Влияние химически модифицированного сверхвысокомолекулярного полиэтилена на свойства бутадиен-нитрильного каучука

Автор: Шадринов Н. В., Гоголев В. Д., Исакова Т. А.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Статья в выпуске: 4 т.14, 2021 года.

Бесплатный доступ

Для изготовления морозостойких маслобензостойких резинотехнических изделий одним из наиболее широко применяемых каучуков является бутадиен-нитрильный каучук (БНК) с низким содержанием акрилонитрила 17-20 %. Однако технические свойства его вулканизатов не всегда удовлетворяют всем высоким эксплуатационным требованиям. Поэтому исследование возможности улучшения технических характеристик вулканизатов на основе морозостойкого БНК является актуальной задачей. В данной работе представлены результаты исследования бутадиен-нитрильной резины БНКС-18АМН, наполненной сверхвысокомолекулярным полиэтиленом (СВМПЭ). Особенностью работы является изучение возможности увеличения технических свойств получаемых эластомерных композитов за счет повышения взаимодействия между химически инертным СВМПЭ и БНКС-18АМН с помощью химической модификации СВМПЭ. Модификация СВМПЭ проведена путем химического травления в растворе хромовой кислоты в течение 3 и 20 ч. Проведен комплекс лабораторных исследований полученных образцов. На анализаторе перерабатываемости резин исследовано влияние продолжительности химического травления СВМПЭ на реологические и вулканизационные свойства. Показано, что введение СВМПЭ в БНКС-18АМН в целом приводит к увеличению вязкости резиновой смеси, а химическое травление СВМПЭ - к уменьшению скорости протекания вулканизации и плотности трехмерной пространственной структуры вулканизата. Исследование физико-механических свой- ств при растяжении, износостойкости, при абразивном истирании и набухании в стандартной углеводородной жидкости для испытания резин СЖР-3 показало, что химическое травление СВМПЭ вызывает уменьшение прочностных показателей, но в то же время повышает стойкость к абразивному истиранию и не имеет существенного влияния на набухание. Исследование изменения свойств образцов после теплового воздействия показало, что химическое травление СВМПЭ существенно снижает стойкость к термоокислительной деструкции в условиях доступа кислорода воздуха, но не влияет на стойкость к тепловому старению в углеводородной среде СЖР-3.

Еще

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен, химическое травление, хромовая кислота, бутадиен-нитрильный каучук, физико-механические свойства, износостойкость, тепловое старение

Короткий адрес: https://sciup.org/146282229

IDR: 146282229   |   DOI: 10.17516/1999-494X-0323

Список литературы Влияние химически модифицированного сверхвысокомолекулярного полиэтилена на свойства бутадиен-нитрильного каучука

