УДК 54

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ РЕЦЕПТУРЫ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С УЛУЧШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ И ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШУНГИТА

Петрова Екатерина Павловна1, Рахимова Надежда Александровна2
1Волгоградский государственный технический университет, магистрант
2Волгоградский государственный технический университет, профессор, доктор химических наук

Аннотация
В данной работе предлагается добавлять шунгит с целью улучшения ряда физико-механических и технологических параметров резин, необходимые для дальнейшей эксплуатации резинотехнических изделий.

Ключевые слова: мел, минеральные наполнители, относительное удлинение, пластификатор, прочность, резино-технические изделия, шунгит


DESIGN AND CREATION OF COMPOUNDING RUBBER PRODUCTS WITH IMPROVED PERFORMANCE AND ENVIRONMENTAL CHARACTERISTICS , USING SHUNGIT

Petrova Ekaterina Pavlovna1, Rakhimova Nadezhda Aleksandrovna2
1Volgograd State Technical University, undergraduate
2Volgograd State Technical University, Professor, Doctor of Chemistry

Abstract
In this paper, we propose to add shungit to improve a number of physical, mechanical and technological parameters of rubber required for further use of rubber products.

Рубрика: 02.00.00 ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Петрова Е.П., Рахимова Н.А. Разработка и создание рецептуры резинотехнических изделий с улучшенными эксплуатационными и экологическими характеристиками с использованием шунгита // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/02/62786 (дата обращения: 20.11.2016).

Минеральные наполнители находят широкое применение в рецептурах эластомерных композиций для производства резиновых изделий различного назначения. Их применение обусловлено необходимостью улучшения технологических свойств резиновых смесей и снижения их стоимости. Применение природных материалов не связано с расходом углеводородного сырья и не сопровождается выделением тепла или вредных веществ. Традиционными минеральными наполнителями резиновых смесей являются каолин, мел, оксид цинка, тальк и кремнекислотные наполнители [1, с. 12].

Большую актуальность приобретает рациональное и эффективное использование сырьевых ресурсов и отходов производства. К новым сырьевым ресурсам относится – шунгит – тонкодисперсный минерал природного происхождения, к отходам производства – обработанные золоотходы от сжигания твердого топлива на ТЭС. В составе шунгита преобладают оксид кремния – 57 %, углерод  – 30 %. Кроме того, в нем присутствуют в небольших количествах оксиды алюминия, железа и магния, кальция, а также сера [2, с.68].

В целом исследования и опытное опробование шунгитов в резиновых смесях выявило следующие эффекты:

  1. Возможность замены шунгитом белой сажи.
  2. Возможность замены шунгитом малоактивного и полуактивного техуглерода.
  3. Улучшение технологических свойств резиновых смесей РТИ (вязкость по Муни, стойкость к преждевременной поовулканизации.
  4. Улучшение способности резиновых смесей к переработке (снижение шубления на вальцах в сравнении с техуглеродом и белой сажей).
  5. Шунгит наполненные резины обладают улучшенными динамическими свойствами – сопротивлением росту трещин при изгибе с проколом, пониженным теплообразованием при знакопеременном изгибе, динамической выносливостью при угловом вращении.
  6. Наполнение резин шунгитом значительно увеличивает их термостойкость.
  7. Применение шунгита позволяет создать высоконаполненные (400масс.ч. шунгита на 100 масс.ч. каучука) РТИ с необычными свойствами-высокой твердостью и ударопрочностью, электропроводностью.[3, с. 17; 4, с.89] .

Существует вулканизуемая резиновая смесь на основе ПДИ-1к в которой в качестве наполнителя используют мел, однако при добавлении данного наполнителя не обеспечиваются высокие физико-механические показатели.

С целью улучшения физико-механических и технологических параметров резин на основе олигомера ПДИ-1к нами был рекомендован шунгит. Также был подобран пластификатор, который обеспечивает нормальные литьевые свойства композиции и увеличить содержание шунгита в смеси, что позволяет снизить содержание олигомера, при этом не ухудшая физико-механические показатели.

Таблица 1 – Рецептуры композиций

Ингредиенты

Номер образца

1

2

3

4

5

6

7

ПДИ-1к

100

100

100

100

100

100

100

Шунгит

-

-

-

40

60

80

100

Мел

-

100

60

-

-

-

-

Глицерин

3

3

3

3

3

3

3

ПИЦ

21,8

21,8

21,8

21,8

21,8

21,8

21,8

Таблица 2 – Свойства физико-механических показателей композиций

Свойства

1

2

3

4

5

6

7

Твердость

60

65

68

58

62

70

71

Относ. удлинение, %

130

60

86

135

140

103

107

Прочность, кгс/см2

1

0,8

1,3

2,2

2,4

2,3

2,33

Доказано экспериментально, что шунгит можно использовать для приготовления смесей на основе ПДИ-1к. Показано улучшение физико-механических свойств композитов при использовании шунгита: заметно существенное увеличение прочности практически в 2 раза, относительного удлинения, показатели твердости практически не изменились. Подобрано оптимальное количество шунгита, вводимое в состав композиции,  которая составила 60 мас. частей. Шунгитовый наполнитель мало пылит, что позволяет улучшить санитарно-гигиеническую обстановку на предприятии, соответственно в производственном процессе упрощается система вентиляции и улучшаются условия труда, также он позволяет сократить выбросы в атмосферу,  легко вводится в процессе смешения и требует меньших энергетических затрат для распределения в каучуке.

Таким образом, сравнение физико-механических свойств рекомендуемых резин с наполнителями мела и шунгита, показывает, что содержащие в качестве наполнителя шунгитовую породу, обладают рядом преимуществ, позволяющих расширить области их применения и создать высоконаполненные резины на основе ПДИ-1к.


Библиографический список
  1. Нурмухаметова, А. Н. Резины на основе этиленпропилендиенового каучука, наполненные минеральными наполнителями на основе шунгита : автореф. дис. … канд. тех. наук / А. Н. Нурмухаметова. – Казань, 2012. – 12 с.
  2. Шевердяев, О. Н. Инженерные проблемы получения высокодисперсных порошков шунгита и “термина” / О. Н. Шевердяев, А. Е. Корнев, А. П. Бобров // Известия Академии Промышленной Экологии. – 2006. – N 3. – С. 68-69
  3. Артамонова О.А. Изучение влияния шунгита на свойства резин на основе хлорбутилкаучука. / Тростин А.В., Сахарова Е.В., Потапов Е.Э., Бобров А.П., Трухляева И.В. // Каучук и резина. 2011. №4. С. 17
  4. Потапов Е.Э., Валиа А., Бобров А.П. и др.// Тф. докл. П Всеросс. научно-технич. конф. «Каучук и резина —2010». – Москва, 2010 – 289 с.


Все статьи автора «Петрова Екатерина Павловна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация