Разработка уплотнительных резин на основе морозостойких каучуков и ультрадисперсных наполнителей для техники севера (1091138)
Текст из файла
На правах рукописиПортнягина Виктория ВитальевнаРАЗРАБОТКА УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ РЕЗИН НА ОСНОВЕМОРОЗОСТОЙКИХ КАУЧУКОВ И УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХНАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ТЕХНИКИ СЕВЕРАСпециальность 05.17.06. – Технология и переработка полимеров икомпозитовАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква - 2010www.mitht.ru/e-libraryРабота выполнена в Институте проблем нефти и газа Сибирского отделения РАН иГОУ ВПО Якутском государственном университете им. М.К. Аммосова (г. Якутск).Научный руководитель:доктор химических наукПетрова Наталия НиколаевнаОфициальные оппоненты: доктор химических наук, профессорМирошников Юрий Петровичдоктор технических наук, профессорАльтзицер Владимир СоломоновичВедущая организация: ОАО «Научно-исследовательский институт резиновойпромышленности».Защита состоится «22» февраля 2010 года в 15:00 часов на заседанииДиссертационного совета Д 212.120.07 при Государственном образовательномучреждениивысшегопрофессиональногообразования«Московскойгосударственной академии тонкой химической технологии им.
М.В. Ломоносова»(МИТХТ им. М.К. Ломоносова) по адресу: 119831, г. Москва, ул. МалаяПироговская, д.1.Отзывы на автореферат, заверенные печатью, направлять по адресу: 119571, г.Москва, Пр. Вернадского, д. 86, МИТХТ им. М.В. Ломоносова ученому секретарюдиссертационного совета.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им. М.В. Ломоносова.Автореферат размещен на официальном сайте МИТХТ им. М.В. Ломоносова:http://www.mitht.ruАвтореферат разослан «20» января 2010 г.Ученый секретарь диссертационного советаД 212.120.07, доктор физико-математических наук,профессор2www.mitht.ru/e-libraryВ.В.
ШевелевОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы. Климатические условия северных регионов продолжительное воздействие экстремально низких температур (вплоть до -60 ºС)и температурных перепадов с большой амплитудой (до 30 ºС), оказываютсущественное влияние на эффективность эксплуатации и надежность техники.Работа машин и механизмов в этих условиях носит экстремальный характер и взначительной мере зависит от качества используемых уплотнительных деталей.Так, например, в Республике Саха (Якутия) до 30% случаев выхода из строяразличных механизмов (автомобильный транспорт, горнодобывающая техника,технологические трубопроводы) являются следствием разрушения или частичнойпотери работоспособности резиновых деталей уплотнительного назначения.
Всвязи с этим идет поиск наиболее перспективных модификаторов и разработкановых рациональных рецептур резин, сочетающих высокий уровень морозо-,масло- и износостойкости.Традиционно для создания морозостойких уплотнительных деталейприменяется бутадиен-нитрильный каучук БНКС-18. Для существенногоповышения морозостойкости в него вводят до 30 мас.ч. пластификатора. Припоследующем контакте резинотехнических изделий (РТИ) с углеводороднымисредами происходит интенсивное вымывание пластификатора, что приводит крезкому снижению морозостойкости изделий.Существует несколько подходов к решению этой проблемы. Первыйзаключается в синтезе новых менее летучих пластификаторов, например,дибутоксиэтиладипината, выпуск которого освоен в 2002 г.
«Уральскойхимической компанией» (г. Нижний Тагил).Второй подход связан с широким внедрением новых морозостойких каучукови с созданием на их основе материалов с улучшенным комплексом свойств путемсовмещения с другими полимерами или введением активных наполнителейорганической и неорганической природы. С этой точки зрения большой интереспредставляет пропиленоксидный каучук (СКПО), обладающий высокойморозостойкостью (Тс = -74˚С), озоно- и термостойкостью. Также следует отметитьего высокую устойчивость в условиях натурной экспозиции в углеводороднойсреде при температурах окружающей среды г. Якутска.
Но поскольку подобныйэластомер предполагается использовать для производства уплотнительных деталей,эксплуатирующихся в среде масел, смазок, углеводородных сред в экстремальныхусловиях, то необходимо повысить его износо-, маслостойкость и способность кэластическому восстановлению после снятия нагрузки.www.mitht.ru/e-libraryЦелью работы является разработка и исследование уплотнительных резин наоснове морозостойких бутадиен-нитрильного и пропиленоксидного каучуковпутем введения новых пластификаторов и ультрадисперсных добавокнеорганической и полимерной природы.Для достижения цели предстояло решить следующие задачи:1.
Изучить возможность применения дибутоксиэтиладипината для создания резинвысокой морозостойкости на основе бутадиен-нитрильного каучука и исследоватьклиматическую устойчивость данных резин при совместном воздействии низкихтемператур и нефти;2. Произвести комплексную оценку работоспособности смесей полимеров на основепропиленоксидного каучука и политетрафторэтилена (ПТФЭ) в условиях натурнойэкспозиции в нефти;3.
