ВЛИЯНИЕ МИКРОСФЕР НА СВОЙСТВА АГРЕССИВОСТОЙКИХ РЕЗИН

  • Nikolay F. Ushmarin Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева"
  • Evgeny N. Egorov Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
  • Nikolay I. Kol'tsov Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
Ключевые слова: полые корундовые, стеклянные и гранатовые керамические микросферы, резиновые смеси, реометрические, физико-механические и эксплуатационные свойства

Аннотация

Целью работы является исследование влияния полых корундовых, стеклянных и гранатовых керамических микросфер на реометрические характеристики агрессивостойких резиновых смесей и физико-механические показатели их вулканизатов с конечной задачей определения содержания наполнителей этого типа, при котором обеспечивается улучшение приоритетных свойств изделий и, как следствие, повышение их долговечности. Объектами исследования явились две базовые резиновые смеси, предназначенные для компрессионного формования и литья под давлением. Смесь для компрессионного формования базируется на комбинации бутадиен-нитрильных, изопренового и бутадиен-α-метилстирольного каучуков с коллоидными кремнекислотами в качестве основных наполнителей, а смесь для литья под давлением – на комбинации синтетического изопренового и бутадиенового каучуков, наполненных мелом, техническим углеродом П 234 и карбоном 100. В работе использовали полые корундовые (HMC-L), стеклянные (МС-В) и гранатовые керамические (МВМД-170) микросферы. Оценку реометрических свойств резиновых смесей проводили по величинам минимального и максимального крутящих моментов, продолжительности индукционного периода, времени достижения технологического оптимума и максимальной скорости вулканизации. При испытании вулканизатов определяли условную прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве, сопротивление раздиру, твердость, истираемость и эластичность по отскоку, а также приоритетные показатели, в наибольшей мере коррелирующих с долговечностью изделий в процессе эксплуатации – относительные изменения условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве, твердости после теплового старения в воздушной среде и стандартной жидкости СЖР-1, изменение массы образцов после набухания в индустриальном масле И-20А и нефрасе С-80/120. Для смеси для компрессионного формования исследовано влияние типа микросфер, вводимых в дозировке 5 мас. ч. на 100 мас. ч. каучуков, на свойства невулканизованных композиций и вулканизатов. Установлено, что резиновая смесь со стеклянными микросферами несколько ниже по вулканизационной активности, а ее вулканизат по стойкости к истиранию, тепловому старению, особенно в воздушной среде, уступает двум смесям и резинам с корундовыми и гранатовыми микросферами. Во второй смеси опробовано применение корундовых микросфер с дозировкой от 3,0 до 7,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучуков при одновременном уменьшении на соответствующее количество техуглерода. Установлено, что с увеличением дозировки микросфер наблюдается снижение вулканизационной активности смеси, минимального и максимального крутящих моментов, а также их разности, что указывает на некоторое уменьшение степени сшивания резин. Следствием является увеличение относительного удлинения при разрыве вулканизатов. В наименьшей мере этот эффект проявляется при введении корундовых микросфер в дозировке 3 мас. ч. Таким образом, преимуществом резин с микросферами является пониженная истираемость, более высокое сопротивление раздиру при сохранении стойкости к действию физически и химически агрессивных сред на уровне резин, не содержащих микросферы.

Литература

Grishin B.S. Theory and practice of reinforcing elastomers. Status and directions of development. Kazan: KNI-TU. 2016. 420 p. (in Russian).

Dick J.S. Rubber technology: formulation and testing. SPb.: Nauch. Osnovy i Tekhnol. 2010. 620 p. (in Rus-sian). DOI: 10.3139/9783446439733.fm.

Dick J.S. How to improve rubber compounds. 1800 Practical Recommendations for Solving Problems. SPb.: "Profession". 2016. 352 p. (in Russian).

Great reference of rubberman. Ed. by S.V. Reznichenko, Yu.L. Morozova. V. 1. M.: Publishing Center "Tekhin-form MAI". 2012. 744 p. (in Russian).

Ushmarin N.F., Vasiliev A.N., Tsareva L.Yu., Kirillova T.A., Kol'tsov N.I. The effect of high-carbon technical filler on the properties of plantar rubber. Butlerov. Soobsh. 2019. V. 57. N 2. P. 74-78 (in Russian).

Spiridonov I.S., Surkova V.A., Kurnaleva T.A., Vasilyeva A.S., Kol'tsov N.I. The study of powder fillers of organoclay Cloesite 15A, silica fume MK-85 and MKU-85 and their effect on the properties of rubber based on rubbers SKI-3 and SKD. Butlerov. Soobsh. 2016. V. 45. N 1. P. 113-118 (in Russian).

