Аннотации

№1, 2017

СРАВНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ДАННЫХ ПО КОНВЕРСИИ МОНОМЕРА ПРИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОПРЕНА

Насыров И.Ш. (к.х.н., зам. Ген. директорa)1), Фаизова В.Ю.(к.х.н., нач. лаб.) 1), Жаворонков Д.А. (Ген. директор)1), Захаров В.П. (проф., д.х.н.) 2), Захарова Е.М. (к.х.н., н.с.) 3)

1) ОАО «Синтез-Каучук», г. Стерлитамак, nasyrov.ish@skstr.ru;

2) ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет», г. Уфа, zaharovvp@mail.ru;

3) ФГБУН Уфимский институт химии РАН, г. Уфа, lena991999@mail.ru.

Представлены результаты сравнительного анализа кинетических закономерностей полимеризации изопрена в присутствии титановых и неодимовых катализаторов, полученных в лабораторных условиях и на промышленных установках действующего крупнотоннажного производства синтетического каучука. Показано, что конверсионная кривая полимеризации изопрена в присутствии неодимового катализатора практически не зависит от условий приготовления раствора мономера (лабораторные или промышленные условия). Раствор мономера в условиях промышленного производства на титановом катализаторе полимеризуется с меньшей скоростью по сравнению с раствором изопрена, приготовленным в лабораторных условиях, что возможно обусловлено присутствием изоамиленов. Полимеризация изопрена в каскаде из трех полимеризаторов в присутствии неодимового катализатора характеризуется более низкой скоростью по сравнению с синтезом, проведенным периодическим способом в лабораторных дилатометрах. Синтез полиизопрена в присутствии титанового катализатора в каскаде из двух объемных полимеризаторов протекает с большей скоростью по сравнению с лабораторными условиями. Сравнение скорости полимеризации в этом случае носит качественный характер, так как температура полимеризации в лабораторных условиях составляла 20 ºС, а в условиях производства при адиабатическом разогреве реакционной смеси температура возрастала в интервале 0–52 ºС для неодимового катализатора и от –5 до 55 ºС для титанового.

Ключевые слова: полиизопрен, полимеризация, неодимовый катализатор, титановый катализатор, лабораторные условия, промышленные условия

ВЛИЯНИЕ НАНОУГЛЕРОДОВ НА СТРУКТУРНЫЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЫ

Возняковский А.П. (д.х.н., зав. сектором) 1), Смирнов А.В. (к.ф.-м.н., доцент) 2), Федоров Б.А. (проф., д.ф.-м.н.) 2), Есина А.В. (м.н.с.) 1), Борейко Н.П. (д.т.н., зам. директора) 1)

1) «Научно-исследовательский институт синтетического каучука им. академика С. В. Лебедева» (ФГУП «НИИСК»), Санкт-Петербург, voznap@mail.ru;

2) ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики», smirnav_2@mail.ru

Проведено исследование влияния наноуглеродов (НУ) различного происхождения: фуллеренов С60, одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT) и, как модели, карбонизированного крахмала (PSC) на структуру и свойства наполненной и ненаполненной полиуретановой матрицы (ПУ). НУ вводили в часть форполимера ПУ и обрабатывали в поле ультразвука. Удельную поверхность наполнителей определяли по методу тепловой десорбции азота на приборе Quantachrome NovaWin (Quantachrome Instruments, США). Из данных по рентгеновскому рассеянию в малых углах (MУPP, дифрактометр фирмы «AntonPaar», Austria) следуют высокая шероховатость поверхности частиц SWCNT (фрактальная размерность D = 2,9) и низкая у С60 и PSC (D = 2,0), а также неизменность структурной организации доменов жестких блоков на расстояниях порядка 3 нм и меньше. Рассеяние в больших углах (Bruker «D2 Phaser») позволяет сделать вывод о преимущественном распределении частиц высокодисперсных НУ по элементам свободного флуктуационного объема полиуретановой матрицы. Как следствие, эти частицы не влияют на морфологию элементов матрицы. Независимость температуры стеклования, определенной методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC 8000 фирмы «Perkin Elmer»), от наличия и природы НУ свидетельствует о неизменности подвижности макромолекул полимера. Данные всех этих методов указывают на то, что частицы НУ распределяются в междоменном пространстве и преимущественно по областям локального напряжения полимерной матрицы ПУ. Этот вывод хорошо согласуется с полученным комплексом прочностных параметров (разрывная машина фирмы «Tinius Olsen H10KT», Англия): рост напряжения при удлинении 100 и 200 % на 20–50 % и сопротивление раздиру до 80 %.

