Эластомерлік композицияларда көміртекті тақтатас өндірудің жанама өнімдеріне негізделген көміртекті минералды толтырғышты қолдану
Қаралымдар: 23 / PDF жүктеулері: 15
DOI:
https://doi.org/10.32523/2616-6771-2025-152-3-58-75Кілт сөздер:
көміртек-минералды толтырғыш, өнеркәсіптік эластомерлік композициялар, Муни бойынша тұтқырлық, салыстырмалы қалдық қысу деформациясыАңдатпа
Биологиялық және жаңартылатын ресурстарды термопластар мен резеңкеде толтырғыш немесе жаңа компоненттер ретінде пайдалану олардың мұнай мен табиғи газдан алынған толтырғыштардың қоршаған ортаға әсерін азайту қабілетінің арқасында назар аудартады. Бұл зерттеу көміртекті тақтатастарды қайта өңдеудің жанама өнімдерінен алынған көміртекті минералды толтырғышты тығыздағыш материалдарға арналған резеңке композициялардағы стандартты өнеркәсіптік толтырғыштарды ішінара немесе толық ауыстыру ретінде пайдалануды қарастырады. N550 жартылай армирленген күйені алмастыратын көміртек-минералды толтырғыштың арақатынасымен ерекшеленетін және тұтқыр серпімді, кинетикалық, физикалық-механикалық, құрылымдық және пайдалану қасиеттеріне бағаланған алты резеңке композиция жасалды. Көміртекті көміртекті-минералды толтырғышпен толық ауыстыру технологиялық өнімділікті жақсартты, Муни тұтқырлығын 40,5%-ға төмендетті және мерзімінен бұрын вулканизацияға төзімділікті 53,6%-ға арттырды. 10 мас.% дейін ауыстырған кезде N550 материалдар қажетті беріктік пен қаттылықты сақтады. Сонымен қатар, каучуктердің иілгіштігі толтырғыштың мөлшері жоғары болған кезде шамамен 1,5 есе өсті. Толтырғыштың мөлшері артқан кезде де тығыздау тұрақты болып қалды, ал қатты сұйық ортаға төзімділік екі есеге жуық өсті (1,9 есеге дейін). Бұл нәтижелер көміртекті-минералды толтырғыш кәдімгі толтырғыштарға тәуелділікті азайта отырып, резеңке тығыздағыштардың қызмет ету мерзімін ұзарта алатынын көрсетеді.
Downloads
Әдебиеттер тізімі
Arayapranee, W., Na-Ranong, N., Rempel, G.L. (2005). Application of rice husk ash as fillers in the natural rubber industry. J Appl Polym Sci 98(1), 34-41. https://doi.org/10.1002/app.21004
Averko-Antonovich, I.Yu., Bikmullin, R.T. (2002). Methods for studying the structure and properties of polymers (Metody issledovaniya struktury i svojstv polimerov in Russian), KSTU, Kazan.
Balasooriya, W., Schrittesser, B., Pinter, G., Schwarz, T., Conzatti, L. (2019). The Effect of the Surface Area of Carbon Black Grades on HNBR in Harsh Environments. Polymers 11(1), 61. https://doi.org/10.3390/polym11010061
Basak, G.K., Goswami, L., Chattopadhyay, B., Bandyopadhyay, A. (2012). Plasticizing Polystyrene with Waste Leather Bufing Dust: a Drive Towards Waste-Polymer Composite Synthesis. Polym Polym Compos 20(3), 279-288. https://doi.org/10.1177/096739111202000306
Beknazarov, K., Tokpayev, R., Nakyp, A., Karaseva, Y., Cherezova. E., El Fray, M., Volfson, S., Nauryzbayev, M. (2024). Influence of Kazakhstan's Shungites on the Physical-Mechanical Properties of Nitrile Butadiene Rubber Composites. Polymers 16(23), 3370. https://doi.org/10.3390/polym16233370
Da Rocha, E.B.D., Batista, M.R., Linhares, F.N., Da Silva, A.L.N., Delpech, M.C., De Sousa, A.M.F., Furtado, C.R.G. (2019). Cyclic uniaxial stress-strain testand rheological behavior of carbon black/metakaolin dual-fillersystem used in nitrile rubber compounds. Polym Test 77, 105906. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.105906
Dominic, M., Joseph, R., Sabura Begum, P., Kanoth, B. P., Chandra, J., Thomas, S. (2019). Green Tire Technology: Effect of Rice Husk Derived Nanocellulose (RHNC) in Replacing Carbon Black (CB) in Natural Rubber (NR) Compounding. Carbohydr Polym 230(41), 115620. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115620
Fedorova, A.F., Davydova, M.L., Shadrinov, N.V., Borisova, A.A., Fedorov, A.L., Antoev, K.P., Khaldeeva, A.R., Pavlova, V.V. (2022). Issledovanie izmeneniya svojstv uplotnitel'nyh rezin v usloviyah vozdejstviya uglevodorodnoj sredy i temperaturnogo rezhima. [Study of changes in the properties of sealing rubbers under the influence of a hydrocarbon environment and temperature conditions]. Prirodnye resursy Arktiki i Subarktiki [Natural Resources of the Arctic and Subarctic] 27(2), 316-326. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2022-27-2-316-326
Fengge, G. (2004). Clay/polymer composites: the story. Mater Today 11, 50-55. https://doi.org/10.1016/S1369-7021(04)00509-7
Fernandes, M.R.S., Sousa, A.M.F. de, Furtado, C.R.G. (2017). Rice husk ash as filler in tread compounds to improve rolling resistance. Polímeros 27(1), 55-61. https://doi.org/10.1590/0104-1428.2385
Garishin, O.K., Shadrin, V., Beliaev, A., Kornev, Yu.V. (2018). Micro and nanoshungites – Perspective mineral fillers for rubber composites used in the tires. Mater Phys Mech 40(1), 56-62. https://doi.org/10.18720/MPM.4012018_7
Garishin, O.K., Svistkov, A.L., Gerasin, V.A. (2018). Simulation of the elastic-plastic behavior of polyolefin-based nanocomposites with a different structure of layered filler. Polym Sci Ser A 51, 407-415. https://doi.org/10.1134/S0965545X09040063
GOST 12535-84. (1985). Rubber compounds. Method for determining vulcanization characteristics on a vulcanometer (Smesi rezinovye. Metod opredeleniya vulkanizacionnyh harakteristik na vulkametre in Russian), Standards Publishing House, Moscow.