Ushmarin N.F., Vasiliev A.N., Kol'tsov N.I. Study of the influence of silica fume MAO-99 on the properties of rubbers. Promysh. Proizvod. Ispol'zov. Elastom. 2019. N 1. P. 20-23 (in Russian).

Ushmarin N.F., Efimovsky E.G., Petrova N.N., Sandalov S.I., Kol'tsov N.I. The effect of powder schungite on the properties of oil and petrol resistant rubbers. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [ChemChemTech]. 2019. V. 62. N 1. P. 54-60 (in Russian). DOI 10.6060/ivkkt.20196201.5760.

Ushmarin N.F., Vasiliev A.N., Tsareva L.Yu., Kirillova T.A., Kol'tsov N.I. The effect of high-carbon technical filler on the properties of plantar rubber. Butlerov. Soobsh. 2019. V. 57. N 2. P. 74-78 (in Russian).

Kolosova A.S., Sokolskaya M.K., Vitkalova I.A., Tor-lova A.S., Pikalov E.S. Fillers for the modification of modern polymer composite materials. Fundament. Issle-dov. 2017. N 10-3. P. 459-465 (in Russian).

The manufacture of microspheres at Belovskaya GRES. Territoriya neftegaz. 2014. N 12. P. 115-117 (in Russian).

Inozemtsev A.S., Korolev E.V. Hollow microspheres are an effective aggregate for high strength lightweight con-crete. Prom. Grazhdan. Stroit. 2013. N 10. P. 80-83 (in Russian).

Chumadova L.I., Skorikov M.Yu., Stepanyan T.G., Morozov M.V., Vestnikov D.M. Thermotechnical char-acteristics of a liquid ceramic thermal insulation material based on aluminosilicate and sodium borosilicate microspheres. Sovremen. Nauch. Issledov. Innov. 2016. N 1. P. 129-140 (in Russian).

Salyaeva M.A., Kashina E.M., Noskova L.A. Hollow corundum microspheres in the manufacture of rubber mixtures. Abstracts of the XXII International scientific-practical conference "Rubber industry. Raw materials, materials, technologies". Moscow. 2017. P. 87–89 (in Russian).

Sedykh V.A., Karmanova O.V., Koroleva E.V. Modification of nitrile butadiene rubber at the stage of its isolation. Vestn. Voronezh. Gos. Univ. Inzhen. Tekhnol. 2018. V. 80. N 3. P. 323-329 (in Rus-sian). DOI: 10.20914/2310-1202-2018-3-323-329.

Koroleva E.V., Sedykh V.A. The effect of surface modification of microspheres on the technical characteristics of vulcanizates. Materials of reports of the 83rd scientific and technical conference of the faculty, researchers and graduate students with international participation "Organic substancies technology ". Minsk. 2019. P. 161-162 (in Russian).

Shadrinov N.V., Evseeva U.V. Investigation of the me-chanical properties and destruction mechanism of nitrile butadiene rubber filled with hollow corundum micro-spheres. Vopr. Materialoved. 2018. N 2. P. 135-147 (in Russian). DOI: 10.22349/1994-6716-2018-94-2-135-142.

Tselykh E.P., Khodakova S.Ya., Surikov V.I. Properties of rubber modified with hollow corundum alumina mi-crospheres. Materials of the VI Regional scientific-practical conference with international participation " Ac-tual problems of modern science ". Omsk. 2017. P. 59-63 (in Russian).

Tselykh E.P., Khodakova S.Ya., Malyutin V.I., Tretyakova N.A. Properties of elastomeric compositions modi-fied with hollow corundum alumina microspheres. Promysh. Proizvod. Ispol'zov. Elastom. 2017. N 1. P. 37-40. (in Russian).

Ushmarin N.F., Krasnova E.V., Egorov E.N., Stroganov I.V., Khairullin R.Z., Kol’tsov N.I. The effect of hollow corundum microspheres on the properties of materials based on carbon-chain rubbers. Polymer Sci., Ser. D. 2018. V. 11. N 3. P. 320–322. DOI: 10.1134/S1995421218030218.

Titova T.A., Zolkina A.E., Pichugin A.M., Kudryash A.M. Study of the influence of hollow corundum micro-spheres on the properties of tread rubber for truck tires. Abstracts of the XXI International scientific-practical conference " Rubber industry. Raw materials, materials, technologies". Moscow. 2016. P. 84 (in Russian).

Опубликован
2021-01-29
Как цитировать
Ushmarin, N. F., Egorov, E. N., & Kol’tsov, N. I. (2021). ВЛИЯНИЕ МИКРОСФЕР НА СВОЙСТВА АГРЕССИВОСТОЙКИХ РЕЗИН. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 64(2), 49-55. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216402.6165
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)