Научная статья на тему 'ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ ДЛЯ МАСЛОБЕНЗОСТОЙКИХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ'

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ ДЛЯ МАСЛОБЕНЗОСТОЙКИХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
524
56
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ / БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ / МАСЛОБЕНЗОСТОЙКИЕ РЕЗИНЫ / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / УПРУГО-ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Егоров Евгений Николаевич, Ушмарин Николай Филиппович, Кольцов Николай Иванович

В статье исследовано влияние различных технологических добавок: цинколета ВВ 222, лубстаба-01 и МА-L22 - на технологические свойства резиновой смеси, физико-механические и эксплуатационные показатели резины на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-40АМН. Базовая резиновая смесь включала каучук, перкадокс BC-FF, монометакрилат цинка, малеид Ф, триаллилизоцианурат, ацетонанил Н, олигоэфиракрилаты МГФ-9 и ТГМ-3, технический углерод П 514 и другие ингредиенты. Резиновую смесь готовили на лабораторных вальцах ЛБ 320 160/160 в две стадии. На первой стадии смешивали каучук БНКС-40АМН с ингредиентами и технологическими добавками. В качестве технологических добавок использовались цинколет BB 222, лубстаб-01 и MA-L22. На второй стадии смешения вводились перкадокс BC-FF и соагенты вулканизации. Для полученных вариантов резиновой смеси исследовались вулканизационные характеристики на реометре MDR 3000 Basic при температуре 170 °С. Изготовленную резиновую смесь вулканизовали в вулканизационном прессе типа P-V-100-3RT-2-PCD при 150 °С в течение 40 мин. Определение упруго-прочностных и эксплуатационных свойств резины осуществлялось согласно существующим для резиновой промышленности стандартам. Маслобензостойкость вулканизатов оценивалась по изменению их упруго-прочностных показателей после воздействия стандартной жидкости СЖР-1 при температуре 125 °С, а также по изменению массы образцов после выдержки их в смеси изооктана с толуолом при комнатной температуре. Установлено, что введение технологических добавок в резиновую смесь улучшает распределение технического углерода П 514 и порошкообразных ингредиентов (монометакрилат цинка, малеид Ф, триаллилизоцианурат, ацетонанил Н) в матрице каучука. Повышенными упруго-прочностными показателями и их наименьшими изменениями после воздействия агрессивных углеводородных сред характеризуется резина, содержащая технологическую добавку MA-L22. Проведено сопоставление технологических, упруго-прочностных свойств и стойкости к действию агрессивных сред резин, содержащих бутадиен-нитрильные каучуки БНКС-18АМН, БНКС-28АМН и БНКС-40АМН с оптимальными для них технологическими добавками. Установлено, что резина, содержащая БНКС-40АМН и технологическую добавку MA-L22, характеризуется улучшенными вулканизационными свойствами, повышенными упруго-прочностными показателями и наименьшими их изменениями после воздействия агрессивных углеводородных сред.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Егоров Евгений Николаевич, Ушмарин Николай Филиппович, Кольцов Николай Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TECHNOLOGICAL ADDITIVES FOR OIL AND PETROL RESISTANCE RUBBERS BASED ON BUTADIENE-NITRILE CAOUTCHOUCS

