Диссертация (Создание высоконаполненных эластомерных композиционных материалов на основе латексов нк и шунгита (карелита))

МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ(МИРЭА)На правах рукописиКравченко Елена СергеевнаСОЗДАНИЕ ВЫСОКОНАПОЛНЕННЫХ ЭЛАСТОМЕРНЫХКОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЛАТЕКСОВ НК ИШУНГИТА (КАРЕЛИТА)05.17.06 - Технология и переработка полимеров и композитовДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководительд.х.н., профессор Потапов Е. Э.Москва-2016Содержание:1. Введение……………………………………………………………………...62. Литературный обзор………………………………………………………..112.1 Характеристики и классификация латексов…………………………..112.2 Состав и свойства латекса НК………………………………………....132.3 Применение минеральных наполнителей в латексныхкомпозициях………………………………………………………………...222.4 Шунгит – строение, свойства и области применения………………..252.5 Области применения латексов НК…………………………………...332.5.1 Изделия, изготавливаемые на основе латексов НК……………..332.5.2 Изделия, изготавливаемые с применением латексов НК………383. Объекты и методы исследования………………………………………….433.1Объекты исследования ……………………………………………...433.2Методы исследования……………………………………………….463.2.1 Определение электрических характеристик пленок…………...463.2.2 Метод определения контактного угла смачивания латексом НКтвердых поверхностей…………………………………………………...473.2.3 Ротационная вискозиметрия……………………………………..493.2.4 Методы изучения дисперсного состава исходных латекса НК ишунгита, а также их смесей…………………………………………......503.2.5 Метод Динамического механического анализа (ДМА) дляисследования полимеров………………………………………………..523.2.6 Метод определения электрокинетического потенциала латексаНК и дисперсии шунгита………………………………………………...543.2.7 Физико-механические испытания латексных пленок…………..543.2.8 Методы испытаний на стойкость к воздействию жидкихагрессивных сред…………………………………………………………543.2.9 Определение кинетики набухания пленок………………………55 23.3 Нормативная документация на перчатки стойкие к агрессивнымсредам……………………………………………………………………553.3.1 Технические требования на перчатки для защиты рук изнатурального латекса «Revultex»………………………………………553.3.2 Технические требования на КЩС перчатки изнатуральноголатекса «Квалитекс»…………………………………………………….594.

Экспериментальная часть…………………………………………………604.1 Влияние шунгита (карелита) на коллоидно-химические свойствалатекса НК "Квалитекс"……………………………………………...604.1.1 Определение вязкости и агрегативной устойчивости смесей изнатурального латекса «Квалитекс», наполненных тех. углеродом Т900, белой сажей У-333 и карелитом (шунгитом)…………………….604.1.2 Определение краевого угла смачивания шунгита (карелита)латексом НК……………………………………………………………..624.1.3 Определение электрокинетического потенциала заряженныхчастиц шунгита (карелита) и латекса "Квалитекс"…………………...654.1.4Анализводныхдисперсийшунгитаметодомлазернойдифракции. Изучение влияния диспергатора НФ на распределениечастиц по размерам……………………………………………………..664.1.5 Дисперсный анализ композиций «Латекс НК «Квалитекс» шунгит (карелит)» методом динамического светорассеяния………..694.1.6 Реологические свойства латекса НК, шунгита (карелита) исмесей на их основе…………………………………………………….734.2 Изготовление наполненных шунгитом (карелитом) пленок излатексов НК "Квалитекс" и "Revultex"……………………………..764.2.1Выбороптимальнойконцентрациидисперсиишунгита(карелита) и изготовление пленок из латекса НК ("Квалитекс" и"Revultex") методом ионного отложения……………………………..76 34.2.2Определение содержания шунгита (карелита) в пленках излатексов "Revultex" и "Квалитекс"……………………………………..774.3 Влияние шунгита (карелита) на физико-механическиеcвойства латексных резин на основе латексов НК «Revultex» и«Квалитекс»…………………………………………………………...804.3.1 Исследование динамических свойств пленок на основе латексаНК «Квалитекс» и шунгита (карелита) с помощью динамическогомеханического анализа (ДМА)…………………………………………804.3.2 Влияние дозировки шунгита (карелита) на комплекс физикомеханических характеристик пленок из латекса НК "Revultex "…….834.3.3 Исследование физико-механических свойств наполненныхшунгитомпленокизнатуральноголатекса«Revultex»сдополнительно введенной вулканизующей группой…………………864.3.4 Влияние дозировки шунгита (карелита) на комплекс физикомеханических характеристик пленок из латекса НК "Квалитекс"…..894.3.5 Исследование физико-механических свойств наполненныхшунгитомпленокизнатуральноголатекса«Квалитекс»свулканизующий группой без оксида цинка……………………………914.4 Влияние шунгита (карелита) на устойчивость резин на основелатексов НК к воздействию агрессивных сред …………………….944.4.1 Влияние агрессивных сред на физико-механические свойстванаполненных шунгитом пленок из натурального латекса «Revultex»при кратковременной экспозиции (в течение 24 ч)…………………..944.4.2 Влияние агрессивных сред на физико-механические свойстванаполненных шунгитом пленок из натурального латекса «Revultex»при длительной экспозиции (до 96 ч)………………………………….974.4.3 Влияние агрессивных сред на физико-механические свойстванаполненных шунгитом пленок из натурального латекса «Квалитекс»при кратковременной экспозиции (в течение 24 ч)………………….104 44.4.4 Влияние агрессивных сред на физико-механические свойстванаполненных шунгитом пленок из натурального латекса «Квалитекс»при длительной экспозиции (до 96 ч)………………………………...1064.5 Изучение набухания в агрессивных средах наполненных шунгитомпленок из латексов НК «Revultex» и "Квалитекс"………………...1134.5.1 Изучение набухания в агрессивных средах наполненныхшунгитом пленок из латекса НК «Revultex» ………………………...1134.5.2 Изучение набухания в агрессивных средах наполненныхшунгитом пленок из латекса НК «Квалитекс»……………………….1154.6 Определение электрических характеристик наполненных шунгитомпленок из натурального латекса «Revultex»………………………...1174.7 Получение опытной партии кислото-щелочестойких (КЩС) перчатокна участке малых серий ОАО АЗРИ "Армавирский завод резиновыхизделий"……………………………………………………………......1175.