Ключевые слова: полимерные нанокомпозиты, наноуглероды, одностенные углеродные нанотрубки, фуллерены, карбонизированный крахмал, полиуретан, модель усиления, удельная поверхность, рентгеновская дифракция в малых и больших углах, ДСК, температура стеклования, теплоемкость, деформационно-прочностные свойства

ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИИ НИЗКОДИСПЕРСНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА СЕРИИ OMCARB ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА НА СВОЙСТВА НАПОЛНЕННЫХ КОМПОЗИТОВ

Моисеевская Г.В.(нач. сектора)1), Раздьяконова Г.И. (к.х.н., с.н.с., доцент) 2),3), Петин А.А.(директор)1)

1) ЗАО «Научно-технологический центр углеродных материалов», г. Омск;

2) ФГБУН Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук, г. Омск;

3) ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет», г. Омск.

Целью работы является получение нового наполнителя полимеров, в котором совмещены низкая поверхностная активность с высокой структурностью и функционализацией поверхности, что приближает технологические свойства наполненных резиновых смесей к свойствам резиновых смесей с канальным техническим углеродом. Окисление образцов низкодисперсного высокоструктурного технического углерода марки OMCARB S820 проведено с использованием водных растворов пероксида водорода разной концентрации. С помощью комплекса методов, в том числе рентгеноструктурного анализа (дифрактометр D8 Advance фирмы «Bruker», Германия) и просвечивающей электронной микроскопии (электронный микроскоп JEM 2100 фирмы «JEOL», Япония) оценили физико-химические свойства, вид и количество кислородсодержащих групп (карбоксильных, фенольных, лактоновых) на поверхности частицы окисленного S820 в сравнении с техническим углеродом К354 (производства Хазарского химического завода, республика Туркменистан) и печным полуактивным техническим углеродом N550 (ООО «Омсктехуглерод»). Определили реологические (виброреометр MDR3000 и вискозиметр MV3000 фирмы «MonTech», Германия) и физико-механические характеристики наполненных ими резиновых смесей и резин на основе натурального каучука (тензометр фирмы «Shimadzu», Япония) Динамические свойства резин и температуру стеклования определяли на приборе DМА 242D (фирма «Netsch», Германия). Сравнительные данные по температурной зависимости тангенса угла механических потерь (tgδ) резин показали, что при температурах –60 и +60 ºС наибольшие отличия имеют резины с К354. При промежуточных температурах значения tgδ для резин с разными наполнителями близки. Новый технический углерод обеспечил преимущества в прочностных показателях и динамических характеристиках резин, сохраняя уникальные свойства композитов, наполненных канальным техническим углеродом.