The article investigated the influence of various technological additives (zincolet BB 222, lubstab-01 and MA-L22) on the technological properties of the rubber mixture, physical, mechanical and operational characteristics of rubber based on nitrile butadiene caoutchouc BNKS-40AMN. Basic rubber mixture studied included caoutchouc, BC-FF percadox, zinc monomethacrylate, maleide F, triallyl isocyanurate, acetonanil N, MGF-9 and THM-3 oligoester acrylates, carbon black P 514 and other ingredients. The rubber mixture was prepared on laboratory rolls LB 320 160/160 in two stages. At the first stage, BNKS-40AMN caoutchouc was mixed with ingredients and processing aids. As technological additives, zincolet BB 222, lubstab-01 and MA-L22 were used. In the second mixing step, BC-FF percadox and vulcanization coagents were introduced. For the obtained variants of the rubber mixture the vulcanization characteristics were studied on an MDR 3000 Basic rheometer at a temperature of 170 °C. The rubber mixture prepared was vulcanized in a P-V-100-3RT-2-PCD type vulcanizing press at 150 °C for 40 min. Determination of elastic-strength and operational properties of rubber were carried out according to the standards existing for the rubber industry. The oil resistance of the vulcanizates was evaluated by changing their elastic strength after exposure to standard liquid SZHR-1 at a temperature of 125 °C, as well as by changing the mass of the samples after exposure to a mixture of isooctane with toluene at room temperature. It was found that the introduction of technological additives in the rubber compound improves the distribution of carbon black P 514 and powdered ingredients (zinc monomethacrylate, maleide F, triallyl isocyanurate, acetonanil H) in the caoutchouc matrix. Increased elastic strength indicators and their smallest changes after exposure to aggressive hydrocarbon media is characterized a rubber containing technological additive MA-L22. A comparison of technological, elastic-strength properties and resistance to aggressive media for rubbers containing butadiene-nitrile caoutchoucs BNKS-18AMN, BNKS-28AMN and BNKS-40AMN with optimal technological additives for them was done. It has been established that rubber containing BNKS-40AMN and technological additive MA-L22 is characterized by improved vulcanization properties, increased elastic strength indicators and their smallest changes after exposure to aggressive hydrocarbon media.

Текст научной работы на тему «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ ДЛЯ МАСЛОБЕНЗОСТОЙКИХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ»

DOI: 10.6060/ivkkt.20216406.6169

УДК: 678.765

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ ДЛЯ МАСЛОБЕНЗОСТОЙКИХ РЕЗИН НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ

Е.Н. Егоров, Н.Ф. Ушмарин, Н.И. Кольцов

Евгений Николаевич Егоров, Николай Иванович Кольцов*

Кафедра физической химии и высокомолекулярных соединений, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Московский пр., 15, Чебоксары, Российская Федерация, 428015 E-mail: enegorov@mail.ru, koltsovni@mail.ru *

Николай Филиппович Ушмарин

АО "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева", Социалистическая, 1, Чебоксары, Российская Федерация, 428006 E-mail: ushmarin@mail.ru

В статье исследовано влияние различных технологических добавок: цинколета ВВ 222, лубстаба-01 и MA-L22 - на технологические свойства резиновой смеси, физико-механические и эксплуатационные показатели резины на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-40АМН. Базовая резиновая смесь включала каучук, перкадокс BC-FF, мономе-такрилат цинка, малеид Ф, триаллилизоцианурат, ацетонанил Н, олигоэфиракрилаты МГФ-9 и ТГМ-3, технический углерод П 514 и другие ингредиенты. Резиновую смесь готовили на лабораторных вальцах ЛБ 320 160/160 в две стадии. На первой стадии смешивали каучук БНКС-40АМН с ингредиентами и технологическими добавками. В качестве технологических добавок использовались цинколет BB 222, лубстаб-01 и MA-L22. На второй стадии смешения вводились перкадокс BC-FF и соагенты вулканизации. Для полученных вариантов резиновой смеси исследовались вулканизационные характеристики на реометре MDR 3000 Basic при температуре 170 °С. Изготовленную резиновую смесь вулканизовали в вулканизационном прессе типа P-V-100-3RT-2-PCD при 150 °С в течение 40 мин. Определение упруго-прочностных и эксплуатационных свойств резины осуществлялось согласно существующим для резиновой промышленности стандартам. Маслобензостойкость вулка-низатов оценивалась по изменению их упруго-прочностных показателей после воздействия стандартной жидкости СЖР-1 при температуре 125 °С, а также по изменению массы образцов после выдержки их в смеси изооктана с толуолом при комнатной температуре. Установлено, что введение технологических добавок в резиновую смесь улучшает распределение технического углерода П 514 и порошкообразных ингредиентов (монометакрилат цинка, малеид Ф, триаллилизоцианурат, ацетонанил Н) в матрице каучука. Повышенными упруго-прочностными показателями и их наименьшими изменениями после воздействия агрессивных углеводородных сред характеризуется резина, содержащая технологическую добавку MA-L22. Проведено сопоставление технологических, упруго -прочностных свойств и стойкости к действию агрессивных сред резин, содержащих бутадиен-нитрильные каучуки БНКС-18АМН, БНКС-28АМН и БНКС-40АМН с оптимальными для них технологическими добавками. Установлено, что резина, содержащая БНКС-40АМН и технологическую добавку MA-L22, характеризуется улучшенными вулканизационными свойствами, повышенными упруго-прочностными показателями и наименьшими их изменениями после воздействия агрессивных углеводородных сред.