  • Папков В.Н., Гусев Ю. К., Ривин Э. М., Блинов Е. В. Бутадиен-нитрильные каучу-ки. Синтез и свойства, Воронеж: ВГУИТ, 2014, 218 с. [Papkov V. N., Gusev Yu.K., Rivin E. M., Blinov E. V. Nitrile butadiene rubbers. Synthesis and properties, Voronezh, VGUIT, 2014, 218 p. (in Russian)].
  • Mammadov S.M., Rzayeva S. A., Garibov A. A., Akperov O. N., Gojayeva T. F., Mammadov J. S., Hajiyeva N. M. Study of Influence of Copolymer Vinyl Chloride and Vinyl Acetate on the Properties of Butadiene Nitrile Rubber, International Journal of Composite Materials, 2012, 2(6), p. 137-141. DOI: 10.5923/j.cmaterials.20120206.04.
  • Zhang J., Zhang H., Chen F., Liu M. Improving Stability of Mechanical Properties for Nitrile Butadiene Rubber Composite by Carbon Nanotube with Antioxidant Loading Distribution, Polymer Composites, 2018, 40(52), E1172-1180, DOI: 10.1002/pc.24929.
  • Вишневский К.В., Шашок Ж. С. Использование высокодисперсной углеродной добавки в эластомерных композициях на основе каучуков различного назначения, Труды БГТУ, 2012, 4, 56-60. [Vishnevsky K. V., Shashok Zh. S. Use of a highly dispersed carbon additive in elastomeric compositions based on rubbers for various purposes, Proceedings of BSTU, 2012, 4, 56-60 (in Russian)].
  • Шашок Ж.С., Усс Е. П., Кротова О. А., Круглик Н. В. Свойства эластомерных композиций с волокнистыми модифицирующими добавками, Труды БГТУ, 2018, серия 2, 1, 86-91. [Shashok Zh.S., Uss E. P., Krotova O. A., Kruglik N. V. Properties of elastomeric compositions with fibrous modifying additives, Proceedings of BSTU, 2018, Series 2, 1, 86-91 (in Russian)].
  • Юловская В.Д., Монахова Т. М., Петрова В. С., Карпова С. Г. Влияние состава резиновой смеси на стойкость к старению вулканизатов на основе бутадиен-нитрильных каучуков разной полярности, Каучук и резина, 2017, 76(1), 32-34. [Yulovskaya V. D., Monakhova T. M., Petrova V. S., Karpova S. G. The influence of the composition of the rubber mixture on the aging resistance of vulcanizates based on butadiene-nitrile rubbers of different polarity, Kauchuk i rezina, 2017, 76(1), 32-34 (in Russian)].
  • Шевченко Т.А., Шевченко Н. М. Повышение маслобензостойкости вулканиза-тов на основе нитрильного каучука, Каучук и резина, 2000, 5, 19-22. [Shevchenko T. A., Shevchenko N. M. Increasing the oil and petrol resistance of vulcanizates based on nitrile rubber, Kauchuk i rezina, 2000, 5, 19-22 (in Russian)].
  • Слободкина К.Н., Макаров Т. В., Сираева Р. Ф., Вольфсон С. И. Особенности вулканизации и упруго-прочностные свойства композиций на основе смеси бутадиен-нитрильного каучука и тиокола, Вестник Казанского технологического университета, 2011, 14, 114-118. [Slobodkina K. N., Makarov T. V., Siraeva R. F., Wolfson S. I. Features of vulcanization and elastic-strength properties of compositions based on a mixture of butadiene-nitrile rubber and Thiokol, Bulletin of the Kazan Technological University, 2011, 14, 114-118 (in Russian)].
  • Ливанова Н.М., Попов А. А. Внутри- и межфазное сшивание в композитах бутадиен-нитрильных каучуков с поливинилхлоридом и их озоностойкость, Химическая физика, 2019, 38(3), 64-69. [Livanova N. M., Popov A. A. Intra- and interfacial crosslinking in composites of butadiene-nitrile rubbers with polyvinyl chloride and their ozone resistance, Chemical Physics, 2019, 38(3), 64-69. DOI: 10.1134/S0207401X19020109 (in Russian)].
  • Вольфсон С.И., Охотина Н. А., Нигматуллина А. И., Сабиров Р. К. Исследование упруго-гистерезисных характеристик динамических термоэластопластов, Вестник Казанского технологического университета, 2012, 15(11), 100-101. [Wolfson C. I., Okhotina N. A., Nigmatullina A. I., Sabirov R. K. Investigation of elastic-hysteresis characteristics of dynamic thermoplastic elastomers, Bulletin of the Kazan Technological University, 2012, 15(11), 100-101 (in Russian)].
  • Заикин А.Е., Бобров Г. Б. Влияние содержания акрилонитрила в бутадиен-нитрильном каучуке на свойства динамических термоэластопластов на его основе, Вестник Казанского технологического университета, 2014, 17(16), 105-109. [Zaikin A. E., Bobrov G. B. The effect of acrylonitrile content in nitrile butadiene rubber on the properties of dynamic thermoplastic elastomers based on it, Bulletin of the Kazan Technological University, 2014, 17(16), 105-109 (in Russian)].
  • Shadrinov N.V., Sokolova M. D., Okhlopkova A. A., Lee Jungkeun, Jeong Dae-Yong, Shim Ee Le, Cho Jin-Ho. Enhancement of Compatibility Between Ultrahigh-Molecular-Weight Polyethylene Particles and Butadiene-Nitrile Rubber Matrix with Nanoscale Ceramic Particles and Characterization of Evolving Layer, Bulletin of the Korean Chemical Society, 2013, 34(12), 3762-3766. D0I:10.5012/ bkcs.2013.34.12.3762.
  • Шадринов Н.В., Соколова М. Д., Давыдова М. Л. Разработка морозостойких эластомер-ных композитов, опытно-промышленные испытания и внедрение в промышленность Республики Саха (Якутия), Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2017, S24, 319-328. [Shadrinov N. V., Sokolova M. D., Davydova M. L. Development of frost-resistant elastomeric composites, experimental-industrial tests and introduction into the industry of the Republic of Sakha (Yakutia), Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal), 2017, S24, 319-328. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-11-24-319-328 (in Russian)].
  • Соколова М.Д., Давыдова М. Л., Шадринов Н. В. Модифицирование поверхности дисперсных наполнителей для их использования в полимерэластомерных композитах, Физико-химия поверхности и защита материалов, 2018, 54(5), 1-9. [Sokolova M. D., Davydova M. L., Shadrinov N. V. Modification of the surface of dispersed fillers for their use in polymer-elastomeric composites, Physical chemistry of surfaces and protection of materials, 2018, 54(5), 1-9. DOI: 10.1134/ S0044185618050315 (in Russian)].
  • [15]Li W., Meng L., Wang L., Mu J., Pan Q. Surface modification of ultra-high molecular weight polyethylene fibers by chromic acid. Surf. Interface Anal, 2016, 48, 1316-1319. DOI: 10.1002/sia.6040.
  • Silverstein M.S., Breuer O. Relationship between surface properties and adhesion for etched ultra-high-molecular-weight polyethylene fibers, Composites Science and Technology, 1993, 48(1-4), 151-157. ISSN0266-3538, https://doi.org/10.1016/0266-3538(93)90131-Y.
  • [17]Yahaya L.E., Adebowale K. O., Olu-Owolabi B. I. Cure Characteristics and Rheological Properties of Modified Kaolin-natural Rubber Composites, American Chemical Science Journal, 2014, 4(4), 472-480. DOI:10.9734/ACSJ/2014/6575.
  • [18]Honorato L., Lopes Dias M., Azuma C., Reis Nunes R. C. Rheological properties and curing features of natural rubber compositions filled with fluoromica ME100, Polimeros, 2016, 26(3), 249253. DOI:10.1590/0104-1428.2352.
  • [19]Lopez-Manchado M.A., Arroyo M. A., Herrero M. B., Biagiotti J. Vulcanization kinetics of natural rubber-organoclay nanocomposites, Journal of Applied Polymer Science, 2003, 89(1), 1-15. DOI:10.1002/app.12082.
Еще
Статья научная