GOST 263-75. (1989). Method for determining Shore A hardness (Metod opredeleniya tverdosti po Shoru A in Russian), Standards Publishing House, Moscow.
GOST 269-66. (1993). Rubbers. Methods for testing resistance to liquid aggressive media in an unstressed state (Rezina. Obshchie trebovaniya k provedeniyu fiziko-mekhanicheskih ispytanij in Russian), Standards Publishing House, Moscow.
GOST 270-75. (1975). Rubber. Method for determining elasticity and strength properties under tension (Rezina. Metod opredeleniya uprugo-prochnostnyh svojstv pri rastyazhenii in Russian), Standards Publishing House, Moscow.
GOST 9.029-74. (1982). Methods for testing resistance to aging under static compression deformation (Metody ispytanij na stojkost' k stareniyu pri staticheskoj deformacii szhatiya in Russian), Standards Publishing House, Moscow.
GOST 9.030-74. (2006). Rubbers. Methods for testing resistance to liquid aggressive media in an unstressed state (Reziny. Metody ispytanij na stojkost' v nenapryazhennom sostoyanii k vozdejstviyu zhidkih agressivnyh sred in Russian), Standardinform, Moscow.
GOST R 54556-2011. (2013). Butadiene-nitrile rubbers (Kauchuki butadien-nitril'nye in Russian), Standardinform, Moscow.
GOST Р 54552-2011. (2013). Rubbers and rubber compounds. Determination of viscosity, stress relaxation, and subvulcanization characteristics using a Mooney viscometer (Kauchuki i rezinovye smesi. Opredelenie vyazkosti, relaksacii napryazheniya i harakteristik podvulkanizacii s ispol'zovaniem viskozimetra Muni in Russian), Standardinform, Moscow.
Ignatov, I., Mosin, O. (2014). Explanation for the Mpemba Effect. Nanotechnol Res Pract 3, 141-158.
Ilyicheva, T.M., Eremin, E.N. (2021). Effect of the acrylonitrile content in nitrile-butadiene rubber on the relative residual deformation of vulcanizate. J Phys Conf Ser 1901(1), 012088. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1901/1/012088
Jurkiewicz, K., Pawlyta, M., Burian, A. (2018). Structure of Carbon Materials Explored by Local Transmission Electron Microscopy and Global Powder Diffraction Probes. C 4(4), 68. https://doi.org/10.3390/c4040068
Kabulov, A.T., Beknazarov, K.I., Tokpayev, R.R., Atchabarova, A.A., Bulybaev, M.E., Khassanov, D.A., Kubasheva, D.B., Slyambayeva, A.K., Kishibayev, K.K., Nauryzbayev, M.K. (2022). Production of Dry Building Mixes Using Waste of the Mining and Metallurgical Complex of Kazakhstan. Int J Biol Chem 15, 83-90. https://doi.org/10.26577/ijbch.2022.v15.i2.011
Karaagaç B. (2014). Use of ground pistachio shell as alternative fillerin natural rubber/styrene-butadiene rubber-based rubber compound. Polym Compos 35(2), 245-252. https://doi.org/10.1002/pc.22656
Kim, D.Y., Park, J.W., Lee, D.Y., Seo, K.H. (2020). Correlation between the Crosslink Characteristics and Mechanical Properties of NaturalRubber Compound via Accelerators and Reinforcement. Polymers 12(9), 2020. https://doi.org/10.3390/polym12092020
Lua, Y., Liua, J., Houa, G., Mac, J., Wang, W., Weid, F., Zhang, L. (2016). Thermal degradation and flame retarding characteristics of polypropylene composites incorporated with boron mud. Compos Sci Technol 137, 94-102. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2013.06.002
Ovcharov, V.V. (2001). Properties of rubber compounds and rubbers: evaluation, regulation, stabilization (Svojstva rezinovyh smesej i rezin: ocenka, regulirovanie, stabilizaciya in Russian). Published by SANT-TM, Moscow.