Ключевые слова: технологические добавки, бутадиен-нитрильные каучуки, маслобензостойкие резины, технологические свойства, упруго-прочностные свойства и эксплуатационные свойства

Для цитирования:

Егоров Е.Н., Ушмарин Н.Ф., Кольцов Н.И. Технологические добавки для маслобензостойких резин на основе бу-тадиен-нитрильных каучуков. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2021. Т. 64. Вып. 6. С. 41-46

For citation:

Egorov E.N., Ushmarin N.F., Kol'tsov N.I. Technological additives for oil and petrol resistance rubbers based on butadi-ene-nitrile caoutchoucs. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 6. P. 41-46

TECHNOLOGICAL ADDITIVES FOR OIL AND PETROL RESISTANCE RUBBERS BASED

ON BUTADIENE-NITRILE CAOUTCHOUCS

E.N. Egorov, N.F. Ushmarin, N.I. Kol'tsov

Evgeny N. Egorov, Nikolay I. Kol'tsov *

Department of Physical Chemistry and Macromolecular Compounds, Chuvash State University named after I.N. Ulyanov, Moskovskiy ave., 15, Cheboksary, 428015, Russia E-mail: enegorov@mail.ru, koltsovni@mail.ru *

Nikolay F. Ushmarin

The Joint Stock Company "Cheboksary Production Association named after V.I. Chapaev", Socialisticheskaya st., 1, Cheboksary, 428006, Russia E-mail: ushmarin@mail.ru

The article investigated the influence of various technological additives (zincolet BB 222, lubstab-01 and MA-L22) on the technological properties of the rubber mixture, physical, mechanical and operational characteristics of rubber based on nitrile butadiene caoutchouc BNKS-40AMN. Basic rubber mixture studied included caoutchouc, BC-FFpercadox, zinc monomethac-rylate, maleide F, triallyl isocyanurate, acetonanil N, MGF-9 and THM-3 oligoester acrylates, carbon black P 514 and other ingredients. The rubber mixture was prepared on laboratory rolls LB 320 160/160 in two stages. At the first stage, BNKS-40AMN caoutchouc was mixed with ingredients and processing aids. As technological additives, zincolet BB 222, lubstab-01 and MA-L22 were used. In the second mixing step, BC-FF percadox and vulcanization coagents were introduced. For the obtained variants of the rubber mixture the vulcanization characteristics were studied on an MDR 3000 Basic rheometer at a temperature of 170 °C. The rubber mixture prepared was vulcanized in a P-V-100-3RT-2-PCD type vulcanizing press at 150 °C for 40 min. Determination of elastic-strength and operational properties of rubber were carried out according to the standards existing for the rubber industry. The oil resistance of the vulcanizates was evaluated by changing their elastic strength after exposure to standard liquid SZHR-1 at a temperature of 125 °C, as well as by changing the mass of the samples after exposure to a mixture of isooctane with toluene at room temperature. It was found that the introduction of technological additives in the rubber compound improves the distribution of carbon black P 514 and powdered ingredients (zinc monomethacrylate, maleide F, triallyl isocyanurate, acetonanil H) in the caoutchouc matrix Increased elastic strength indicators and their smallest changes after exposure to aggressive hydrocarbon media is characterized a rubber containing technological additive MA-L22. A comparison of technological, elastic-strength properties and resistance to aggressive media for rubbers containing butadiene-nitrile caoutchoucs BNKS-18AMN, BNKS-28AMN and BNKS-40AMN with optimal technological additives for them was done. It has been established that rubber containing BNKS-40AMN and technological additive MA-L22 is characterized by improved vulcanization properties, increased elastic strength indicators and their smallest changes after exposure to aggressive hydrocarbon media.

Key words: technological additives, nitrile butadiene caoutchoucs, oil and petrol resistant rubbers, technological properties, elastic-strength and operational properties

ВВЕДЕНИЕ

К резино-техническим изделиям (РТИ) предъявляются повышенные требования по физико-механическим и эксплуатационным свойствам.

