Композиционные эластомерные материалы с улучшенными эксплуатационными свойствами

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность проблемы. Известно, что эффективным способом формирования необходимого комплекса технологических и физико-механических свойств полимерных материалов является их наполнение нано- и высокодисперсными наполнителями. Поэтому получение новых наноразмерных и высокодисперсных наполнителей для создания эластомерных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами является важной экономической, технологической и экологической проблемой для промышленности эластомерных материалов.

К новым наноразмерным веществам относятся алмазосодержащие порошки, основой получения которых являются необратимые фазовые превращения в углероде, происходящие при высоких давлениях и температурах. Высокодисперсные порошки минеральных наполнителей образуются при их диспергировании в планетарных мельницах - измельчительном оборудовании нового поколения. При этом происходит их активация (механоактивация) и метод уменьшения размера частиц рассматривается как эффективный метод влияния на изменение свойств материала.

Поэтому изучение влияния наноразмерных алмазосодержащих порошков и высокодисперсных минеральных наполнителей - шунгита (месторождение Карелия) и золоотходов от сжигания твердого топлива на ТЭС на свойства эластомерных материалов с целью получения композиционных эластомерных материалов с улучшенными свойствами является актуальной проблемой.

Цель работы. Разработка композиционных эластомерных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами с наноразмерными алмазосодержащими порошками и высокодисперсными минеральными наполнителями.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

- изучение влияния наноразмерного алмазосодержащего порошка на свойства модельных и шинных резин и резин для РТИ;

- получение высокодисперсных порошков шунгита и золоотходов, изучение их химического состава и физико-химических свойств, формы и размера частиц; изучение их влияния на эксплуатационные свойства модельных и шинных резин и резин для РТИ;

- изучение модификации поверхности частиц высокодисперсных шунгита и золоотходов и ее влияния на свойства резин;

- проведение испытаний разработанных резиновых смесей и резин, содержащих в рецептуре наноразмерный алмазосодержащий порошок и высокодисперсные шунгит и золоотходы, в производственных условиях и изготовление опытных партий;

- научно-практические рекомендации по применению наноразмерного алмазосодержащего порошка и высокодисперсных шунгита и золоотходов для производства композиционных эластомерных материалов.

Научная новизна. Впервые установлена связь между содержанием алмаза в алмазосодержащем порошке и свойствами резиновых смесей и резин на основе широко применяемых в шинной и резино-технической промышленности каучуков. Впервые получены высокодисперсные шунгит и золоотходы, изучен их химический состав и физико-химические свойства и показано, что они соответствуют требованиям, предъявляемым к минеральным наполнителям для композиционных эластомерных материалов. Разработаны новые рецептуры для резин, содержащие высокодисперсные шунгит и золоотходы определенного химического состава и установлено, что их введение позволяет получать композиционные эластомерные материалы с необходимыми пластоэластическими и вулканизационными свойствами и значительно улучшенными физико-механическими показателями, по сравнению с эластомерными материалами, содержащими серийные минеральные наполнители (мел, каолин), или шунгит и золоотходы с размерами частиц 500 нм; их применение не вызывает технологических трудностей. Изучено влияние поверхностно-активных веществ на свойства резиновых смесей на основе каучуков СКМС-30 АРКМ-15 и СКН-26 с высокодисперсными шунгитом и золоотходами и установлено, что введение ионогенных ПАВ приводит к значительному повышению модуля и прочности резин, по сравнению с эластомерными материалами, содержащими шунгит и золоотходы с размерами частиц 500 нм, что обусловлено увеличением взаимодействия на границе раздела полимер - высокодисперсный наполнитель. Впервые изучена возможность замены белой сажи БС - 120 на высокодисперсные шунгит и золоотходы в рецептуре протекторных резин и установлено, что они обеспечивают необходимый уровень пластоэластических свойств резиновых смесей, физико-механических и эксплуатационных свойств резин.