Rooj, S., Das, A., Morozov, I.A., Stöckelhuber, K.W., Stocek, R., Heinrich, G. (2013). Reinforcement of Solution Styrene Butadiene Rubber by Silane Functionalized Halloysite Nanotubes. J Macromol Sci A Pure Appl Chem 50, 1091-1106. https://doi.org/10.1080/10601325.2013.829349
Rooj, S., Das, A., Stöckelhuber, K.W., Mukhopadhyay, N., Bhattacharyya, A.R, Jehnichen, D. (2012). Pre-intercalation of long chain fatty acid in the interlayer space of layered silicates and preparation of montmorillonite/natural rubber nanocomposites. Appl Clay Sci 68, 50-56. https://doi.org/10.1016/j.clay.2012.03.005
Rooj, S., Das, A., Stöckelhuber, K.W., Reuter, U., Heinrich, G. (2012). Highly Exfoliated Natural Rubber/Clay Composites by “Propping‐Open Procedure”: The Influence of Fatty‐Acid Chain Length on Exfoliation. Macromol Mater Eng 297(4), 369-383. https://doi.org/10.1002/mame.201100185
Savetlana, S.; Zulhendri; Sukmana, I.; Saputra, F.A. (2017). The effect of carbon black loading and structure on tensile property of natural rubber composite. IOP Conf Ser Mater Sci. Eng 223, 12009. https://doi.org/10.1088/1757-899X/223/1/012009
Şehriban, Ö., Ünügü, T., Abacı, U., Karaagac, B. (2024). Coffee grounds as sustainable filler for bio‐based rubber composites. Polym Compos 45(14), 12611-12623. https://doi.org/10.1002/pc.28654
Shakun, A., Vuorinen, J., Hoikanen, N.M., Poikelispaa, M., Das, A. (2014). Hard nanodiamonds in soft rubbers: Past, present and future. Compos A Appl Sci Manuf 64, 49-69. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2014.04.014
Shutilin, Yu.F. (2003). Reference guide on the properties and application of elastomers: monograph (Spravochnoe posobie po svojstvam i primeneniyu elastomerov: monografiya in Russian), Voronezh State Technological Academy, Voronezh.
Tang, Q., Wang, F., Liu, X., Tang, M., Zeng, Z., Liang, Z., Guan, X., Wang, J., Mu X. (2016). Surface modified palygorskite nanofibers and their applications as reinforcement phase in cis-polybutadiene rubber nanocomposites. Appl Clay Sci 133, 175-181. https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.06.003
Theng, B.K.G. (2012). Formation and Properties of Clay-Polymer Complexes. Dev Clay Sci 4, 153-162.
TU 2512-046-00152081-2003. (2003). Unvulcanized commercial rubber compounds. Technical conditions (Smesi rezinovye nevulkanizovannye tovarnye. Tekhnicheskie usloviya in Russian), Standards Publishing House, Moscow.
Valera-Zaragoza, M., Yescas-Yescas, A., Jurez-Arrelano, E.A., Aguirre-Cruz, A., Aparicio-Saguilan, A., Ramirez-Vargas, E., Sanchez-Valdes, S, Sepulveda-Guzman, S. (2014). Immobilization of TiO2 nanoparticles on montmorillonite clay and its effect on the morphology of natural rubber nanocomposites. Polym Bull 71(6), 1295-1313. https://doi.org/10.1007/s00289-014-1123-4
Vorobyova, G.Ya. (1981). Chemical resistance of polymer materials (Himicheskaya stojkost' polimernyh materialov in Russian), Chemistry, Moscow.
Xie, W., Gao, Z., Liu, K., Pan, W.-P., Vaia, R., Hunter, D., Singh, A. (2001). Thermal characterization of organically modified montmorillonite. Thermochim Acta 367, 339-350. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(00)00690-0
Zhang, Q., Liu, Q., Zhang, Y., Cheng, H., Lu, Y. (2012). Formation and properties of clay-polymer complexes. Appl Clay Sci 65, 134-142.
Zhang, S.W., Liu H., He, R. (2004). Mechanisms of wear of steel bynatural rubber in water medium. Wear 256(3-4), 226-232. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(03)00416-2
Zhovner, N.A., Chirkova, N.V., Khlebov, G.A. (2003). Structure and Properties of Elastomer- Based Materials: Textbook (Struktura i svojstva materialov na osnove elastomerov: uchebnoe posobie in Russian), VyatSU, Kirov.
Zoromba, M.S., Bassyouni, M., Abdel-Hamid, S.M.-S. (2015). Effect of modified kaolinite by using fatty acids on nr- and sbr-reinforced composites. Rubber Chem Technol 88(3), 449-462. https://doi.org/10.5254/rct.15.84910
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2025 V. Bobrova, S. Nechipurenko, A. Kasperovich, A. Kaiaidarova (Author)
Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-Коммерциялық емес 4.0 халықаралық лицензиясы.
