Аннотации

№3, 2017

Фрактальная размерность саженаполненных полимеров и эластомеров.

Ч.1. Объекты и методы исследования, морфология

Чалых А.Е. (проф., д.х.н, академик РАЕН, зав. лаб.)1),

Герасимов В.К. (доц., д.х.н., в.н.с.)1), Горшкова О.В. (к.х.н., рук. проектного офиса)2),

Матвеев В.В. (м.н.с.)1)

1) Институт физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН, Москва, vladger@mail.ru

2) ЗАО «Международный инновационный нанотехнологический центр», Московская область, г. Дубна, go-art@mail.ru

Описаны методы приготовления образцов и обработки полученных результатов. В качестве объектов исследования использовали технический углерод (ТУ) марок Т1 и ХС-72, монодисперсный полистирол (ПС) (MМ = 200 кДа), полиэтилен (ПЭ), каучуки СКД,

СКИ-3, бутадиен-стирольный (БСК) и бутилкаучук (БК). Использовали два метода приготовления наполненных образцов. В первом случае (модельные системы) смешение наполнителя и полимера проводили через 1–5 %-ный раствор ПС в толуоле. Содержание ТУ в суспензиях варьировали в диапазоне от 1 до 60 % (мас.). После смешения образцы подвергались ультразвуковому (УЗ) воздействию на диспергаторе УЗДМ-2Т (44 кГц) в течение ~ 10 мин. Во втором случае получали серные вулканизаты по стандартной методике. Морфологию изучали методом просвечивающей электронной микроскопии (ЕМ-301, Япония), используя тонкие пленки или травление в плазме высокочастотного кислородного разряда на вакуумном реакторе фирмы Edwards. Описана методика обработки электронно-микроскопических изображений с целью получения информации о локальных и глобальных фрактальных размерностях агрегатов частиц.

Ключевые слова: наполненные полимеры, дисперсии, ультразвуковое воздействие, структура, электронная микроскопия, фрактальная размерность

Фрактальная размерность саженаполненных полимеров и эластомеров.

Ч.2. Фрактальная размерность саженаполненных систем

Чалых А.Е. (проф., д.х.н, академик РАЕН, зав. лаб.)1),

Герасимов В.К. (доц., д.х.н., в.н.с.)1), Горшкова О.В. (к.х.н., рук. проектного офиса)2),

Матвеев В.В. (м.н.с.)1)

1) Институт физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН, Москва, vladger@mail.ru

2 )ЗАО «Международный инновационный нанотехнологический центр», Московская область, г. Дубна, go-art@mail.ru

Получены значения фрактальной размерности, характеризующие внутреннее строение и механизмы структурообразования дисперсных систем. Полученные зависимости для отдельных кластеров и изображения в целом линейны в двойных логарифмических координатах. Угол их наклона изменяется в интервале от 1,38 до 1,82. Все полученные зависимости разбиваются на две группы: для систем с низким (до 10 %) и высоким (более 15 %) содержанием наполнителя и, соответственно, относительно низкими (до 1,5) и высокими фрактальными размерностями и различным («кластер-кластерный» и «кластер-частичный») механизмом формирования фрактальных структур. Исследовано влияние дозы облучения (от 7 до 60 Мрад) на структуру и фрактальную размерность систем. С привлечением концепции фрактальных размерностей описана связанность агрегатов ТУ. Показано, что фрактальная размерность дисперсных систем, наполненных ТУ, зависит от способа их приготовления и внешних воздействий.

Ключевые слова: наполненные полимеры, дисперсии, структура, электронная микроскопия, фрактальная размерность, облучение, связность элементов

Влияние смеси многостенных углеродных нанотрубок ­Dealtom с техническим углеродом на свойства эластомерного композита

Митряева Н.С. (аспирант, ассистент)1), Акименко С.С. (к.х.н., ст. преподаватель)1),

Мышлявцев А.В. (проф., д.х.н., зам. зав. каф.)1) (ведущий научный сотрудник)2),

Зубарев А.В. (к.т.н., Ген. директор)3)

1) ФГБОУ Омский государственный технический университет, г. Омск, mitr.ns@mail.ru

