Шунгит - новый ингредиент для резиновых смесей на основе хлорсодержащих эластомеров (1092028)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиАртамонова Ольга АндреевнаШУНГИТ – НОВЫЙ ИНГРЕДИЕНТ ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ НАОСНОВЕ ХЛОРСОДЕРЖАЩИХ ЭЛАСТОМЕРОВ05.17.06 – Технология и переработка полимеров и композитовАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукМосква – 2011Работа выполнена в Московском государственном университете тонкиххимических технологий имени М.В.

Ломоносова на кафедре химии и физикиполимеров и полимерных материалов имени Б.А. ДогадкинаНаучный руководитель:доктор химических наук, профессорПотапов Евгений ЭдуардовичОфициальные оппоненты:доктор химических наук, профессорБерестнев Валентин Аркадьевичкандидат технических наук, профессорБуканов Александр МихайловичВедущая организация:Волжский политехнический институт(филиал) ВолгГТУ, г. ВолжскийЗащита состоится 19 декабря 2011 года в 1430 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.120.07 при Московском государственномуниверситете тонких химических технологий (МИТХТ) имениМ.В.Ломоносова по адресу: 119831 Москва, ул.

Малая Пироговская, д. 1.Отзывы на автореферат, заверенные печатью, направлять по адресу:119571, Москва, проспект Вернадского, д. 86, МИТХТ им. М.В. Ломоносова.С диссертациейим. М.В. Ломоносова.можноознакомитьсявбиблиотекеМИТХТАвтореферат разослан «___» ____________ 2011 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.120.07,доктор физ.-мат.

наук, профессорВ.В. Шевелев2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы. В последние годы широкое распространение вшинной промышленности и в промышленности РТИ получил первыйотечественный природный углеродсодержащий ингредиент резиновых смесей –шунгит. Использование шунгита в качестве заменителя технического углерода,либо дополнительно к нему, в рецептурах шинных резин и РТИ на основенеполярных эластомеров позволило решить ряд актуальных задач как в областирецептуростроения, так и в экологии, экономике, а также в областисовершенствованиятехнологическихпроцессов,применяемыхдляизготовления указанных выше изделий.В силу особенностей своей химической и физической структуры шунгитположительно влияет на свойства резин, в частности, он может бытьиспользован также для полной или частичной замены активаторов сернойвулканизации.Учитывая специфику химического состава и уникальность структурышунгита – наличие в нем оксидов металлов, углерода в форме графита,фуллеренов, наноуглеродных трубок, а также оксида кремния и силикатов,можно было предположить его высокую активность относительногалогенсодержащих эластомеров, в частности, влияние на процессыструктурирования эластомеров, содержащих функциональные группы, в составкоторых входят активные атомы галогенов, в том числе хлор, в отличие оттрадиционных минеральных наполнителей (каолин, тальк и др.).Исходя из химического состава, дифильной природы и спецификиповерхности шунгита, содержащей активные центры, представляетсяперспективным изучить влияние шунгита в принципиально новом качестве, какактивного ингредиента, на свойства резиновых смесей на основехлорсодержащих каучуков, а также их вулканизатов.Цель работы.

Разработка новых высокоактивных ингредиентов длярезиновых смесей на основе хлорсодержащих каучуков с использованиемприродного углеродсодержащего минерального соединения – шунгита,позволяющего решить ряд технических, технологических, экономических иэкологических проблем.В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:1. Изучение влияния содержания шунгита, температуры и временивзаимодействия шунгита с хлорсодержащими эластомерами на количествообразующегося в данной системе геля и степень сшивания эластомера.Определение оптимальных условий протекания этих процессов.32. Исследование влияния шунгита на кинетику дегидрохлорированияхлорсодержащего эластомера на примере полихлоропрена и взаимосвязи этогопроцесса со степенью структурирования данного каучука.3. Определение характера образующихся связей в шунгит-каучуковомгеле.4.

Исследование влияния модификации поверхности шунгитареакционноспособными низкомолекулярными органическими соединениями(уротропин, резорцин) на его активность как структурирующего агента вхлорсодержащих каучуках.5. Разработка на основе полученных экспериментальных данныхрецептур резиновых смесей, имеющих практическую значимость.Научнаяновизна.Впервыепоказано,чтоприродныйуглеродсодержащий минеральный ингредиент – шунгит способен к активномувзаимодействию с хлорсодержащими эластомерами, сопровождающемусяобразованием шунгит-каучукового геля. Высказано предположение овозможности использования шунгита в качестве дополнительногоструктурирующего агента для этого типа каучуков.С помощью ЭПР-спектроскопии, ДТА-, ДТГ-анализа и лазерногоанализатора Бекмана получена дополнительная информация о структуре исвойствах шунгита, использованного в работе.Показано образование шунгит-каучукового геля при введениишунгита в хлорсодержащие эластомеры.