Заключение………………………………………………………………...1216. Выводы…………………………………………………………………….1297. Список литературы………………………………………………………..131 51. ВведениеСреди полимерных материалов, латексы (коллоидные водные дисперсииполимеров) занимают одно из первых мест по количеству возможных областейприменения. Использование наполнителей в латексах позволяет улучшатьсвойства (физико-механические, физические, технологические) конечныхизделий, уменьшать их стоимость.Актуальностьматериалов,свойств,работы.Созданиехарактеризующихсяповышеннымиэкономическойэластомерныхулучшеннымэкологическимиэффективностью,композиционныхкомплексомспециальныххарактеристиками,отсутствиемвсоставевысокойингредиентов,требующих при их производстве больших энергетических затрат, являетсяактуальной задачей полимерперерабатывающих отраслей промышленности.Впоследниедесятилетиявразличныхотрасляхполимернойпромышленности возрос интерес к природным минеральным соединениям,применяемых как в качестве наполнителей, так и в качестве самостоятельныхкомпонентов.

Одним из таких соединений является шунгит (карелит), которыйвнастоящеевремядостаточноширокоиспользуетсявшиннойпромышленности, промышленности РТИ, переработки пластмасс.Большой интерес представляет изучение возможности применения шунгита(карелита) в латексных технологиях. Как и при изготовлении композиций изтвердого каучука, применение таких веществ в латексных материалахпреследует цель улучшить физико-механические свойства изготавливаемыхизделий, снизить их себестоимость, придать им новые характеристики.Цель работы. Целью данной работы является создание новых эластомерныхкомпозиционныхматериаловнаосновелатекса-НКуглеродсодержащегоминеральногоингредиентахарактеризующихсяповышеннойагрессивостойкостью,ишунгитаприродного(карелита),экологическойбезопасностью, высокой степенью наполнения, снижением стоимости изделий,а также уменьшением импортозависимости.

6Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующиезадачи:- Изучить коллоидно-химические свойства латексов НК, наполненныхшунгитом (карелитом) с помощью определения краевого угла смачиванияшунгита (карелита), электрокинетического потенциала заряженных частиц,реологических свойств латекса НК, наполненного шунгитом (карелитом), атакжеисследоватьдисперсныйсоставводныхдисперсийметодомдинамического светорассеяния.- Изучить влияние типа латекса НК ("Квалитекс", "Revultex") на свойстванаполненных шунгитом (карелитом) латексных композиционных материалов,выбрать оптимальный тип латекса НК.- Создать на основе полученных экспериментальных и расчетных данныхновые высоконаполненные эластомерные композиционные материалы наоснове латексов НК и природного минерального наполнителя шунгита(карелита),характеризующихсяуникальнымкомплексомсвойствиоптимальными экономическими характеристиками.-Исследоватьосновныефизико-механическиесвойстваполученныхкомпозиционных материалов, их стойкость к набуханию в различных средах иустойчивость к агрессивным средам, таким как концентрированные кислоты ищелочи, особенно при их долговременном воздействии.- Изготовить на производстве опытную партию изделий (кислотощелочестойких перчаток) на основе разработанных латексных эластомерныхкомпозиционных материалов и испытать их на соответствие основнымтребованиям технической документации на данный вид изделий.Научная новизна.1.