2) ФГБУН Институт проблем переработки углеводородов (ИППУ) СО РАН, г. Омск, uglerod@ihcp.ru

3) ФГУП «НПП «Прогресс», г. Омск, info@progress.ru

Исследовано влияние концентрации многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) на свойства эластомерных композитов в качестве единственного наполнителя и в смеси с техническим углеродом (ТУ). Объектами исследования были стандартные смеси и вулканизаты на основе синтетического изопренового каучука СКИ-3, две марки ТУ N330, П278Э и МУНТ Dealtom. Определяли упруго-прочностные, динамические и электрофизические свойства исследуемых образцов. Условная прочность контрольных резин (без МУНТ) находится в пределах 13–30МПа и снижается с увеличением доли МУНТ. Значения tgδ при температуре Т = + 40 °С практически не изменяются с увеличением концентрации МУНТ 0,5 до 5,0 мас.ч., при Т = 0 °С и –40 °С величины tgδ незначительно повышаются. Удельное электрическое сопротивление снижается с увеличением доли МУНТ и проходит через минимум при его концентрации от 0,5 до 3,0 мас.ч. Таким образом, одновременное использование технического углерода и многостенных углеродных нанотрубок Dealtom в качестве гибридного наполнителя незначительно улучшает электрофизические свойства эластомерного композита.

Ключевые слова: многостенные углеродные нанотрубки, технический углерод, СКИ-3, эластомерный композит, прочностные свойства, динамические свойства, электрическое сопротивление, диспергирование

О возможности использования комплексных противостарителей для резин на основе полиизопреновых каучуков, работающих в экстремальных условиях

Пучков А.Ф. (к.т.н., доцент)1), Каблов В.Ф. ( д.т.н., проф.)1),

Спиридонова М.П. (к.т.н., доцент)1), Третьякова Н.А. ( к.т.н., зав. отд.)2),

Высочинская О.А. (студ., магистр.)1), Герасименко Е.И. (студ., магистр.)1)

1) Волжский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», vtp@volpi.ru

2) НТЦ «Прогресс», г. Омск, otdel7@progress-omsk.ru

Изучали влияние комплексных противостарителей на поведение в экстремальных условиях резин на основе изопренового каучука СКИ-3. Сопоставляли данные для резин, содержащих только N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин (IPPD) или комплексную соль, в которой кроме IPPD находится ε-капролактам (ПРС-1N). Определяли условную прочность при растяжении (fр), динамическую выносливость (N) на машине МРС-2, абразивный износ (α) на машине «Грассели», количество золь-фракции (ЗФ) вискозиметрическим методом и равновесную степень набухания в толуоле (Qр). Получали также ИК-спектры с помощью ИК-Фурье спектрометра Nicolet-6700 и электронные микрофотографии с помощью микроскопа ЭМ-14. Термообработка резин в критических для изопреновых каучуков температурных условиях (при 140 ºС) в течение разного времени (τ) позволяет существенно увеличить N и уменьшить α. Значения N практически одинаковы для резин с IPPD и ПРС-1N, максимум достигается при τ = 25 ч. Значения α существенно меньше для резин, содержащих ПРС-1N. Результаты по ЗФ, Qр, ИК-спектроскопии и электронной микроскопии подтверждают наличие определенной температурно-временная зоны, в которой протекают физико-химических процессы, отодвигающие катастрофическое разрушение резины. Использование комплексных противостарителей с синергизмом в защитном действии позволяет увеличить время работы изделия до катастрофического разрушения.

Ключевые слова: СКИ-3, комплексный противостаритель, экстремальные условия, зона устойчивости, абразивный износ, ε-капролактам, работоспособность резин

Ударопрочные композиции ПП/БНК с улучшенной совместимостью полимерных компонентов, получаемые в процессе реакционного компаундирования в расплаве

Сообщение 1. Влияние природы полярного винилового мономера

на ударо- и деформационно-прочностные свойства композиций

Казаков Ю.М. (к.т.н., Ген. директор)1), Волков А.М. (к.х.н., гл. эксперт)1),

Рыжикова И.Г. (к.т.н., гл. эксперт)1), Вольфсон С.И. (проф., д.т.н., зав. каф.)2)