Практическая ценность. Предложены наноразмерный алмазосодержащий порошок и новые высокодисперсные минеральные наполнители шунгит (месторождение Карелия) и золоотходы ТЭС для композиционных эластомерных материалов. На ЗАО «Московский шинный завод - М» проведены опытные испытания резин с алмазосодержащим порошком, шунгитом и золоотходами при их дополнительном введении в шинные резины разного назначения (протектор, брекер) и установлено значительное улучшение важных эксплуатационных свойств. Подтвержденный годовой экономический эффект ЗАО «Московский шинный завод - М» от применения высокодисперсных золоотходов в промышленной рецептуре изделий составляет 2,5 млн. руб. Проведены испытания резин с высокодисперсными наполнителями шунгитом, золоотходами вместо серийного минерального наполнителя каолин для изготовления формовых и неформовых изделий и установлено улучшение основных физико-механических свойств.

Апробация работы. Материалы, представленные в диссертации, докладывались на XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (г. Москва, 2007), III Международной научно-технической конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия» (г. Ярославль, 2008), Международной научной конференции «Нестационарные, энерго- и ресурсосберегающие процессы и оборудование в химической, нано- и биотехнологии (НЭРПО-2008)» (г. Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 6 статей и 4 тезисов докладов на Менделеевском съезде и Международных научно-технической и научной конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на стр. машинописного текста, содержит 15 рисунков, 33 таблицы, 3 приложения, состоит из введения, литературного обзора, объектов и методов исследования, экспериментальных исследований и их обсуждения, выводов, списка литературы (221 наименование).

Объекты и методы исследования. Объектами исследования являлись: композиционные эластомерные материалы; наноразмерные алмазосодержащие порошки с содержанием алмаза 45 и 87%, полученные детонационным синтезом; высокодисперсные шунгит (природный минерал, месторождение Карелия) и золоотходы ТЭС. Для изучения формы и размера частиц исследуемых синтетических алмазов, высокодисперсных наполнителей использовали метод электронной микроскопии. Для изучения химического состава высокодисперсных шунгита и золоотходов применяли атомно-абсорбционный метод; физико-химические свойства высокодисперсных шунгита, золоотходов оценивались методами дифференциально-сканирующей калориметрии, ИК-спектроскопии, ТГА. Технологические и физико-механические показатели резиновых смесей и резин оценивали по стандартным методикам.

1. Исследование алмазосодержащего порошка и его влияния на свойства резиновых смесей и резин.

Проведено изучение структуры алмазосодержащего порошка с помощью просвечивающего электронного микроскопа JEM - 1011 фирмы JEOL (Япония). На поверхности порошка видны частицы синтетического алмаза в виде шестигранников размером 4 - 5 нм; непрерывной структуры из частиц алмаза не обнаружено (рис. 1).

а) б)

Рис. 1. Микрофотография частиц синтетического алмаза в алмазосодержащем порошке (х 600 тысяч) с содержанием алмаза: а) 45%; б) 87%

полимерный высокодисперсный алмазосодержащий

Было изучено влияние наноразмерного алмазосодержащего порошка с содержанием алмаза 45 и 87% в качестве наполнителя в резинах на основе бутадиен-стирольного каучука СКМС-30 АРКМ-15 и бутадиен-нитрильного каучука СКН-26, содержащих только традиционные минеральные наполнители мел, каолин и не содержащих технический углерод. Установлено, что введение исследуемого порошка в резиновые смеси в количестве 0,5 - 1,0 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука приводит к незначительному повышению вязкости по Муни резиновых смесей и к значительному увеличению физико-механических свойств резин - сопротивления раздиру на 15-28% и 25-33%, относительного удлинения на 19-21% и 28-31%, соответственно при содержании алмаза 45 и 87% (рис.2).

Было изучено влияние алмазосодержащего порошка с содержанием алмаза 45 и 87% в резиновых смесях для производства шинных резин и резино-технических изделий, содержащих технический углерод. Было установлено, что дополнительное введение алмазосодержащего порошка в резиновые смеси в количестве 0,5-1,0 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука приводит к незначительному повышению вязкости по Муни и к увеличению сопротивления раздиру на 15-19%, износостойкости на 23-27%, сопротивления разрастанию трещин на 18-22%, соответственно при содержании алмаза 45 и 87%, для шинных резин (рис.3); к увеличению сопротивления раздиру на 20-25%, относительного удлинения на 16-21%, соответственно при содержании алмаза 45 и 87% для резин для резино-технических изделий.

