Новые наполнители и промоторы адгезии для резин, полученные на основе синтетических слоистых силикатов (1091723)
Текст из файла
На правах рукописиМеледина Людмила АфанасьевнаНОВЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ И ПРОМОТОРЫАДГЕЗИИ ДЛЯ РЕЗИН, ПОЛУЧЕННЫЕ НАОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ СЛОИСТЫХСИЛИКАТОВ05.17.06 – технология и переработка полимеров и композитовАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукМосква – 2006www.mitht.ru/e-library2Работа выполнена на кафедре Химии и физики полимеров иполимерных материалов имени Б.А.Догадкина Московской государственнойакадемиитонкойхимическойтехнологииимениМ.В.Ломоносова.Научный руководитель:кандидат химических наук, доцентКандырин Кирилл ЛеонидовичОфициальные оппоненты:доктор химических наук, профессорБерестнев Валентин Аркадьевичдоктор технических наук, профессорШмурак Илья ЛьвовичВедущая организация:ООО «Реам-РТИ»Защита состоится 25 декабря 2006 года в 16 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.120.07 в Московской государственнойакадемии тонкой химической технологии имени М.В.Ломоносова поадресу 119831, Москва, ул.
Малая Пироговская, д.1С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной академии тонкой химической технологии имениМ.В.ЛомоносоваОтзывы на автореферат направлять по адресу: 119571, Москва, пр.Вернадского, 86, МИТХТ им. М.В.Ломоносова.Автореферат разослан24 ноября 2006 г.Автореферат размещен на сайте www.mitht.ru 21 ноября 2006 г.Ученый секретарь Диссертационного советадоктор физико-математических наук,профессорwww.mitht.ru/e-libraryВ.В.Шевелев.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы. Высокая стоимость нефтяного сырья, изкоторого получают технический углерод, и высокая энергоемкостьпроцессов получения кремнекислотных наполнителей, обусловливаютактуальность исследования по созданию новых типов экологическичистых наполнителей и расширению возможностей их применения.
Всвязи с этим, особый научный и практический интерес представляетиспользование синтетических гидросиликатов кальция. Современныетехнологии гидротермального и гидрохимического синтеза позволяютполучить на основе соединений кремния дисперсные и однородныепродукты с регулируемым составом и значительно расширить ассортимент наполнителей для эластомерных материалов. Использованиедля синтеза гидросиликатов отходов химических и металлургическихпроизводств повышает экологическую и экономическую целесообразность их использования.Для крепления резин к металлу широко используются кобальтсодержащие промоторы адгезии, введение которых отрицательным образом сказывается на физико-механических свойствах резин. Поискновых промоторов адгезии со сниженным содержанием кобальта илине содержащих его является актуальной проблемой.Цель работы.
Целью работы является исследование структуры иповерхностных свойств синтетических гидросиликатов для полученияна их основе новых наполнителей, промоторов адгезии и носителейагентов сочетания в рецептуре резин различного назначения.Научная новизна. Установлена взаимосвязь между структурой, составом и свойствами гидросиликатов и изучено их влияние на свойства резин. Определены особенности морфологии гидросиликатов, обусловленные слоистой структурой частиц и низкой поверхностной концентрацией силанольных групп, что отличает их от кремнекислотныхнаполнителей.Предложен способ получения активного наполнителя с высоко развитой поверхностью путем кислотной обработки синтетического гидросиликата кальция.Показана эффективность использования гидросиликатов кальция,кобальта и никеля в качестве компонента комбинированных промоторов адгезии резин к металлу.Выявлено высокое промотирующее действие гидросиликата никеляв системе резина-латунированный металлокорд, не уступающее посвоей активности кобальтсодержащим промоторам.Практическая значимость.
Предложен новый тип усиливающего наполнителя – активированный синтетический слоистый гидросиликаткальция (ГСК Са), который превосходит по свойствам такие мине-www.mitht.ru/e-library4ральные наполнители как каолин и бентонит. На основе проведенныхисследований разработаны удобные светлоокрашенные твердыеформы силановых агентов сочетания с использованием в качественосителя ГСК Са вместо технического углерода и белой сажи.Разработаны принципиально новые комбинированные промоторыадгезии резины к латунированному металлокорду на основе гидросиликатов кобальта и никеля, которые по своей эффективности не уступают широко известным промотирующим системам на основе органических солей кобальта (Manobond 680C, нафтенат и стеарат Со), ноимеют при этом пониженное на 60-80% содержание металла в своемсоставе.Апробация работы. Результаты данной работы докладывались иобсуждались на международной конференции «European PolymerCongress» (Москва, 2005); ХI иХII международных научнопрактических конференциях «Резиновая промышленность.