1) ООО «НИОСТ», г. Томск, ryzhikovaig@sibur.niost.ru

2) ФГБОУ «Казанский национальный исследовательский технологический университет», Казань, svolfson@kstu.ru

Исследовано влияние компонентов модифицирующей системы на ударо- и деформационно-прочностные характеристики композиций ПП/БНК, получаемых в процессе реакционного компаундирования. Изучали композиции, содержащие 23 % (мас.) БНКС-18АМН и соагенты пероксидной модифицирующей системы – полярные виниловые мономеры: малеиновый ангидрид (МА), его полуэфир с моноэтиленгликолем (МЭГ) и комплекс МЭГ с ароматическим аминным антиоксидантом Диафеном ФП (ДФП). Одновременно в состав композиций вводили предварительно синтезированные компатибилизаторы на базе смесей ПП с разнополярными эластомерами: СКЭПТ и БНК, модифицированных прививкой МА или МЭГ+ДФП. Выявлено, что в этом ряду соагентов комплекс МЭГ+ДФП обеспечивает наиболее эффективное диспергирование фазы БНКС-18АМН в матрице ПП в процессе реакционного компаундирования композиций и, в соответствие с этим, приводит к значительному росту их ударопрочности и относительного удлинения при разрыве. При этом наибольшей специфичностью и эффективностью обладают компатибилизаторы, в состав которых введена эластомерная фаза: смеси ПП с неполярным СКЭПТ, модифицированные МА, или с полярным БНКС-18АМН, модифицированные комплексом МЭГ+ДФП.

Ключевые слова: полипропилен, композиции полипропилен/бутадиен-нитрильный каучук, модифицирующая система: пероксид/соагент, полимерный компатибилизатор, реакционное компаундирование

Ударопрочные композиции ПП/БНК с улучшенной совместимостью полимерных компонентов, получаемые в процессе реакционного компаундирования в расплаве

Сообщение 2. Влияние состава и концентрации полимерного компатибилизатора на ударную вязкость композиций

Казаков Ю.М. (к.т.н., Ген. директор)1), Волков А.М. (к.х.н., гл. эксперт)1),

Рыжикова И.Г. (к.т.н., гл. эксперт)1), Вольфсон С.И. (проф., д.т.н., зав. каф.)2)

1) ООО «НИОСТ», г. Томск, ryzhikovaig@sibur.niost.ru

2) ФГБОУ «Казанский национальный исследовательский технологический университет», Казань, svolfson@kstu.ru

Изучали ударную вязкость композиций конструкционного назначения, содержащих ПП и 23 % (мас.) БНКС-18АМН, полученных в условиях пероксидной модификации в присутствии полярных виниловых мономеров: малеинового ангидрида (МА), его полуэфира с моноэтиленгликолем (МЭГ) и комплекса МЭГ с ароматическим аминным антиоксидантом Диафеном ФП (ДФП). Композиции содержали также компатибилизаторы компатибилизаторы (К) на основе ПП или его смесей с 10 % (мас.) БНКС-18АМН, модифицированные аналогичными пероксидными модифицирующими системами. Измерения ударной вязкости проводили при температурах +23 и –30 ºС, концентрационный интервал всех испытанных компатибилизаторов в композициях составлял от 3 до 20 % (мас.). Зависимости ударной вязкости от содержания компатибилизаторов при обоих температурах носят сложный экстремальный характер. Выявлено, что наиболее высокий уровень ударной вязкости и относительно медленное падение ее значений из всех испытанных композиций обеспечивает компатибилизатор, при синтезе которого использовался комплексный соагент МЭГ+ДФП. Полученные результаты могут быть следствием увеличенного объема и более однородной структуры формирующегося в этих условиях компаундирования переходного межфазного слоя, вследствие специфического и эффективного характера взаимодействия молекул МЭГ с функциональными группами БНК в межфазной области этих композиций, промотируемого присутствием вторичного ароматического амина, комплексно связанного с МЭГ.