Ключевые слова: технический углерод, функционализация, пероксид водорода, рН водной суспензии, функциональные группы, рентгеноструктурный анализ, просвечивающая электронная микроскопия, резиновые смеси на основе НК, реологические свойства, физико-механические свойства резин, тангенс угла механических потерь

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТОЧНЫХ СМЕСЕЙ ШУНГИТА В РЕЦЕПТУРАХ ПРОТЕКТОРНЫХ И КАРКАСНЫХ ШИННЫХ РЕЗИН

Потапов Е.Э. (проф., д.х.н.) 1), Мирошников Ю.П. (проф., д.х.н.) 1), Бобров А.П. (к.т.н., доцент, нач. научн. отд.) 2), Смаль В.А. (пред. совета директоров) 2)

1) ФГБОУ ВО «Московский технологический университет» (Институт тонких химических технологий, МИТХТ), Москва, svitar@yandex.ru

2) ОАО «Журавский охровый завод», Воронежская обл., apbobrov@gmail.com, smailviktr@yahoo.com

Изучали технологические и деформационно-прочностные свойства маточных смесей с высоким (100 мас.ч. и более) содержанием шунгита марки Карелит и свойства шинных резин на основе СКМС-30-АРКМ-15, в которые вводили эти маточные смеси так, чтобы содержание Карелита составляло 15–20 мас.ч. Зависимость тангенса угла механических потерь tgδ маточных смесей от амплитуды деформации сдвига (эффект Пейна) не зависит от содержания, если оно менее 10 мас.ч., а при содержании больше 10 мас.ч. тем больше, чем выше содержание. На основе полученных данных обсуждаются механизмы взаимодействия частиц Карелита с эластомерной матрицей и между собой. Показано улучшение технологических свойств маточных смесей при введении бензойной кислоты. Уровень основных физико-механических и эксплуатационных характеристик шинных резин при введении до 20 мас.ч. МСК сохраняется или улучшается. Изготовлены и испытаны опытные партии трех моделей грузовых шин с применением МСК в протекторе и каркасе.

Ключевые слова: шунгит, Карелит, маточные смеси, эффект Пейна, шинные резины на основе СКМС-30-АРКМ-15, грузовые шины

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАПОЛНЕНИЯ ТАУРИТОМ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ОБРЕЗИНИВАНИЯ БРЕКЕРА ГРУЗОВОЙ РАДИАЛЬНОЙ ШИНЫ

Миндубаев Р.Р. (зам. исп. директора)1), Мохнаткин А.М. (к.т.н., нач. отд.)2), Дорожкин В.П. (проф., д.т.н.)3), Мохнаткина Е.Г. (к.т.н., зав. каф.)3)

1) ООО «НЗГШ», г. Нижнекамск, r-mindubaev@yandex.ru;

2) УК «Татнефть-Нефтехим», г. Нижнекамск;

3) Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет», г. Нижнекамск, dorozhkinvp@mail.ru

Приведены результаты исследования влияния аналога шунгита таурита марки ТСД на свойства (измеренные на приборе RPA 2000) брекерной резиновой смеси и резины на основе синтетического изопренового каучука СКИ-3. Опробованы различные способы введения таурита: 10 мас.ч. в каучук на стадии его получения; 10 мас.ч. в серийную резиновую смесь на первой стадии резиносмешения; 10 мас.ч. в каучук, подвергнутый предварительной механопластикации в лабораторном резиносмесителе при температуре 100 °С. Опробовали также введение таурита в каучук в меньших количествах с целью уменьшить долю каучуковой составляющей в резиновой смеси. Результаты испытаний сравнивали с результатами для серийных резиновых смесей и резин. При введении таурита в каучук на стадии его получения растут когезионная прочность резиновой смеси и скорость ее вулканизации, а также компоненты динамического модуля G’ и G”. При введении таурита в пластицированный каучук также растут G’ и G”, увеличивается пластичность и уменьшается эластическое восстановление резиновой смеси. Брекерная резина из этой смеси имеет наилучшую адгезию к металлокорду и самую высокую динамическую выносливость. Данные по величине эффекта Пейна указывают на лучшее распределение частиц техуглерода при введении таурита в каучук на стадии его получения. Уменьшение доли каучуковой составляющей в резиновой смеси приводит к ухудшению распределения частиц техуглерода.