Изучено влияние содержанияшунгита, температуры прогрева образцов и времени взаимодействия шунгита схлорсодержащими эластомерами на количество образующегося в даннойсистеме геля и степень сшивания каучука. Определены оптимальные условияпротекания этих процессов.Установлен ряд активности хлорсодержаших эластомеровотносительно их способности к гелеобразованию при взаимодействии сшунгитом:ПХ > ХПЭ > ХСПЭ > ХБК.На примере полихлоропрена показано, что шунгит активируетпроцессы дегидрохлорирования.

Обнаружена корреляция кинетики процессовдегидрохлорирования и степени структурирования полихлоропрена.При изучении равновесного набухания образцов полихлоропрена,структурированного шунгитом, в растворителях различной полярностиустановлено, что образующиеся связи носят смешанный характер(ковалентный, ионно-координационный). Эти результаты подтверждены4рассчитанными кинетическими и термодинамическими параметрамипроцессов структурирования.Химическаямодификацияповерхностишунгитареакционноспособными низкомолекулярными органическими соединениями(уротропин, резорцин) приводит к повышению его структурирующейактивности в полихлоропрене и хлорсульфированном полиэтилене.Практическая значимость.

Показана возможность применения шунгитав производственных рецептурах резин на основе полихлоропрена,хлорсульфированного полиэтилена, хлорбутилкаучука в качестве ингредиента,позволяющего частично или полностью исключить из состава этих резинтрадиционные металлооксидные компоненты, уменьшить содержание сернойвулканизующей группы, а также частично заменить технический углерод итрадиционные минеральные наполнители.Проведены с положительным результатом опытно-промышленныеиспытания в условиях Саранского завода РТИ резин на основе смесиполихлоропрена и бутадиен-нитрильного каучука для обкладки рукавов,конвейерных лент и т.д.Приопытно-промышленномопробованииназаводеООО ПКФ «Астрахим» показана перспективность применения шунгита врецептурах резин на основе хлорбутилкаучука для изделий медицинскогоназначения.

Выведение из состава рецептуры оксидов металлов, и снижениесодержания серной вулканизующей группы должно позволить существенноуменьшить выделение токсичных серусодержащих соединений, что особенноважно для изделий этого назначения.В рецептурах резиновых смесей на основе хлорбутилкаучука длягермослоя шин, введение шунгита позволяет исключить традиционнуюметаллооксидную группу и частично заменить технический углерод. Покомплексу свойств резины, содержащие шунгит, не уступают стандартнымрезинам, а их газопроницаемость снижается.Шунгит является экологически чистым продуктом, с практическинеисчерпаемыми природными запасами и производится в настоящее время впромышленном масштабе Журавским охряным заводом по разработанным длянего ТУ 2169-002-00204493-2008.Включение шунгита в рецептуры резин на основе хлорсодержащихкаучуков обеспечивает экономический эффект за счет замены техническогоуглерода, оксидов металлов, снижения каучукосодержания, а такжекорректировки содержания вулканизующей группы.5Личный вклад автора.

Все исследования проводились автором личноили при непосредственном его участии.Апробацияработы.Основныеположенияирезультатыдиссертационной работы докладывались и обсуждались на конференции«Каучуки, РТИ, шины: традиции и новации» (Москва, 2011).Публикации. По материалам работы опубликовано три статьи в журнале«Каучук и резина», рекомендованном ВАК РФ для размещения материаловдиссертаций, тезисы доклада на конференции и получен патент.Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 142страницах и включает разделы: введение, литературный обзор, объекты иметоды исследования, экспериментальная часть, обсуждение результатов,выводы, список литературы.

Работа содержит 62 таблицы, 51 рисунок и списоклитературы из 120 ссылок.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертации, определеныцели и задачи, сформулированы научная новизна и научно-практическаязначимость работы.В литературном обзоре приведены данные публикаций до 2011 года поминеральным наполнителям и их применению в производстве шин и РТИ,проведен их анализ и сделаны соответствующие выводы по актуальности иперспективности данной работы.В главе объекты и методы исследования представлены подробныехарактеристики объектов исследований (шунгита и ряда хлорсодержащихкаучуков), указаны методы определения физических и химических свойствшунгита, методика растворной модификации суспензии шунгита в хлороформе,методика определения газообразных продуктов, образующихся при прогревехлорсодержащих каучуков, содержащих шунгит на примере полихлоропрена,методы получения и исследования свойств вулканизатов с применениемшунгита.Экспериментальная часть.В первом разделе экспериментальной части для более достовернойинтерпретации полученных нами экспериментальных данных, дополнительнобылиопределеныфизико-химическиехарактеристикишунгита,использованного в данной работе.

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.

Список файлов диссертации