Для улучшения свойств РТИ на основе существующих резин в них на стадии изготовления вводят технологические добавки (ТД) [1, 2]. Известно [3], эффективность ТД определяется их способностью

E.N. Egorov, N.F. Ushmarin, N.I. Kol'tsov

в процессе изготовления резиновой смеси понижать поверхностное натяжение, концентрируясь на границах каучука с наполнителями и порошкообразными ингредиентами. Это позволяет улучшить степень диспергирования порошкообразных ингредиентов резиновой смеси в матрице каучука, технологические свойства резиновых смесей и, как следствие, повысить физико-механические показатели вулканизатов [3-7]. ТД позволяют направленно регулировать свойства резин и повысить срок службы РТИ на их основе [8-10]. В качестве ТД применяются самые разнообразные продукты природного и синтетического происхождения [11]. В производстве РТИ большая доля выпускаемой продукции приходится на маслобен-зостойкие изделия, которые используются в автомобильной, нефтегазодобывающей промышленности, и требования к эксплуатационным свойствам которых постоянно возрастают. Известно, что в большинстве случаев основой таких резин являются бутадиен-нитрильные каучуки [15, 16]. В работах [16-18] исследовалась возможность повышения эксплуатационных свойств резин на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-18АМН путем введения в их состав различных технологических добавок (РС-1, эластид, оксанол ЦС-100, КД-6, лубстаб-01). Показано, что оксанол ЦС-100 является лучшей технологической добавкой для этих резин. В [19, 20] исследовалось влияние ТД цинколета BB 222, лубстаба-01, диспер-гатора Fl plus и оксанола ЦС-100 на технологические, физико-механические и эксплуатационные свойства резин на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-28АМН. Из перечисленных ТД для этих резин наиболее эффективной ТД оказался цинколет BB 222. Каучуки БНКС-18АМН и БНКС-28АМН характеризуются содержанием нитрила акриловой кислоты (НАК) соответственно 17-20 и 27-30%. Наряду с этими каучуками в составе маслобензостойких резин также используется каучук БНКС-40АМН с содержанием НАК 36-40%. В связи с этим представляет интерес исследовать влияние различных ТД на свойства резины на основе каучука БНКС-40АМН с установлением оптимального варианта ТД и сопоставить свойства резиновых смесей и резин, содержащих разные бутадиен-нитрильные каучуки и ТД.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Резиновая смесь включала: каучук БНКС-40АМН; вулканизующий агент - перкадокс BC-FF; соагенты вулканизации - триаллилизоцианурат, малеид Ф, монометакрилат цинка; противостари-

тель - ацетонанил Н (полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин - продукт конденсации ацетона с анилином); олигоэфиракрилаты МГФ-9 (а,ю-диметакрилатбистриэтиленгликоль-фталат) и ТГМ-3 (три(оксиэтилен)-а,ю-диметакри-лат); наполнитель - технический углерод П 514 и другие ингредиенты. Первый (базовый) вариант резиновой смеси готовился без ТД. Второй - четвертый ее варианты дополнительно содержали по 2,0 мас.ч. ТД: цинколет BB 222 (сложный эфир насыщенных жирных кислот (фирма «DBH Osthandelsgesellschaft mbH», Германия)), лубстаб-01 (смесь сложных эфиров ненасыщенных жирных кислот и оксидов кальция, магния, цинка (ТУ 24.92-001-37450212-2014)) и MA-L22 (сложный эфир насыщенных жирных кислот (фирма «Master Additives Sdn Bhd», Малайзия)). Резиновую смесь изготавливали на лабораторных вальцах ЛБ 320 160/160 в две стадии. На первой стадии смешивали каучук БНКС-40АМН с ингредиентами и ТД. Перкадокс BC-FF и соагенты вулканизации вводили на второй стадии смешения. Время изготовления резиновой смеси базового варианта составило 17 мин, а с ТД - 14 мин. Затем определялись вулканизационные характеристики резиновой смеси на реометре MDR 3000 Basic при 170 °C в течение 25 мин. Вулканизацию стандартных образцов всех вариантов резиновой смеси проводили в вулканизационном прессе типа P-V-100-3RT-2-PCD при 150 °C в течение 40 мин. Исследования свойств резины осуществлялись согласно существующим для резиновой промышленности стандартам: упруго-прочностные свойства определяли по ГОСТ 270-75; твердость по Шору А - по ГОСТ 263-75; сопротивление раздиру - по ГОСТ 262-79; относительную остаточную деформацию сжатия -по ГОСТ 9.029-74; стойкость к действию агрессивных углеводородных сред - по ГОСТ 9.030-74.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В табл. 1 представлены исследованные варианты резиновой смеси, их вулканизационные характеристики, упруго-прочностные и эксплуатационные свойства вулканизатов.