Ключевые слова: шунгит, таурит, брекерная резиновая смесь и резина, технологические и механические свойства, эффект Пейна, распределение частиц техуглерода, адгезия

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ НА СТОЙКОСТЬ К СТАРЕНИЮ ВУЛКАНИЗАТОВ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ РАЗНОЙ ПОЛЯРНОСТИ

Юловская В.Д. (к.х.н., доцент) 1), Монахова Т.М. (к.х.н., с.н.с.) 2), Петрова В.С. (магистрант) 1), Карпова С.Г. (к.ф.-м. н., с.н.с.) 2)

1) ФГБОУ ВО «Московский технологический университет», Москва, yulovskaya@mitht.ru

2) ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва

Изучено влияние состава резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильных каучуков разной полярности (БНКС-18, БНКС-28, БНКС-40) на физико-механические и релаксационные свойства вулканизатов, полученных с применением серной и пероксидной вулканизующих систем, в условиях окисления в атмосфере кислорода и теплового старения. Методом ЭПР-спектроскопии было установлено, что значения времени корреляции до и после окисления вулканизатов на основе БНК-28 практически не отличаются друг от друга, что косвенно указывает на отсутствие деструкции. Введение вулканизующей системы и сама вулканизация активизируют процесс окисления образцов, увеличивая скорость окисления и количество связанного кислорода. Замена серосодержащей вулканизующей системы на пероксидную в 6–7 раз увеличивает индукционный период окисления. Введение в резиновую смесь наноразмерного диоксида титана фирмы Degussa (НДТ) приводит к некоторому снижению прочности и относительного удлинения при разрыве. Добавление 1 % НДТ в чистый каучук практически не влияет на кинетику окисления. Введение 3 % НДТ приводит к снижению времени корреляции после окисления (от 19∙10 -10 до 16∙10-10 с).

Ключевые слова: бутадиен-нитрильные каучуки, устойчивость к окислению, наноразмерный диокид титана, резиновая смесь, ЭПР,

Новые антиозонанты резин на основе оксиалкилированных производных 4-аминодифениламина

Ушмарин Н.Ф. (к.т.н., зам. нач. пр-ва, нач. тех. отдела), Кавун С.М. (к.х.н.), Винокуров Ю.В. (к.т.н.)

АО «ЧПО им. В.И. Чапаева», kavun05@mail.ru

Представлены свойства и результаты испытаний новых антиозонантов (НАО) 2PPD и 3PPD взамен серийно применяемых и закупаемых по импорту 6PPD и IPPD, которые используются в производстве РТИ и шин (в боковине, протекторе и др. элементах). Предложенный способ получения НАО позволяет организовать их промышленный выпуск по малозатратной технологии, в отличие от технологии производства 6PPD и IPPD. Сырьем для НАО являются имеющиеся в РФ этилен- и пропиленгликоли и 4-аминодифениламин, закупаемый по импорту для производства в РФ антиоксиданта С789, который широко используется при выпуске крупнотоннажных каучуков, в частности ­СКИ-3, более 70 % объемов которого экспортируется. Установлен ряд преимуществ 3PPD перед импортируемыми стабилизаторами. Это более высокая, чем у заменяемых эффективность при защите резин от термоокисления и озонного растрескивания. Рассмотрены недостатки НАО (по выпускной форме, по влиянию на кинетику вулканизации) и представлены также апробированные варианты их преодоления.