Рис. 2. Влияние содержания наноразмерного алмазосодержащего порошка на физико-механические свойства модельных резин на основе каучуков СКМС-30 АРКМ-15 и СКН-26 (? - 45 % алмаза; _ - 87 % алмаза) 1 - Условная прочность при растяжении, МПа; 2 - Эластичность по отскоку при 20єС, %; 3 - Относительное удлинение при разрыве, %; 4 - Сопротивление раздиру, кН/м

Рис. 3. Влияние содержания наноразмерного алмазосодержащего порошка на физико-механические свойства резин для протекторов легковых (а) и грузовых (б) радиальных автопокрышек (? - 45 % алмаза; _ - 87 % алмаза) 1 - Истираемость, м3/ТДж; 2 - Сопротивление раздиру, кН/м; 3 - Сопротивление разрастанию трещин, тыс. циклов

На основании экспериментальных данных, полученных в диссертации по изучению влияния алмазосодержащего порошка на свойства резин разного назначения установлено, что его введение в количестве 0,5 - 1,0 масс.ч. приводит к улучшению важных эксплуатационных показателей. Это, возможно, обусловлено особыми свойствами алмазосодержащего порошка, его повышенной активностью, которая реализуется при небольших степенях наполнения; большой поверхностью контакта порошка с полимером.

2. Получение высокодисперсных шунгита и золоотходов. Химический состав, физико-химические свойства высокодисперсных шунгита, золоотходов

Установление связи между размером частицы наполнителя и ее активностью является важной проблемой полимерного материаловедения. Известно улучшение свойств битумно-полимерных материалов при введении высокодисперсных шунгита и золоотходов. В диссертационной работе исследовано влияние высокодисперсных шунгита и золоотходов в качестве минеральных наполнителей на физико-механические свойства разрабатываемых композиционных материалов. Высокодисперсные шунгит и золоотходы получены в измельчительном оборудовании нового поколения - высокоэнергетической планетарной мельнице, преимуществом которой является высокая интенсивность процесса измельчения практически любых по твердости материалов и химическая чистота получаемых порошков благодаря применения для измельчения шаров из яшмы и др.

Известно, что на технологические и физико-механические свойства эластомерных материалов оказывают влияние химический состав, физико-химические свойства, форма и размер частиц, распределение частиц по размерам, удельная поверхность наполнителей. Поэтому в диссертации определены химический состав и физико-химические свойства высокодисперсных шунгита и золоотходов (таблица 1, 2).

Таблица 1. Химический состав высокодисперсных шунгита и золоотходов

Из табл. 1 видно, что содержание оксидов Si, Al, Fe составляет в высокодисперсных шунгите и золоотходах 70,3 и 93,2 масс % соответственно.

Таблица 2. Физико-химические свойства высокодисперсных шунгита и золоотходов

Из табл. 2 видно, что величина удельной поверхности высокодисперсных шунгита и золоотходов увеличилась на 57 - 65% по сравнению с исходными веществами.

Инфракрасный спектр высокодисперсных шунгита и золоотходов содержит характеристические полосы поглощения основного компонента SiO2 - 465, 690, 775, 1075-1090, 1160 см-1. Спектры оксидов металлов перекрываются спектром SiO2.

С помощью метода дифференциально-сканирующей калориметрии на приборе «Термический анализатор» фирмы Du Pont определена термостабильность исследуемых высокодисперсных продуктов - температура

начала превращения - 940, 948 и максимального пика превращения - 995, 1005 высокодисперсных шунгита и золоотходов, соответственно. Экзотермический эффект на кривой ДСК в области температур 995-1005єС связан, вероятно, с различными превращениями (дегидратация, окисление, полиморфные изменения) в образующихся твердых растворах.

Оценка изменения массы высокодисперсных шунгита и золоотходов проведена в интервале температур 100-1000 єС при скорости нагревания 10єС/мин на приборе «Термогравиметрический анализатор» фирмы Du Pont: при 1000 єС уменьшение массы высокодисперсных продуктов составляет 8,5ч9 масс. %.

В диссертации на основании проведенных электронно-микроскопических исследований (JEM-1011 фирмы JEOL, Япония) установлено, что исходные частицы шунгита и золоотходов как до, так и после измельчения в планетарной мельнице достаточно однородны и имеют чешуйчатую и сферическую форму, соответственно. При этом размер частиц шунгита и золоотходов после измельчения составил 0,32 - 0,34 мкм, до измельчения размер составлял 0,5 мкм (рис. 4).