Эффективность использования ТД оценивали по вулканизационным характеристикам различных вариантов резиновой смеси при 170 °С, которые приведены в табл. 1. Как видно, для вариантов резиновой смеси, содержащих ТД, по сравнению с базовым вариантом наблюдается увеличение времен начала, оптимума вулканизации и уменьшение максимального и минимального крутящих моментов. Это указывает на возмож-

ность сокращения длительности процесса смешения (или процесса изготовления резиновых смесей) за счет хорошей гомогенизации наполнителя и других порошкообразных ингредиентов в каучуковой матрице. Последнее было учтено при изготовлении резиновой смеси на лабораторных вальцах: длительность смешения резиновой смеси с ТД была меньше длительности смешения базового варианта резиновой смеси на 3 мин. Четвертый вариант резиновой смеси характеризуется наименьшими значениями максимального и минимального крутящих моментов и соответственно лучшим распределением технического углерода П 514, соагентов вулканизации и противостарителя в матрице каучука БНКС-40АМН.

Как видно из табл. 1, для содержащих ТД вулканизатов наблюдается улучшение упруго-прочностных показателей: условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве по сравнению с вулканизатом базового варианта резиновой смеси. Причем наибольшими их значениями обладает вулканизат четвертого варианта резиновой смеси, содержащий МА-Ь22. Введение ТД в резиновую смесь практически не влияет на твердость, сопротивление раздиру вулканизатов и незначительно повышает в допустимых пределах их относительную остаточную деформацию сжатия по сравнению с вулканизатом базового варианта резиновой смеси.

Исследование маслобензостойких свойств резин основывается на изучении их стойкости к воздействию агрессивных углеводородных сред в условиях, приближенных к эксплуатационным. В качестве таких сред использовались стандартная жидкость СЖР-1 и смесь изооктан + толуол. Поэтому в дальнейшем проводились исследования изменения свойств вулканизатов вариантов резиновой смеси после их выдержки в СЖР-1 при температуре 125 °С в течение 24 ч, а также в смеси изооктан+толуол (70:30) при 23 °С в течение 24 ч. Результаты исследований приведены в табл. 1. Из табл. 1 следует, что введение ТД в резиновую смесь приводит к уменьшению изменений упруго-прочностных свойств вулканизатов после суточной экспозиции в СЖР-1. Причем, наименьшими изменениями этих свойств, а также массы в среде изооктан+толуол обладает вулканизат четвертого варианта резиновой смеси, содержащий МА-Ь22.

Сопоставим технологические, упруго-прочностные свойства и их изменения под действием агрессивных углеводородных сред для резин, содержащих различные бутадиен-нитрильные каучуки с оптимальными для них ТД. В табл. 2

приведены вулканизационные характеристики резиновых смесей и свойства вулканизатов, содержащих каучук БНКС-18АМН и оксанол ЦС-100, а также каучук БНКС-28АМН и цинколет ВВ 222.

Таблица 1

Варианты и свойства резиновой смеси и вулканизатов Table 1. Variants and properties of rubber mixture and

vulcanizates

Технологические добав- Варианты резиновой смеси

ки, показатели 1 2 3 4

Цинколет BB 222, мас. ч. - 2,0 - -

Лубстаб-01, мас. ч. - - 2,0 -

MA-L22, мас. ч. - - - 2,0

Вулканизационные характеристики резиновой смеси при 170 °С

Smax, дНм 47,37 45,41 45,28 44,84

Smin, дНм 3,61 3,58 3,54 3,48

ts, мин 0,51 0,56 0,59 0,55

t90, мин 5,82 6,14 6,19 5,98

Свойства вулканизатов (режим вулканизации 150 °С, 40 мин)