Ключевые слова: полипропилен, композиции полипропилен/бутадиен-нитрильный каучук, полимерный компатибилизатор, реакционное компаундирование, модифицирующая система: пероксид/соагент

Реометрические исследования процессов вулканизации и порообразования вспененных эластомерных материалов

Шуваева А.В. (к.т.н., нач. лаб.)1), Горденко Д.Р. (рук. тех. отд.)1),

Люсова Л.Р. (проф., д.т.н., зав. каф.)2), Наумова Ю.А. (проф., д.т.н.)2)

1) ООО «Русская теплоизоляционная компания», Москва, avshuvaeva@gmail.com

2) ФГБОУ ВО «Московский технологический университет» (Институт тонких химических технологий), Москва, luslr@mail.ru

Изучены кинетические кривые, описывающие процессы вулканизации и порообразования вспененных резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков. Кривые получены с использованием вибрационного реометра D-MDR 3000 компании «Mon Tech», оснащенного аналитическим программным обеспечением MonControl, который позволяет одновременно с измерением величины крутящего момента и tgδ определять давление в камере. Резины отличались разным содержанием стеариновой кислоты. Представлены результаты количественной интерпретации кинетических кривых процессов вулканизации и порообразования в эластомерных материалах. Предложены математические модели для аппроксимации кривых вулканизации и порообразования, которые отличает высокая адекватность. Установлена связь параметров моделей с вулканизационными характеристиками и параметрами порообразования. Показано влияние содержания стеариновой кислоты на протекание процессов формирования пористой структуры вспененных резин на основе смесей бутадиен-нитрильных каучуков, содержащих 27–30 % (мас.) нитрила акриловой кислоты, и поливинилхлорида.

Ключевые слова: бутадиен-нитрильные каучуки, вибрационная реометрия, кинетика вулканизации, вулканизационные характеристики, вспененные резины, порообразование, математические модели

Альтернативная технология изготовления резиновых изделий из продуктов рециклинга автомобильных шин

Каблов В.Ф. (проф., д.т.н., зав. каф.), Перфильев А.В. (аспирант), Шабанова В.П. (к.т.н., доц.), Перфильев А.А. (магистрант)

Волжский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», г. Волжский, peran69@mail.ru

Рассмотрены перспективы применения порошковой технологии изготовления резиновых изделий и особенности различных вариантов порошковой технологии с использованием порошковых и блочных каучуков. Приведены примеры практического применения порошковой технологии на предприятиях резиновой промышленности. Представлена пресс-порошковая технология изготовления резиновых изделий из вторичной резиновой крошки, полученной при рециклинге изношенных шин. Рассмотрены варианты активации прессуемой композиции. Показано, что применение микроволнового излучения для активации резиновой крошки непосредственно перед изготовлением из нее изделий позволяет получать продукты с улучшенными свойствами. Прочность вулканизатов, полученных из резиновой крошки активированной микроволновым излучением, увеличивается на 30 %. Это происходит из-за того, что при микроволновом нагреве резиновая крошка нагревается равномерно по всему объему изделия, значительно сокращается время вулканизации. Пресс-порошковая технология рекомендуется для изготовления разнообразных формовых резиновых изделий на малых предприятиях, не имеющих стандартного резиносмесительного оборудования.

Ключевые слова: каучук, резиновая смесь, порошковая технология, изношенные шины, резиновая крошка, активация, микроволновое излучение, повторные вулканизаты, качество изделий

Неизотермическое течение вязкоупругих эластомерных композиций в плоском канале

Баранов А.В. (проф., д.ф.-м.н.), Юницкий С.А. (доцент, к.ф.-м.н.)

Российский Государственный Университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, alexvbaranov@yahoo.co.uk

Представлена математическая модель неизотермического течения неньтоновской жидкости в плоском канале. Оно реализуется при течении резиновых смесей и различных эластомерных композиций в плоскощелевых насадках экструдеров и литниковых каналах формы при литьевом или трансферном формовании, а также в некоторых процессах нанесения теплозащитных покрытий на поверхности металлических оболочек изделий и обычно осуществляется при высоких перепадах температур и давлений. Отмечены все важные факторы, которые необходимо учитывать при разработке модели, в том числе вязкоупругость. Многие допущения были сделаны на основании того, что течение осуществляется при низких значениях критерия Рейнольдса и высоком значении критерия Пекле. В качестве реологической модели используется модель Фан-Тьен-Таннера. Учитываются тепловые граничные условия первого рода, температурная зависимость вязкости и диссипация энергии. Из уравнения движения с использованием данной реологической модели профиль скорости получается выраженным в явном виде. Решение уравнения энергии при нахождении температурных профилей проводилось численным методом конечных разностей с использованием итерационной схемы. Приведены результаты расчетов. Показано значительное влияние числа Вайсенберга на профиль скорости и распределение давления вдоль канала.