Разработать рецептуры резин с улучшенным комплексом техническиххарактеристик на основе морозостойких СКПО и БНКС-18 с добавлением порошкаультрадисперсного политетрафторэтилена (УПТФЭ) и установить общие тенденцииизменения свойств резин при введении ПТФЭ, в т.ч. в ультрадисперсном состоянии;цеолитовойпасты,полученнойсовместной4.Исследовать влияниемеханоактивацией цеолитов и дибутоксиэтиладипината в планетарной мельницеАГО-2, на структуру и свойства композиций на основе морозостойких каучуков иПТФЭ, в т.ч. в ультрадисперсном состоянии;5. Разработать оптимальные составы резин с высокими эксплуатационнымипараметрами на основе СКПО и природных бентонитовых глин.Научная новизна работы.Впервые на основании проведения систематических натурных испытанийэластомерных материалов на основе смеси СКПО/ПТФЭ показана перспективностьиспользования композиционного подхода для получения материалов,предназначенных для эксплуатации в условиях совместного действия низкихтемператур (до -55 ºС) и нефти.Прослеженыобщиезакономерностивлиянияультрадисперсногополитетрафторэтилена на фазовую морфологию и свойства резин на основекаучуков различной химической природы (БНКС-18 и пропиленоксидный).Установлено, что введение малых дозировок порошка УПТФЭ, в эластомернуюматрицу приводит к улучшению «поверхностных» свойств композиций (износо- имаслостойкость), что связано с преимущественным концентрированием частицфторполимера в поверхностных слоях материала и способствует защите материалапри эксплуатации.2www.mitht.ru/e-libraryС помощью механохимического синтеза получена минеральная добавка –цеолитовая паста на основе природных цеолитов Якутских месторождений идибутоксиэтиладипината, позволяющая регулировать межфазное взаимодействие иструктуру смесей полимеров (БНКС-18/УПТФЭ, СКПО/УПТФЭ), оптимизированее состав.
Показано, что введение пасты в композиции каучук/УПТФЭспособствует улучшению преимущественно объемных свойств исследованныхматериалов (морозостойкость улучшается в 2 раза, снижается остаточнаядеформация сжатия), что связано с увеличением относительного количества частицУПТФЭ в объеме материала.Впервые получены композиты на основе СКПО и монтмориллонитовых глин(бентониты Курганского и Хакасского месторождений), обладающие высокимуровнем износо-, масло- и морозостойкости, низкой остаточной деформациейсжатия.Практическая значимость.
Впервые проведены натурные испытания резинна основе бутадиен-нитрильного каучука, содержащих новый пластификатордибутоксиэтиладипинат (ДБЭА), в условиях совместного воздействия низкихтемператур и углеводородной среды. Показано, что ДБЭА обладает высокимпластифицирующим действием и рекомендуется для эксплуатации в составе резинна основе БНКС-18. ДБЭА обеспечивает высокий уровень низкотемпературныхсвойств при температурах до -40 ºС.Разработаны рецептуры и технология изготовления морозостойкихматериалов на основе бутадиен-нитрильного и пропиленоксидного каучуков,наполненных УПТФЭ, УПТФЭ в сочетании с цеолитовой пастой и природнымибентонитовыми глинами. Проведены успешные опытно-промышленные испытанияРТИ из данных резин в ООО «Нордэласт» (г. Якутск, Республика Саха (Якутия)) всоставе импортозамещающих уплотнителей и силовых деталей автобусного паркаМУП ЯПАК, что позволяет рекомендовать их к широкому использованию.Достоверность полученных результатов обеспечивается применениемсовременных методов исследования, апробированных методик и современногоиспытательного оборудования, обеспечивающего высокий уровень точностиизмерений и статистической обработкой их результатов.Связь работы с крупными научными программами.
В основу диссертацииположены результаты исследований в рамках научно-исследовательских программи тем: 8.2.4. «Исследование механизмов формирования и управления свойствамиполимерных композитов и создание материалов технического назначения», № гос.рег. 0120.0408281, 2004-2006 гг.; 8.12 «Регулирование структуры композиционныхэластомерныхматериаловпутемвведениядобавок,полученных2www.mitht.ru/e-libraryмеханохимическим синтезом» (Программа Президиума РАН №8 «Разработкаметодов получения химических веществ и создание новых материалов»), 2006-2008гг.; 19.1.1.
«Создание и прогнозирование изменений физико-механических свойствполимерных композиционных материалов для использования в технологическихсистемах и технике нефтегазовой отрасли регионов холодного климата», № гос.рег. 01.2.00705098, 2007-2008гг.; 5.2. Современные проблемы химии материалов,включая наноматериалы по Программе целевых расходов РАН «Поддержкамолодых ученых в 2008 г».Апробация работы.Основные результаты работы и отдельные ееположения были представлены на следующих конференциях: III, IV Евразийскийсимпозиум по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодногоклимата (г.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