Ключевые слова: стабилизаторы, химическая структура, сырье для производства стабилизаторов

ВЛИЯНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСОВ ИЗ ЛАКТАМСОДЕРЖАЩИХ И ПРОТОНОДОНОРНЫХ ВЕЩЕСТВ НА АДГЕЗИОННЫЕ СВОЙСТВА КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Пучков А.Ф. (к.т.н., доцент) 1), Третьякова Н.А. (к.т.н., зав. отд.) 2), Ходакова С.Я. (к.т.н., зав. лаб.) 2), Абольская И.И. (инж.-техн.) 2), Бобров С.П. (к.т.н., зам. Ген. директора) 2)

1) ВПИ ФГБУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», г. Волжский, elastohim@mail.ru;

2) ФГУП «ФНПЦ «Прогресс», г. Омск, info@progress-omsk.ru

Представлены результаты исследования влияния молекулярного комплекса (МК) на основе лактамсодержащего продукта и гидроксилсодержащего соединения на адгезионные свойства эластомерных клеев. МК представляют собой бинарные расплавы на основе трехатомного спирта (ТС) и ε-капролактама. МК вводили в клей на основе хлоропренового каучука в различных соотношениях совместно с изоцианатом 4,4'-метилендифенилдиизоцианата (MDI). Адгезионную активность МК оценивали по прочности связи между элементами в резинокордных композитах «резина на основе БНКС-40АМН + корд, обрезиненный резиновой смесью на основе каучуков общего назначения» по ГОСТ 6768-75. Сопоставление ИК-спектров (ИК-Фурье спектрометр ФСМ 1201) МК и его индивидуальных составляющих позволяет предположить наличие в МК водородных связей. Анализ ЯМР-спектров (ЯМР-спектрометр Bruker Avance-400) МК показал отсутствие новых химических связей между его компонентами. Теоретически бинарный МК, введенный в клеевую композицию совместно с изоцианатом, должен способствовать увеличению прочности связи между субстратами за счет образования уретановых групп. Результаты испытаний МК в составе клеев показали, что более высокую прочность связи имеют резинокордные образцы при соотношении ТС и ε-капролактама, равном 2:1. Введение МК совместно с MDI приводит к увеличению адгезионной прочности в клеевом соединении на 25 %.

Ключевые слова: клеевая композиция, трехатомный спирт, ε-капролактам, изоцианат, ЯМР, ИК-Фурье спектроскопия, адгезионная прочность, резинокордные образцы

ВЛИЯНИЕ ПИГМЕНТОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЮЧЕСТИ РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ МЕТИЛВИНИЛСИЛОКСАНОВОГО КАУЧУКА

Барботько С.Л. (к.т.н., нач. лаб.), Наумов И.С. (к.т.н., инж.-техн.), Вольный О.С.(вед. инж.), Алифанов Е.В. (к.х.н., и.о с.н.с)

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов», ГНЦ РФ, г. Москва,

slbarbotko@yandex.ru

При применении деталей из полимерных материалов в различных отраслях промышленности может потребоваться использование различных цветов. Использование пигментов, имеющих разнообразную химическую природу и зачастую обладающих каталитической активностью, может приводить к изменению характеристик пожарной опасности. Проведено исследование и определено влияние нескольких неорганических пигментов на основе технического углерода и соединений металлов на характеристики горючести резины марки ВР 42 (белого цвета) на основе метилвинилсилоксанового каучука. Проведено сравнение со стандартной резиной, содержащей гидроксид магния. Показано существенное влияние наличия углеродного пигмента с частицами наноразмера на улучшение характеристики продолжительности остаточного горения (тления) по сравнению с базовой комбинацией. Не установлено статистически значимого изменения этой характеристики для окрашенной резины марки ВР 42 по сравнению с базовой комбинацией при введении минеральных пигментов различных цветов на основе соединений металлов.

Ключевые слова: пожаробезопасность, горючесть, резина на основе метилвинилсилоксанового каучука, пигмент, цвет, технический углерод, частицы наноразмера, соединения металлов

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СТЫКОВ РЕЗИНОТКАНЕВЫХ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОВИЗОРА

Голиков Г.Ф. (к.т.н., нач. сектора)1), Рябов Д.В. (Ген.директор)1), Галашин С.Н. (консультант)1), Кондрашин Ю.А. (к.т.н., Ген.директор)2)

1) ООО «Технокомплект», г. Сергиев Посад, techkom@mail.ru;