Ключевые слова: математическое моделирование, неньтоновская жидкость, вязкоупругость, неизотермическое течение, эластомерная композиция

Влияние типа пропиточного состава на структуру арамидной кордной нити

Андрейкова Л.Н. (к.т.н., н.с.)1), Бобров С.П. (к.т.н., зам. Ген. директора)1),

Андриасян Ю.О. (д.т.н., рук. баз. каф.)2), Карпова С.Г. (к.ф-м.н., с.н.с.)2),

Михайлов И.А. (к.х.н., директор Центра Коллективного Пользования)3)

1) ФГУП «НПП «Прогресс», г. Омск otdel7@progress-omsk.ru

2) ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, г. Москва andriasyan.49@mail.ru

3) ФГБОУ ВО Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, г. Москва

Проведен анализ публикаций по влиянию типа пропиточного состава на адгезионные, физико-механические и эксплуатационные свойства арамидных кордных нитей марок Аром-75 (Русар-75), Аром-175 (Русар-175), Русар-200. Согласно современным представлениям тип пропиточного состава влияет не только на адгезионные и физико-механические свойства арамидного корда, но и на его структуру. Используя метод ЭПР-спектроскопии, изучены образцы пропитанных кордных нитей Аром-75 и непропитанная нить (образец сравнения). Определены параметры, характеризующие состояние структуры исследуемых полимерных образцов: время корреляции (tc), концентрацию радикала в исследуемом образце и отношение доли плотных аморфных областей к доле рыхлых аморфных областей. Сопоставлены данные для кордов на основе нити Руслан®, пропитанных двумя составами Р-151с12 и Р-138-12, а также непропитанного корда. Показана возможность изменения структуры корда и эксплуатационных свойств резинотехнических изделий с арамидным каркасом путем использования различных типов пропиточных составов.

Ключевые слова: арамидные кордные нити, пропиточный состав, ЭПР, структура

КАУЧУК и РЕЗИНА-2017: ТРАДИЦИИ и НОВАЦИИ. 7-я ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ в ЭКСПОЦЕНТРЕ

Резниченко С.В. (д.т.н., зав. каф., Гл. редактор)1,2)

Морозов Ю.Л. (проф., д.т.н., советник Ген. директора, зам. Гл. редактора)3)

Коникова Т.Б. (исп. директор, Директор проекта - Ответственный секретарь)2,4)

1) ФГБОУ ВО «Московский технологический университет» (институт тонких химических технологий), Москва, hfppm@mitht.ru

2) ООО «Издательство «Каучук и резина», Москва, kir.konikova@mail.ru

3) ООО «НИИЭМИ», г. Москва, mail@niiemi.com

4) VII Всероссийской конференции «Каучук и Резина – 2017: традиции и новации», tkonikova@mail.ru

Обзор докладов, представленных на 7-ой Всероссийской конференции «Каучук и Резина-2017: традиции и новации» (25 – 26.04.17, Экспоцентр, Москва).

Ключевые слова: конференция, обзор, Экспоцентр, сырье, технологии, шины, резинотехнические изделия, каучуки, оборудование, вторичная переработка (рециклинг), экология, инновации

Итоги выставки «Шины, РТИ и каучуки-2017»

20-я международная специализированная выставка

Пост-релиз

Пост-релиз юбилейной 20-ой международной специализированной выставки резинотехнических изделий, шин, технологий для их производства, сырья и оборудования «Шины, РТИ и каучуки-2017» (24–27.04.17, Экспоцентр, Москва)

Ключевые слова: выставка, пост-релиз, Экспоцентр, сырье, технологии, шины, резинотехнические изделия, каучуки