fp, МПа 21,7 21,9 22,7 23,1

8p, % 100 110 120 140

H, ед. Шор А 85 88 86 88

В, кН/м 58 61 57 62

ОДС при 30% сжатии (125 °С24 ч), % 9,3 10,0 10,2 9,7

Изменение свойств вулканизатов после выдержки

в СЖР-1, 125 °С-24 ч

Af, % p -10,8 -8,8 -9,7 -7,4

A8 , % p' -14,3 -11,0 -12,1 -9,8

AH, ед. Шор А +5 +3 +4 +2

Изменение массы вулканизатов после выдержки в смеси изооктан+толуол (70:30), 23 °С24 ч

Am, % +10,8 +9,0 +9,3 +8,5

Примечание: S max — максимальный крутящий момент, Smin — минимальный крутящий момент; ts - время начала вулканизации; t90 - оптимальное время вулканизации; fp - условная прочность при растяжении; 8р - относительное удлинение при разрыве; Н - твердость; В - сопротивление раздиру; ОДС - относительная остаточная деформация при сжатии; Afp, Д8р, Am - относительное изменение условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве и массы; АН - разность твердостей резины после и до выдержки в агрессивной среде Note: Smax - maximum torque; Smin - minimum torque; ts is the start time of vulcanization; ts is the optimal vulcanization time; fp - conditional tensile strength; 8р - relative elongation at break; H - hardness; B - tear resistance; ODS - relative residual deformation during compression; Afp, Д8р, Am - relative change in conventional tensile strength, elongation at break and weight; АН - the difference in rubber hardness after and before exposure in an aggressive environment

Сравнение вулканизационных свойств резиновых смесей показывает, что резиновая смесь на основе БНКС-40АМН характеризуется боль-

E.N. Egorov, N.F. Ushmarin, N.I. Kol'tsov

шими величинами максимального, минимального крутящих моментов и меньшими значениями времен начала и оптимума вулканизации по сравнению с резиновыми смесями, содержащими БНКС-18АМН и БНКС-28АМН. Это связано с большей вязкостью и жесткостью БНКС-40АМН по сравнению с БНКС-18АМН и БНКС-28АМН [21]. Вулканизат на основе каучука БНКС-40АМН и ТД MA-L22 имеет более высокие значения условной прочности при растяжении, твердости, сопротивления раздиру и меньшее значение (в пределах нормы) относительного удлинения при разрыве. Вулканизат на основе каучука БНКС-40АМН и ТД MA-L22 обладает меньшими изменениями упруго-прочностных свойств после выдержки в СЖР-1 и изменением массы после выдержки в смеси изооктан+толуол. Меньшие изменения свойств и массы вулканизата на основе бутадиен -нитрильного каучука БНКС-40АМН в углеводородных средах связано с большим содержанием полярных групп НАК в этом каучуке, а также с использованной ТД MA-L22, повышающей технологические и упруго-прочностные свойства исследованной резины.

ВЫВОДЫ

Исследовано влияние ТД структола WB 222, лубстаба-01 и МА^22 на технологические свойства резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука БНКС-40АМН, а также упруго-прочностные и эксплуатационные характеристики вулканизатов. Показано, что для данной резиновой смеси оптимальной является ТД MA-L22. Введение MA-L22 в резиновую смесь приводит к улучшению ее перерабатываемости, повышению упруго-прочностных свойств резины и незначительному уменьшению этих свойств после воздействия агрессивных углеводородных сред. Для резин на основе каучуков БНКС-18АМН, БНКС-28АМН и БНКС-40АМН эффек-

ЛИТЕРАТУРА

1. Марк Дж., Эрман Б., Эйрич Ф. Каучук и резина. Наука и технологии. Долгопрудный: Изд. дом Интеллект. 2011. 768 с.

2. Технология резины: Рецептуростроения и испытания. Под ред. Дж.С. Дика. СПб.: Научные основы и технологии. 2010. 620 с.

3. Гришин Б.С. Материалы резиновой промышленности (информационно-аналитическая база данных). Ч. 1. Казань: КГТУ. 2010. 506 с.

