Введение новых добавок в резиновые изделия для изменения их свойств

АННОТАЦИЯ

В статье приведена классификация добавок и наполнителей, которые делятся на активные и неактивные. Рассмотрено добавление фталоцианина синего в стандартную рецептуру резиновой композиции для придания ей технологических и специфических свойств. Было доказано, что применение комплексных добавок с металлорганическими соединениями в резиновых сплавах улучшает их свойства, такие как прочность, устойчивость к различным лучам, кислотостойкость и устойчивость к деформации. Сравнены образцы резины с применением органических добавок и полученные по стандартной формуле.

ABSTRACT

The article divides additives and fillers into active and inactive. Phthalocyanine blue was added to the standard formulation of the rubber composition to give it technological and specific properties. It has been proven that the addition of complex additives with organometallic compounds to rubber alloys improves their properties, such as strength, resistance to various rays, acid resistance and resistance to deformation. Compared rubber samples with the addition of organic additives and obtained by the standard formula.

Ключевые слова: каучук, резина, фталоцианин, добавка, прочность, органический комплекс металла, наполнитель. 

Keywords: rubber, phthalocyanine, additive, strength, organic metal complex, filler.

Введение

Миллионы автомобильных шин производятся во всем мире каждый год. Проектная мощность Первого резинотехнического завода в Узбекистане рассчитана на производство 100 000 метров конвейерных лент, 200 000 сельскохозяйственных и 3 млн автомобильных шин в год. Улучшая физико-механические свойства резины, можно обеспечить ее долговечность и устойчивость к различным агрессивным средам.

Интенсивное развитие резиновой промышленности, увеличение выпуска существующих и создание новых типов резиновых изделий требуют постоянного совершенствования сырьевой базы. В последнее время все больший интерес вызывает проблема применения в резинах наполнителей различного происхождения. Добавки и наполнители делятся на активные и неактивные. Активными наполнителями принято считать такие, которые позволяют получить композиционный материал с более высокими физикомеханическими свойствами, чем исходный полимер. Неактивные наполнители вводятся в композиции для придания им технологических и специфических свойств [1; 2].

Наполнители могут быть органического и минерального происхождения. Все минеральные наполнители представляют собой неорганические дисперсные вещества различного химического состава.

Различают природные (мел, каолин, диатомит, барит, гипс и др.) и синтетические (коллоидная кремнекислота, оксиды титана, цинка, магния, кальция, силикаты кальция и алюминия, фторид кальция и др.) минеральные наполнители [4]. Отдельную группу представляют наполнители, являющиеся отходами различных химических производств и горнодобывающей промышленности: фосфогипс, коалиновая пыль, отходы флотационного обогащения металлических руд, электрофильтровая зола и пыль, молотый сланец и др [3; 5].

На базе Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии разработан способ получения фталоцианинового пигмента синего на основе местного сырья. На основании приведенных выше данных в данной статье обсуждается влияние фталоцианиновых металлических комплексов на повышение прочности резиновых изделий.

Экспериментальная часть. В этом эксперименте фталоцианиновый пигмент и натуральные каучуки марки НK, полученные в TKTИTИ, были использованы для производства резиновых изделий с комплексом фталоцианинового металла. В качестве объединяющего агента использовался высококачественный мелкодисперсный порошок серы, полученный в процессе очистки газа. Чтобы убедиться, что процесс реакции тесно связан с производством, были проведены эксперименты на лабораторном оборудовании на заводе резинотехники. Процесс выполнялся на вальсовой машине в следующей последовательности.

1. Пластификация проводилась на 250 г натурального каучука.

2. 15 г оксида цинка (ZnO), 8,75 г серы (S), 0,75 г стеариновой кислоты, 2,5 г фталоцианина меди (SuPc), 0,9 г ингредиентов Captax добавляли к мягкому каучуку. Процесс проводили в течение 30 минут при 70 °С.

3. Резиновую смесь из вальса выпекали на вулканизированном плоском прессе при 150 °С в течение 15 минут при давлении 6,7 МПа. Результаты медной смеси, пропитанной фталоцианином, показали более высокий результат, чем стандартная формула, в отношении плотности, прочности на растяжение, удлинения при разрыве, модуля упругости. Робастность полученных образцов осуществлялась на вышеупомянутой машине АИ-3000.

Новая резиновая смесь была получена путем добавления фталоцианинового пигмента к стандартной формуле для получения содержания каучука. В таблице 1 приведены рецептуры резиновых образцов, полученных на основе стандартных формул, а также рецептуры смесей с добавлением фталоцианина.

Таблица 1.

Стандартная и экспериментальная резиновая композиция

В таблице 2 приведены физико-механические свойства образцов. Образец полученной резины с фталоцианином показывает заметные превосходства по прочностным свойствам по сравнению с образцом без фталоцианиновой добавки. При определении у образцов пределов при разрыве замечено, что резина с фталоцианиновой добавкой разрывается при усилии 19,58 Мпа, при этом разрыв у образца резины без фталоцианиновой добавки происходит при усилии 17,85 МПа. Также по сравнительным анализам выявлено увеличение значения модуля упругости у образца резины с фталоцианиновой добавкой.

Таблица 2.

Физико-механические свойства резиновых образцов

Вывод

Получены изделия из натурального каучука марки НK с фталоцианиновым пигментом и фталоцианиновым комплексом металлов.

Изучены физико-механические свойства образцов каучука с добавкой металлокомплексной добавки фталоцианина.

По сравнению с образцами каучука, полученными в соответствии со стандартным назначением, у резины с добавлением фталоцианинового металлического комплекса наблюдалось увеличение прочности при разрыве, удлинения, модуля упругости.

Список литературы:

1. Киёмов Ш.Н., Джалилов А.Т. Трибология эпоксиуретанового полимера // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. – 2019. – № 6 (63). – С. 87–90.
2. Пластмассы со специальными свойствами: сб. научных трудов / под общ. ред. Н.А. Лаврова. – СПб. : ЦОП «Профессия», 2011. – 344 с.
3. Ismail H., Hairunezam H.M. The effect of a compatibilizer on curing characteristics, mechanical properties and oil resistance of styrene butadiene rubber/epoxidized natural rubber blends // Eur Polym Journal. – 2001. – № 37. – P. 39–44.
4. Lavrov N.А., Kiyomov Sh.N., Krizhanovskii V.K. Tribotechnical properties of composite materials based on epoxy polimers // Polimer Science, Seried D. – 2019. – Vol. 12. – № 2. – Р. 182–185.
5. Rouilly A., Rigal L., Gilbert G. Synthesis and properties of composites of starch and chemically modified natural rubber // Polymer. – 2004. – № 45. – P. 7813–7820.