Сырье, материалы, технологии» (Москва, 2005 и 2006); Международной конференции «Times of Polymers» (Неаполь, 2006).Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 5глав (Введение, Литературный обзор, Объекты и методы исследования, Полученные результаты и их обсуждение (2 раздела), Заключение), выводов, списка цитируемой литературы (170 ссылок). Работаизложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц и 30 рисунков.Объекты и методы исследования: Основными объектами исследования являлись гидросиликаты кальция, кальция/кобальта, кальция/никеля.
В работе использовали следующие методы исследования:сканирующая электронная спектроскопия, рентгеновский дифракционный анализ, дифференциальный термический анализ, Рамановскаяспектроскопия, Фурье-ИК-спектроскопия, стандартные методы испытаний эластомеров, специально разработанные методики.РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕРазличные по составу силикаты, в основном природного происхождения, широко используются в резинотехнической и шинной промышленности. Синтетические силикаты отличаются от природных регулируемой степенью дисперсности, однородностью по составу и строению, низким содержанием примесей.
Значительный интерес к гидросиликатам в качестве наполнителей вызван их способностью, не только удешевлять, но и придавать качественно новые полезные свойстваматериалам и изделиям, возможностью задавать или корректироватьэти свойства. Высокоразвитая поверхность высокодисперсных по-www.mitht.ru/e-library5рошков синтетических гидросиликатов делает их эффективными экологически безопасными наполнителями и сорбентами различных веществ.
Кроме того, в процессе синтеза в зависимости от поставленныхзадач появляется возможность варьирования свойств получаемогопродукта.Таким образом, задачей данного исследования является выявление потенциальных возможностей использования синтетических слоистых гидросиликатов в качестве ингредиентов резин различного назначения.Исследование состава и структуры синтетического гидросиликата кальция.Химический состав, и главным образом, химия поверхности являются основными характеристиками наполнителей и в большинствеслучаев определяют возможности их использования. Поэтому в первую очередь представляло интерес изучить структуру гидросиликата.Рисунок 1.
Рентгеновская дифракция силиката кальция при 20°C;сплошные линии = экспериментальный образец, ■= Пломбиерит-14 Å данные базы данных JCPDS 00-029-0331 (I).Результаты рентгеновской дифракции показывают, что синтетический гидросиликат кальция (ГСК Са) имеет структуру, относящуюся кминералам группы тоберморита, и соответствует химической формулеwww.mitht.ru/e-library6Ca5Si6O16(OH)2·8H2O. Незначительные различия между экспериментальной рентгенограммой и данными, взятыми из базы данных, связаны, по-видимому, с наличием примесей, например, NaOH, CaCl2, и пр.Кроме того, при температуре ниже 80°C возможно присутствие другихфаз гидросиликата кальция, которые содержат большее количествосвязанной воды, что так же может оказывать влияние на данные анализа.Поскольку в структуре ГСК Са содержится значительное количество воды, которая способна оказывать отрицательное влияние на свойства резин, представляло интерес изучить процесс дегидратации.Дифференциальный термический анализ показал, что потеря массы вобразце происходит во всем интервале температур.
В первом интервале при температурах 50-200°C происходит испарение молекулярнойводы, а также удаление абсорбированной воды из пор минерала, образец теряет около 10% массы. Процесс дегидратации поверхностных-OH групп начинается при температурах выше 500°C.
При температуре около 800°C, вероятно, образец представляет собой CaSiO3, который не содержит воду или -OH группы в своей структуре.TG /%DSC /(mW /mg)3100↑ exo4.03.595[1.1]2903.02.52.0851.51.08010.5[1.1]75100200300400500600700Temperature /°C8000.0900Рисунок 2. Данные термогравиметрического анализа (сплошная линия)и дифференциальной сканирующей калориметрии (пунктирная линия)гидросиликата кальция.На кривой ДТА имеются два пика (1 и 2) указывающие на протекание эндотермических реакций при температурах соответствующихначалу потери массы образцом. Таким образом, происходит поглоще-www.mitht.ru/e-library7ние энергии необходимой для удаления воды. Эндотермический пик 3при T≈820°C не сопровождается существенными изменениями в массеобразца, и относится к структурным изменениях в силикате.Рисунок 3. Микрофотографии частицы гидросиликата кальция.На микрофотографиях частиц ГСК Са, полученных при помощи электронного сканирующего микроскопа видно, что частицы имеют слоистую структуру характерную для группы филлосиликатов.
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}