Рис. 4. Микрофотографии исходных золоотходов (а), шунгита (б) и высокодисперсных золоотходов (в), шунгита (г) (х 20 тысяч)

Таким образом, в диссертации определены химический состав, физико-химические свойства, установлены форма и размер частиц, распределение частиц по размерам, термостабильность высокодисперсных шунгита и золоотходов, что позволяет сделать вывод о соответствии исследуемых высокодисперсных продуктов требованиям, предъявляемым полимерной промышленностью к минеральным наполнителям. Поэтому высокодисперсные шунгит и золоотходы можно отнести к новым минеральным наполнителям для полимерных материалов.

3. Изучение влияния высокодисперсных шунгита и золоотходов на свойства резиновых смесей и резин

Ранее было установлено, что шунгит и золоотходы с размерами частиц 0,5 мкм являются малоактивными минеральными наполнителями. В диссертации проведено изучение высокодисперсных шунгита и золоотходов с размерами частиц 0,32-0,34мкм в качестве наполнителей в резинах на основе бутадиен-стирольного каучука СКМС-30 АРКМ-15 и бутадиен-нитрильного каучука СКН-26, не содержащих технический углерод или традиционный минеральный наполнитель, в сравнении с резинами на основе исследуемых каучуков, содержащих шунгит и золоотходы с размерами частиц 0,5 мкм. Было установлено, что при увеличении содержания исследуемых высокодисперсных наполнителей в резиновых смесях на основе каучуков СКМС-30 АРКМ-15 и СКН-26 с 20 до 60 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука происходит незначительное увеличение вязкости по Муни резиновых смесей и значительное увеличение физико-механических показателей - модуля при 300% удлинения на 20%, прочности при растяжении на 40-43%, сопротивления раздиру на 15%, по срав-нению с резинами, содержащими шунгит или золоотходы с размерами частиц 0,5 мкм. Показано, что совместное введение высокодисперсных шунгита и золоотходов в соотношении 25:25 масс.ч. на 100 масс.ч. СКМС-30 АРКМ-15 или СКН-26 приводит к незначительному увеличению вязкости по Муни резиновых смесей и к еще большему увеличению физико-механических

свойств - модуля при 300% удлинения на 70-80%, прочности при растяжении на 70-90%, сопротивления раздиру на 25-30%. Улучшение свойств резин с исследуемыми высокодисперсными наполнителями происходит, вероятно, благодаря лучшему распределению высокодисперсных наполнителей в композиционном материале, а также за счет образования водородных связей. Улучшение свойств резин при совместном введении высокодисперсных шунгита и золоотходов происходит, возможно, за счет аддитивности их действия. Проведенные исследования показали, что высокодисперсные шунгит и золоотходы являются наполнителями средней активности.

Для повышения активности высокодисперсных шунгита и золоотходов проведена обработка их поверхности неионогенными и ионогенными поверхностно-активными веществами. При выборе ПАВ учитывалось возможное взаимодействие: 1) неионогенных ПАВ с силикатными наполнителями, содержащими на поверхности силанольные группы; 2) гидроксильной группы оксиэтилированного продукта с гидроксилом силанольной группы наполнителя, вследствие чего происходит хемосорбция. Выбор ионогенных ПАВ основан на их применении для улучшения свойств наполненных полимеров.

Были исследованы ПАВ - алкилсульфонат натрия, алкилбензолсульфонат натрия, цетилтриметиламмоний бромид (ионогенные ПАВ), оксиэтилированные моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С10 - С16 с 10-ю оксиэтильными группами, оксиэтилированная стеариновая кислота с 6-ю оксиэтильными группами.

ПАВ вводили при изготовлении резиновых смесей на вальцах, а также путем предварительной обработки наполнителя в шаровой мельнице и последующим введением в резиновые смеси на вальцах.

Содержание ПАВ составляло 0,5-2,0 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука; содержание исследуемых наполнителей - 50 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука.

Установлено, что только ионогенные ПАВ при содержании 0,5 масс. ч. на 100 масс. ч. каучуков СКМС-30 АРКМ-15 и СКН-26 повышают модуль резин с высокодисперсными наполнителями на 55-65% и прочность на 40-47% (табл. 2).

