Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

УПРУГО-ГИСТЕРЕЗИСНЫЕ СВОЙСТВА РЕЗИН, СОДЕРЖАЩИХ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫЕ ПОЛИМЕРОМ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ

Irina A. Mansurova, Olga Yu. Isupova, Andrey A. Burkov, Konstantin E. Gavrilov

DOI: http://dx.doi.org/10.6060/tcct.20186104-05.5596
Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 4-5. C. 76-83

Аннотация


В работе исследовано влияние функционализированных углеродных нанотрубок (УНТ) на комплекс упруго-прочностных и упруго-гистерезисных свойств вулканизатов на основе СКИ-3, наполненных техническим углеродом. По данным просвечивающей электронной микроскопии установлено, что процесс функционализации УНТ из водного раствора поливинилпирролидона (ПВП, 0,5 г/100 мл) сопровождается формированием на поверхности частиц «защитного» слоя из макромолекул полимера. Данные ИК-Фурье спектроскопии («Инфралюм ФТ-08», техника МНПВО) указывают на возникновение межмолекулярного взаимодействия между УНТ и макромолекулами функционализатора. Вулканизаты, модифицированные добавкой УНТ-ПВП, отличаются повышенной усталостной выносливостью в условиях одноосного растяжения (e=150 %, 250 циклов в минуту), а в режиме сдвиговых деформаций после предварительной тренировки (100 циклов, 70 °С, 10 Гц, RPA2000 ф. «Alpha Technologies») существенным снижением гистерезисных потерь. В результате дополнительного исследования теплопроводящих свойств вулканизатов (ИТЭМ-1М ф. «Эталон»), их механических свойств в условиях ускоренного термоокислительного старения (100 °C, 24 ч), структуры вулканизатов в области микроскопического разрыва методом сканирующей электронной микроскопии (GSM 6510 LV ф. JEOL, режим SEI) выявлены предпочтительные причины роста усталостной выносливости. Так, вероятнее всего, рост усталостной выносливости вулканизатов и снижение в них гистерезисных потерь обусловлены способностью макромолекул ориентироваться вдоль тела УНТ в процессе многократной циклической деформации, а также пластифицирующим действием наночастиц, функционализированных полярным полимером по механизму действия межструктурного пластификатора.

Для цитирования:

Мансурова И.А., Исупова О.Ю., Бурков А.А., Гаврилов К.Е. Упруго-гистерезисные свойства резин, содержащих функционализированные полимером угдеродные нанотрубки.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 4-5. С. 76-83


Ключевые слова


многослойные углеродные нанотрубки; функционализация; гистерезисные потери; усталостная выносливость; теплопроводность

Полный текст:

PDFPDF

Литература


Huang Y.Y., Terentjev E.M. Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers. 2012. V. 4. P. 275-295. DOI:10.3390/polym4010275.

O’Connel M.J., Boul P.J., Ericson L.M., Huffman C.B., Wang Y., Haroz E., Kuper C., Tour J.M., Ausman K.D. Reversi-ble water-solubilization of single-walled carbon nanotubes bypolymer wrapping. Chem. Phys. Lett. 2001. V. 342.

I. 3-4. P. 265-271.

Hasan T., Scardaci V., Tan P.H., Rozhin A.G., Milne W.I., Ferrari A.C. Stabilization and “Debundling” of Single-Wall Car-bon Nanotube Dispersions in N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) by Polyvinylpyrrolidone (PVP). Phys. Chem. 2007. V. 111. P. 12594-12602.

Orlov V.Yu., Komarov A.M., Lyapina L.A. Production and usage of carbon black for rubber. Yaroslavl: Aleksandr Rutman. 2002. 512 p. (in Russian).

Dashevskiy A.G. Conformational analysis of organic molecules. M.: Khimiya. 1982. 272 p. (in Russian).

Dovbeshko G.I., Fesenko O.M., Obraztsova E.D., Allakhverdiev K.R., Kaya A.E. Conformational analysis of nucleic acids and proteins at their adsorption on carbon single-wall nanotubes. Zhurn. Strukt. Khimii. 2009. V. 50. N 5. P. 991–998 (in Rus-sian).

Gul' V.E., Kuleznev V.N. Structure and mechanical properties of polymers. M.: Labirint. 1994. 367 p. (in Russian).

Koshelev F.F., Kornev A.E., Bukanov A.M. General technology of rubber. М.: Khimiya. 1978. 528 p. (in Russian).

Garkusha O.M., Makhno S.N., Prikhotko G.P., Sementsov Yu.I. Kinetic properties of PTFE - carbon nanotubes composites. Khimiya, fizika i tekhnologiya poverkhnosti. 2008. N 14. P. 140-146 (in Russian).

Grishin A.V., Medvedeva O.A., Selyanina E.S., Trofimov D.V. The thermal conductivity of nano-modified polyolefins. Prob-lemy tekhnogennoiy bezopasnosti i ustoiychivogo razvitiya. 2015. N VII. P. 56-59 (in Russian).

Bui K., Grady B.P., Papavassiliou D.V. Modeling the Thermal Conductivity of Nanocomposites Using Monte-Carlo Methods and Realistic Nanotube Configurations. Chem. Phys. Lett. 2011. V. 508. P. 248.

Galano A. Carbon nanotubes: promising agents against free radicals. Nanoscale. 2010. V. 2. N 3. P. 373–380.

Mansurova I.A., Fomin S.V., Vaganov V.E., Ermolin V.V. On the application of carbon nanostructures for the modification of elastomeric compositions. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. V. 54. N 7. P. 92 – 94 (in Russian).

Mansurova I.A., Kopalina O.Yu., Fomin S.V., Khlebov G.A., Vaganov V.E., Dyachkova-Mashkova T.P. Influence of structure and chemistry of surface of carbon nanostructures on properties of elastomeric compositions on base of butadiene-nitrile rubber. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2013. V. 56. N 5. P. 7781 (in Russian).

Golovin Yu.N., Farber B.Ya., Korenkov V.V., Tyurin A.I., Shuklinov I.A., Stolyarov R.A., Zhigachev A.O., Shuvarin I.A., Pirozhkova T.S. Mechanical properties of baddeleyite nanoceramics modified by carbon nanotubes. Vestn. Tambov. Un-ta. Ser.: Estestv. i tekhnich. nauki. 2012. V. 17. I. 5. P. 1380  1383 (in Russian).

Aleksandrova V.M. Nanocomposites based on carbon nanotubes. Modern technology and technology. 14 Intern. Scientific-practical. Conf. Students, graduate students and young scientists V.2. Tomsk: TPU. 2008. P. 299 – 300 (in Russian).

Morozov I.A. Investigation of the microstructure of the region of rupture of polyisoprene filled with carbon black. Problems of tires and rubber-cord composites. 22 Symposium. V. 2. М.: NTTs NIIShP. 2011. P. 48  53 (in Russian).

Mansurova I.A., Morozov I.A. On the structure of elastomeric compositions modified with carbon nanofibers. Society, Science, Innovation (SSI-2011): annually. opened. all-Russia. scientific-technical. conf. Kirov: VyatGU. 2011. N 22953 (in Russian).

Bokobza L. Multiwall carbon nanotube elastomeric composites: A review. Polymer. 2007. V. 48. Issue 17. P. 4907–4920. DOI: 10.1016/j.polymer.2007.06.046.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.