Модифицированные эластомерные материалы на основе бутадиен-нитрильных каучуков с улучшенными эксплуатационными свойствами (1095066)
Текст из файла
На правах рукописиВРУБЛЕВСКАЯ ЮЛИЯ ИБРЕМОВНАМОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЭЛАСТОМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫНА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВС УЛУЧШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИСВОЙСТВАМИ05.17.06 – Технология и переработка полимеров и композитовАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2013Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный открытыйуниверситет им. В.С. Черномырдина» на кафедре химической технологиипереработки полимерных материалов и органических веществ и в ООО «РЕАМРТИ» в испытательно-технологической лаборатории.Научный руководитель:доктор технических наук, профессор, заведующийкафедрой химической технологии переработкиполимерных материалов и органических веществШевердяев Олег НиколаевичФГБОУ ВПО МГОУ им. В.С.
ЧерномырдинаОфициальные оппоненты: доктор технических наук, профессор, советникгенерального директора по научным вопросамМорозов Юрий ЛьвовичООО «Научный исследовательский институтэластомерных материалов»доктор технических наук, профессор, профессоркафедры технологии переработки пластических массШерышев Михаил АнатольевичРоссийский химико-технологический университетим. Д.И. МенделееваВедущая организация:ООО «Опытный завод Резиновых техническихизделий – Подольск»Защита состоится «27» ноября 2013 года в 14.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.204.01 созданного на базе Российского химикотехнологического университета им. Д.И. Менделеева по адресу 125047 г.
Москва,ул. Миусская пл., д. 9 (ауд. 443).С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центреРХТУ им. Д.И. Менделеева.Автореферат диссертации разослан «18» октября 2013 года.Ученый секретарьДиссертационного советаД 212.204.01Будницкий Ю.М.ВВЕДЕНИЕДля нефтяной, газовой, авиационной, автомобильной и других отраслейпромышленности необходимы уплотнительные эластомерные материалы иизделия,работающиевусловияхнизкихивысокихтемператур,характеризующиеся высокой износостойкостью, стойкостью к эксплуатационнымсредам и низким значением коэффициента трения скольжения.
Применяемые внастоящее время эластомерные материалы не обеспечивают весь комплекстребований, предъявляемых к уплотнительным изделиям, используемым вподвижных узлах и механизмах. Поэтому разработка новых эластомерныхматериалов с улучшенными фрикционными и физико-механическими свойствамиявляется важной технологической, технико-экономической и экологическойпроблемой, имеющей большое народнохозяйственное значение.Попыткисоответствующихразработкивсемуэластомерныхкомплексууплотнительныхпредъявляемыхизделий,требований,предпринимались в двух основных направлениях – создание изделий потрадиционной технологии и по технологии выдержки эластомерных материаловв среде модификатора.
Однако все более высокие требования к надежности идолговечности эластомерных уплотнительных изделий, работающих в режиметрения скольжения, потребовали разработки нового способа их получения. Всвязи с этим, разработка нового способа модификации эластомерных материаловна основе экологически безопасных (с биоразлагаемым эмульгатором) бутадиеннитрильных каучуков типа БНКС, обеспечивающих улучшенные фрикционные ифизико-механические свойства, является актуальной проблемой.Цель работы.
Разработка композиционных эластомерных материалов на основебутадиен-нитрильных каучуков типа БНКС с улучшенными фрикционными (снизким коэффициентом трения и износом) и физико-механическими свойствами.Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:- выбор марки бутадиен-нитрильного каучука типа БНКС для производстваэластомерных уплотнительных изделий с необходимым комплексом свойств;1- выбор эффективных поверхностно-активных веществ (ПАВ) для модификацииэластомерных композиций и материалов на основе БНКС и разработка способамодификации с применением ПАВ для получения уплотнительных изделий сулучшенными фрикционными и физико-механическими свойствами;- установление параметров эффективности ПАВ как антифрикционногомодификатора и их взаимосвязи с фрикционными свойствами (коэффициентомтрения и износостойкостью) эластомерных материалов на основе БНКС;- прогнозирование срока работоспособности уплотнительных эластомерныхматериалов с улучшенными эксплуатационными свойствами; изготовлениеопытно-промышленной партии изделий и проведение их стендовых испытаний;- научно-практические рекомендации по применению разработанного способамодификации для получения уплотнительных изделий на основе БНКС.Научная новизна:- установлено влияние содержания нитрилакриловой кислоты в бутадиеннитрильных каучуках типа БНКС на фрикционные и физико-механическиесвойства эластомерных материалов;- показана эффективность использования полиоксиэтиленгликолей (ПЭГ) вразработанном комбинированном способе модификации;- разработаны рецептуры эластомерных материалов на основе БНКС и новыйкомбинированный способ модификации, позволяющий получать эластомерныематериалысозначительноулучшеннымифрикционнымиифизико-механическими свойствами;- впервые установлена количественная связь между предельной адсорбцией (Гm),площадью, занимаемой молекулой ПАВ (Sm) с коэффициентом трения (f) иизносостойкостью (I) эластомерного материала, что позволило установить, что ГmиSmявляютсяпараметрамиэффективностидействияПАВ,какантифрикционного модификатора;- разработан экспресс-метод оценки ПАВ как антифрикционных модификаторовэластомерных материалов, что позволит оптимизировать процесс их выбора;2- предложено уравнение, устанавливающее связь долговечности эластомерныхуплотнительныхизделий,модифицированныхПАВ,сусловиямиихэксплуатации; на его основе осуществлен прогноз срока службы эластомерныхуплотнительных изделий, модифицированных ПАВ.Практическая ценность:- разработан комбинированный способ модификации, позволяющий получатьэластомерные изделия на основе БНКС с улучшенными фрикционными (с низкимкоэффициентом трения и износом) и физико-механическими свойствами;- полученные результаты положены в основу разработки технологическогопроцесса получения уплотнительных изделий;- на ООО «РТИ-технологии» (г.