Улучшение свойств резин с исследуемыми высокодисперсными наполнителями и поверхностно-активными веществами, вероятно, объясняется образованием на поверхности частиц наполнителя прочно закрепленных слоев ориентированных молекул ПАВ, что позволяет улучшить смачивание частиц наполнителя и распределение их в полимере и тем самым увеличить взаимодействие на границе раздела полимер - высокодисперсный наполнитель при оптимальном содержании ПАВ.

Таблица 2. Влияние типа и содержания поверхностно-активных веществ на условное напряжение при 300%удлинения (М) и условную прочность при растяжении резин (Р) модельных резин с высокодисперсным минеральным наполнителем шунгит

4. Пластоэластические свойства резиновых смесей и физико-механические свойства производственных шинных резин и резин для РТИ, содержащих высокодисперсные шунгит и золоотходы

Важной проблемой при изготовлении шин и резино-технических изделий является обеспечение высоких эксплуатационных свойств и снижение себестоимости резин. Поэтому в диссертации была изучена возможность замены белой сажи на высокодисперсные шунгит и золоотходы в протекторных шинных резинах; изучены свойства резин при дополнительном введении исследуемых наполнителей в производственные шинные резиновые смеси разного назначения; изучено применение исследуемых наполнителей вместо минерального наполнителя каолин при производстве резино-технических изделий (РТИ).

В рецептуре шинных эластомерных материалов для создания резин с высокими эксплуатационными свойствами применяется дорогостоящая белая сажа. Установлено, что замена белой сажи на высокодисперсные шунгит или золоотходы в равномассовом (5 масс.ч. на 100 масс. ч. каучука) и повышенном (15 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука) количестве практически сохраняет все основные свойства протекторных резин - сопротивление раздиру, истираемость, сопротивление разрастанию трещин, что позволяет снизить себестоимость протекторных резин при сохранении основных физико-механических свойств (табл. 3).

Были изучены свойства шинных резин разного назначения - протекторных резин для грузовых радиальных шин, резин для обкладки металлокордного брекера и текстильного корда легковых радиальных шин, содержащих технический углерод П-234, N-339, при дополнительном введении в рецептуры высокодисперсных шунгита или золоотходов. Высокодисперсные продукты вводили в количестве 5-30 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука.

Проведенными исследованиями установлена возможность дополнительного введения высокодисперсных шунгита или золоотходов до ?20 масс.ч. практически без изменения вязкости и основных физико-механических свойств резин, что позволит снизить себестоимость резин.

Таблица 3. Пластоэластические свойства резиновых смесей и физико-механические свойства резин с высокодисперсным минеральным наполнителем шунгит для протекторов легковых радиальных автопокрышек

Было изучено влияние высокодисперсных минеральных наполнителей, вводимых вместо серийного минерального наполнителя каолин, на свойства резиновых смесей и резин на основе каучуков СКМС-30 АРКМ-15, СКЭПТ-50, СКН-26 для производства резино-технических изделий - велосипедных шин, черепицы, обкладки валов, соответственно. Установлено, что замена каолина в производственных рецептурах на высокодисперсные шунгит или золоотходы практически не изменяет вязкость по Муни резиновых смесей и улучшает физико-механические свойства резин. Проведенные исследования показали возможность применения высокодисперсных минеральных наполнителей вместо каолина в резиновых смесях для производства РТИ разного назначения.

5. Испытания производственных резиновых смесей для протекторов легковых и грузовых радиальных автопокрышек с алмазосодержащим порошком, высокодисперсными шунгитом, золоотходами на ЗАО «МШЗ - М»

На основании проведенных исследований в подготовительном цехе ЗАО «МШЗ - М» были изготовлены опытные партии резиновых смесей для протекторных резин, которые содержали алмазосодержащий порошок или высокодисперсные шунгит, золоотходы. В процессе изготовления и переработки резиновых смесей технологических затруднений не было. Установлено, что введение алмазосодержащего порошка в количестве 0,5-1,0 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука приводило к увеличению сопротивления раздиру, износостойкости, сопротивления разрастанию трещин резин. Установлено, что: 1) введение высокодисперсных шунгита или золоотходов вместо белой сажи БС-120 в равномассовом количестве 5 масс.ч. и в количестве до 15 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука в резиновые протекторные смеси для легковых радиальных автопокрышек и дополнительно в количестве до 20 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука в резиновые смеси для протекторных резин грузовых радиальных автопокрышек, обкладки металлокордного брекера и текстильного корда для легковых радиальных автопокрышек практически не изменяет пластоэластические и вулканизационные характеристики резиновых смесей и физико-механические свойства вулканизатов; 2) совместное введение высокодисперсных шунгита и золоотходов дополнительно в резиновые смеси для протекторных резин для легковых и грузовых радиальных автопокрышек улучшает сопротивление раздиру, износостойкость, сопротивление разрастанию трещин до 14% при сохранении пластоэластических и вулканизационных характеристик резиновых смесей. Таким образом, установлена перспективность применения новых высокодисперсных минеральных наполнителей в производственных рецептурах шинных резиновых смесей разного назначения.

