резин // Каучук и резина. 2009. № 2. С. 35.
  26. Ливанова Н.М., Попов А.А. Внутри- и межфазное сшивание в композитах бутадиен-нитрильных каучуков с поливинилхлоридом и их озоностойкость // Химическая физика. 2019. №3. С. 64.
  27. Новаков И.А., Минь Тхуи Данг, Ваниев М.А. и др. Исследование свойств эластомеров на основе бутадиеннитрильного, этиленпропиленового каучуков и хлорсульфированного полиэтилена // Известия ВолгГТУ. Сер. Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов. 2020. № 12 (247). C.112.
  28. Новаков И.А., Данг Минь Тхуи, Нилидин Д.А. и др. К проблематике создания эластомеров для эксплуатации в условиях тропического климата // Каучук и резина. 2021. Т. 80. №1. С. 30.