Балашиха) разработан и внедрен в производствотехнологическийматериаловспроцесскомбинированнойприменениеммодификацииПАВ-модификаторовфрикционных и физико-механическихдляэластомерныхулучшенияихсвойств; организовано промышленноепроизводство уплотнительных эластомерных изделий с использованием новогоспособа модификации;- на ЗАО «Плаза» (г. Санкт-Петербург) проведены стендовые испытанияуплотнительныхэластомерныхизделийиустановленоихсоответствиетребованиям технической документации по долговечности и эксплуатационнымсвойствам.Апробация работы. Материалы, представленные в диссертации, доложены наXIXом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии», Волгоград, 2011 г.;IIой и IIIей Международной научно-технической конференции «Нестационарные,энерго- и ресурсосберегающие процессы и оборудование в химической, нано- ибиотехнологии (НЭРПО-2011 и 2013)», Москва, 2011 г., 2013 г.; Научнопрактической конференция «Каучуки, шины, резинотехника в XXI веке: новое вобласти сырья, технологий, контроля качества и защиты среды обитания»,Москва, 2010 г; Iой и IIой Конференции «Каучуки, РТИ, шины: традиции иновации», Москва, 2011 г, 2012 г; XVIIой и XVIIIой Международной научнопрактической конференции «Резиновая промышленность.
Сырье. Материалы.3Технологии», Звенигород, 2011 г., 2012 г.; IXой Украинской с международнымучастиемнаучно-техническойконференции«Эластомеры:материалы,технология, оборудование, изделия», Днепропетровск, 2012 г; IIIей Всероссийскойконференции «Каучук и Резина-2013», Москва, 2013 г.Публикации. По материалам диссертации опубликовано тристатьи врекомендованных ВАК журналах.
Получен 1 патент. Всего по теме диссертацииопубликовано 18 работ.Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 140 страницахмашинописноготекстаэкспериментальнуюичасть,включаетвведение,обсуждениелитературныйрезультатов,выводы,обзор,списоклитературных источников и приложения, содержит 21 рисунок, 33 таблицы и162 библиографические ссылки.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель изадачи исследования.Литературный обзор (глава 1) посвящен рассмотрению типов и марокбутадиен-нитрильныхкаучуков;механизмовтрениявысокоэластическихматериалов и видов их износа.
Обобщены результаты использования различныхспособовмодификацииэластомерныхматериаловдляулучшенияихфрикционных и физико-механических свойствВо второй главе приведены объекты и методы исследования. Объектамиисследования являлись: производственные эластомерные композиции дляформовых резинотехнических изделий на основе бутадиен-нитрильных каучуковтипа БНКС; неионогенные ПАВ – полиоксиэтиленгликоли с молекулярноймассой(ММ)400(ПЭГ-400)и4000(ПЭГ-4000),оксиэтилированныймоноэтаноламид синтетических жирных кислот фракции С10-С16 (синтамид-510),серосодержащий продукт «Polytron», относящиеся к малотоксичным веществам.Использованы методы: ИК-спектроскопия, термогравиметрический анализ,электроннаямикроскопия,измерениякраевогоугласмачиванияиповерхностного натяжения. Динамические свойства эластомерных материалов4оценивали при помощи динамического механического спектрометра RPA 2000фирмы «Alpha Technologies UK», фрикционные свойства – в соответствии с«Методическими рекомендациями», разработаннымиГОССТАНДАРТОМ,ВНИИ по нормализации в машиностроении и ИМАШ им.
А.А. БлагонравоваРАН.Технологическиеифизико-механическиесвойстваэластомерныхкомпозиций и материалов оценивали по стандартным методикам.Глава 3. Экспериментальные данные и обсуждение результатов1. Изучение эксплуатационных свойств производственных эластомерныхматериалов на основе БНКС для производства уплотнительных изделийОсновными требованиями, предъявляемыми к эластомерным материаламдля создания уплотнительных изделий с высокими эксплуатационнымисвойствами и длительным сроком работоспособности при работе в режиметрения скольжения, является обеспечение необходимых значений относительнойостаточной деформации сжатия; фрикционных свойств (коэффициента трения иизноса); эластичности; условной прочности при растяжении, относительногоудлинения при разрыве и твердости по Шор А после теплового воздействия;изменения массы и объема после воздействия эксплуатационных (агрессивных)сред,атакжетемпературногопределахрупкостиикоэффициентаморозостойкости по эластическому восстановлению.Проведено изучение влияния бутадиен-нитрильных каучуков БНКС сразным содержанием нитрилакриловой кислоты (НАК) – БНКС-18АН,БНКС-28АН, БНКС-40АН, NBR-25LH (южная Корея, аналог БНКС-28АН) на свойствапроизводственных эластомерных материалов для изготовления уплотнительныхизделий.
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}