Согласно заключению ФГУ здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в г. Москве» высокодисперсные шунгит и золоотходы являются нетоксичными; класс опасности - IV.

Заключение

Выводы.

1. Изучено влияние наноразмерных алмазосодержащих порошков с разным содержанием алмаза на свойства модельных резин на основе каучуков СКМС-30 АРКМ-15 и СКН-26, производственных шинных резин и резин для РТИ. Установлено, что их введение приводит к увеличению основных эксплуатационных показателей производственных шинных резин - сопротивления раздиру, износостойкости, сопротивления разрастанию трещин, при этом большее изменение свойств резин происходит при повышенном содержании алмаза. Электронно-микроскопическими исследованиями наноразмерных алмазосодержащих порошков определен размер частиц (4 - 5нм).

2. Впервые получены высокодисперсные порошки шунгита (Карелия) и золоотходов в измельчительном оборудовании нового поколения - планетарной мельнице. С применением современных физико-химических методов установлен их химический состав, физико-химические свойства, форма и размер частиц, распределение по размерам частиц, термостабильность. Показано их соответствие требованиям, предъявляемым к минеральным наполнителям для композиционных эластомерных материалов.

3. Впервые установлена связь между содержанием алмаза в наноразмерном алмазосодержащем порошке, а также между составом высокодисперсных шунгита и золоотходов и свойствами композиционных эластомерных материалов.

4. Проведены исследования резиновых смесей и резин с высокодисперсными шунгитом и золоотходами в модельных системах на основе каучуков СКМС-30 АРКМ-15 и СКН-26 и установлено, что они являются минеральными

наполнителями средней активности. Показано, что их применение обеспечивает необходимые пластоэластические свойства резиновых смесей, а физико-механические показатели превышают уровень показателей с серийными минеральными наполнителями - мелом, каолином, а также с исходными шунгитом, золоотходами с размерами частиц 0,5 мкм. Установлено значительное улучшение физико-механических показателей резин при совместном введении высокодисперсных шунгита и золоотходов.

5. Изучено влияние ионогенных и неионогенных поверхностно-активных веществ на свойства модельных резин на основе каучуков СКМС-30 АРКМ-15 и СКН-26 с высокодисперсными шунгитом и золоотходами. Установлено повышение модуля и прочности при растяжении резин при введении ионогенных ПАВ - алкилсульфоната натрия, алкилбензолсульфоната натрия, цетилтриметиламмоний бромида, что обусловлено увеличением степени взаимодействия на границе раздела полимер-наполнитель при оптимальном содержании ПАВ.

6. Установлено, что замена белой сажи БС-120 в протекторных резиновых смесях на высокодисперсные шунгит и золоотходы обеспечивает требуемый уровень пластоэластических свойств резиновых смесей и физико-механических показателей резин. Дополнительное введение высокодисперсных шунгита и золоотходов в шинные резиновые смеси разного назначения в количестве до 20 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука практически не изменяет вязкость резиновых смесей и основные физико-механические свойства резин. Установлено, что совместное введение высокодисперсных шунгита и золоотходов вместо каолина в рецептуры производственных резиновых смесей для изготовления резино-технических изделий (РТИ) обеспечивает необходимый уровень пластоэластических свойств резиновых смесей и улучшает физико-механические свойства резин.

7. В производственных условиях на ЗАО «Московский шинный завод - М» по разработанным рецептурам, содержащим наноразмерный алмазосодержащий порошок, высокодисперсные шунгит и золоотходы изготовлены и испытаны опытные партии резиновых смесей для протекторов легковых и грузовых радиальных автопокрышек. Установлено улучшение основных физико-механических и эксплуатационных свойств резин. Подтвержденный годовой экономический эффект ЗАО «Московский шинный завод - М» от применения высокодисперсных наполнителей составляет 2,5 млн руб.