2) ООО НПК «Транстехмаш», г. Москва, info@transtm.ru

Апробирован метод прямого контроля качества вулканизованных стыков резинотканевых конвейерных лент с использованием тепловизора TESTO 875-1 (ФРГ) высокого разрешения. Метод основан на различной теплопроводности материалов в месте расположения дефектов и вне их зоны. Это приводит к различию температур в зоне дефекта и в массиве ленты при нагревании (или охлаждении). Такое различие фиксируется датчиками температуры и весьма наглядно тепловизором. Испытывали резинотканевые ленты шириной 500 мм из ткани ТК-200 с искусственными дефектами, которые наиболее часто встречаются при стыковке и эксплуатации: пузырями, микропористостью, повреждением стыков, непромазами. Нагрев производили между плитами вулканизационного пресса, используемого для стыковки, от температуры +10 для большинства дефектов или от –10 ºС для дефекта, связанного с непромазом клеем, до температуры +70 ºС. В случае наиболее частого дефекта – пузырей испытания проводили также в режиме охлаждения (от +90 до +70 ºС). Разница температур между зонами дефекта и в массиве ленты составляла от 15 до 4 ºС. В дальнейшем, предполагается контролировать состояние стыков на всем протяжении эксплуатации лент, особенно на высоконагруженных и ответственных конвейерах.

Ключевые слова: резинотканевые конвейерные ленты, дефекты стыков, контроль качества, теплопроводность, разница температур, тепловизор

ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГИПЕРУПРУГИХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С МАЛЫМИ ДОБАВКАМИ МИНЕРАЛЬНЫХ ДИСПЕРСНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ Ч. 2. Реализация задачи на ячейке методом конечных элементов

Власов А.Н. (д.т.н., директор) 1), Волков-Богородский Д.Б. (к.ф.-м.н., с.н.с.) 1), Карнет Ю.Н. (к.ф.-м.н., с.н.с.) 1), Гамлицкий Ю.А. (доцент, к.ф.-м.н., гл.н.с.) 2), Мудрук В.И. (доцент, к.ф.-м.н.) 3)

1) ФГБУН Институт прикладной механики РАН, Москва, iam@iam.ras.ru;

2) ООО «Научно-исследовательский центр шинной промышленности ВЕСКОМ», Москва, gamlit48@mail.ru;

3) ФГБОУ ВПО МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, mudruk1580@mail.ru.

Представлена численная методика определения эффективных механических характеристик гиперупругого композита с наполнителем сферической формы, основанная на решении периодических задач на ячейке с включением и моделирующая условия одноосного растяжения и чистого сдвига. На основе этой методики и экспериментальных данных по исследованию свойств микро- и наноразмерного масштаба наполнителя (шунгит), эластомерной матрицы (бутадиен-стирольный каучук) и контактного слоя показано, что наполнитель увеличивает эффективную жесткость (эффективные модули растяжения и сдвига) композитного материала. Показано также увеличение жесткости матрицы по сравнению с ненаполненным эластомером. Полученные данные иллюстрируют различие механических свойств композиций с микро- и наноразмерным наполнителем.

Ключевые слова: эластомерные композиты, эластомерная матрица, бутадиен-стирольный каучук, дисперсный наполнитель, шунгит, межфазный слой, агрегаты частиц, модуль растяжения, модуль сдвига, метод конечных элементов, ячейка периодичности, гиперупругость

«ИНТЕРПЛАСТИКА 2017» – КЛЮЧ К МИРОВЫМ РЫНКАМ

Пост-релиз двух международных отраслевых выставок «Интерпластика» и «Упаковка», организованных «Мессе Дюссельдорф ГмбХ» совместно с ООО «Мессе Дюссельдорф Москва». (Москва, Экспоцентр, 24–27.01.17).

Ключевые слова: выставки, полимеры, машиностроение, 3D технологии, сырье, инновации