8. На основании проведенных исследований разработаны композиционные эластомерные материалы с улучшенными эксплуатационными свойствами с применением наноразмерного алмазосодержащего порошка и высокодисперсных минеральных наполнителей шунгит и золоотходы. Использование наноразмерного алмазосодержащего порошка и высокодисперсных шунгита и золоотходов в резиновой промышленности и других отраслях позволит получить большой экономический эффект.

Литература

1. Шевердяев О.Н., Бобров А.П., Корнев А.Е., Шевердяева Н.В., Черник Г.Г., Крынкина В.Н. Влияние высокодисперсных порошков шунгита и термина на свойства резиновых смесей и резин на основе бутадиен-нитрильного каучука// Каучук и резина. - 2007. - № 3. С. 13-14.

2. Шевердяев О.Н., Коськин И.Ю., Крынкина В.Н. Новый минеральный наполнитель для строительных и эластомерных материалов// Строительные материалы XXI века. - 2007. - № 12. - С. 22 - 23.

3. Шевердяев О.Н., Крынкина В.Н., Козлов И.М., Корнев А.Е., Шевердяева Н.В., Бобров А.П., Черник Г.Г. Методы и технические средства утилизации промышленных золоотходов от сжигания твердого топлива на ТЭЦ// Безопасность труда в промышленности. - 2007. - № 10. - С. 38 - 41.

4. Шевердяев О.Н., Коськин И.Ю., Крынкина В.Н. Экологическая безопасность шунгита - нового минерального наполнителя для полимерно - битумных рулонно - кровельных материалов // Новые технологии. - 2005. - №6.- С. 41-42.

5. Шевердяев О.Н., Крынкина В.Н., Бобров А.П., Корнев А.Е., Черник Г.Г. Получение и применение высокодисперсных минеральных наполнителей для эластомерных материалов// Энергосбережение и водоподготовка. - 2008.- №4.-С. 77-78.

6. Шевердяев О.Н., Крынкина В.Н., Бобров А.П., Корнев А.Е., Каржаневский А.П. Влияние наноразмерного алмазосодержащего порошка на свойства эластомерных материалов// Энергосбережение и водоподготовка. - 2008. - №2. - С.78-79

7. Шевердяев О.Н., Бобров А.П., Шевердяева Н.В., Черник Г.Г., Крынкина В.Н., Коськин И.Ю. Получение и применение высокодисперсных порошков шунгита и термина // Тез. докл. на XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии. - М: 23 - 28 сентября 2007г. - Т.1. - С. 527

8. Шевердяев О.Н., Крынкина В.Н., Корнев А.Е., Бобров А.П. Получение и применение высокодисперсных золоотходов и шунгита в качестве минеральных наполнителей для эластомерных материалов // Тез. докл. III Междунар. научно-технич. конфер. «Полимерные композиционные материалы и покрытия». - г. Ярославль, 20 - 28 мая 2008г.-С. 407-410.

9. Шевердяев О.Н., Крынкина В.Н., Корнев А.Е., Бобров А.П., Каржаневский А.П. Применение ультрадисперсного алмазосодержащего порошка в качестве модификатора эластомерных материалов// Тез. докл. Междунар. научной конференции «Нестационарные энерго- и ресурсосберегающие процессы и оборудование в химической, нано- и биотехнологии»: Москва. - 7 - 10 октября 2008г.- С.54-56.

10. Шевердяев О.Н., Крынкина В.Н., Бобров А.П., Корнев А.Е., Черник Г.Г. Эластомерные материалы с высокодисперсными минеральными наполнителями с улучшенными свойствами// Тез. докл. Междунар. научной конференции «Нестационарные энерго- и ресурсосберегающие процессы и оборудование в химической, нано- и биотехнологии»: Москва. - 7 - 10 октября 2008г. - С.56-58.

11. Шевердяев О.Н., Крынкина В.Н., Иванова Е.П., Маркина Е.П. Компози-ционные полимерные наноматериалы с улучшенными свойствами с использованием синтетических алмазов//Новые технологии (2009г., в печати).

Размещено на Allbest.ru