4. Долинская Р.М., Прокопчук Н.Р., Коровина Ю.В. Оценка пластифицирующего действия диспергаторов резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных кау-чуков. Каучук и резина. 2016. № 2. С. 42-45.

5. Уральский М.Л., Горелик Р.А., Буканов А.М. Контроль и регулирование технологических свойств резиновых смесей. М.: Химия. 1983. 128 с.

6. Рахматуллина А.П., Заварихина Л.А., Мохнаткина О.Г., Михайлова ИЛ., Богданова С.А., Ахмедьянова Р.А., Лиакумович А.Г. Влияние композиций высших жирных кислот на межфазные характеристики и физико-механические свойства резин. Журн. прикл. химии. 2003. Т. 76. Вып. 4. С. 680-684. DOI: 10.1023/A:1025720127574.

тивными ТД являются оксанол ЦС-100, цинколет BB 222 и MA-L22. Резина, содержащая БНКС-40АМН и MA-L22, характеризуется повышенными технологическими, упруго-прочностными показателями и высокой стойкостью к действию углеводородных сред, что позволяет рекомендовать ее для изготовления маслобензостойких резинотехнических изделий с улучшенными эксплуатационными свойствами и термоагрессивостойких пакерующих элементов для нефтегазодобывающей промышленности.

Таблица 2

Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе каучуков БНКС-18АМН и БНКС-28АМН Table 2. Properties of rubber mixtures and vulcanizates based on caoutchoucs BNKS-18AMN and BNKS-28AMN

Каучуки

Показатели БНКС-18АМН БНКС-28АМН

[16-18] [19, 20]

Вулканизационные характеристики резиновых смесей при 170 °С

Smax, дН-м

Smin, дН-м

ts, мин 1,16 0,86

t90, мин 17,25 13,00

Свойства вулканизатов (режим вулканизации 150 °С, 40 мин)

fp, МПа

£p, %

H, ед. Шор А 80 84

В, кН/м 26 53

Изменение свойств вулканизатов после выдержки в СЖР-1, 125 °С-24 ч

Af, % p' -12,4 -10,8

Ae , % p' -13,0 -11,5

AH, ед. Шор А +4 +3

Изменение массы вулканизатов после выдержки в смеси изооктан+толуол (70:30), 23 °С-24 ч

Am, %

REFERENCES

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Mark J., Erman B., Eyrich F. Caoutchouc and rubber. Science and Technology. Dolgoprudnyy: Izd. Dom Intellekt. 2011. 768 p. (in Russian).

2. Rubber technology: Compounding and testing for performance. Ed. by J.S. Dick. SPb.: Nauchnyye osnovy i tekhnologii. 2010. 620 p. (in Russian).

3. Grishin B.S. Rubber industry materials (information-analytical database). Pt. 1. Kazan: KGTU. 2010. 506 p. (in Russian).

4. Dolinskaya R.M., Prokopchuk N.R., Korovina Yu.V. Assessment of the plasticizing effect of dispersants of rubber compounds based on butadiene-nitrile caoutchoucs. KauchukRezina. 2016. N 2. P. 42-45 (in Russian).

5. Uralsky M.L., Gorelik R.A., Bukanov A.M. Control and regulation of technological properties of rubber mixtures. M.: Khimiya. 1983. 128 p. (in Russian).

6. Rakhmatullina A.P., Zavarikhina L.A., Mokhnatkina O.G., Mikhailova LL, Bogdanova S.A., Akhmedyanova R.A., Lia-kumovich AG. The effect of higher fatty acid compositions on interfacial characteristics and physico-mechanical properties of rubbers. Zhurn. Prikl. Khim. 2003. V. 76. N 4. P. 680-684 (in Russian). DOI: 10.1023/A:1025720127574.

7. Рахматуллина А.П., Ахмедьянова Р.А., Портной Ц.Б., Лиакумович А.Г., Мохнаткина Е.Г., Ильясов Р.И. Технологические активные добавки на основе цинковых и кальциевых солей стеариновой и олеиновой кислот и их смесей. Каучук и резина. 2004. № 3. С. 31-35. DOI: 10.1177/0307174X0403101209.

8. Ельшевская Е.А., Писаренко Т.И., Гришин B.C., Сахновский Н.Л, Власов Г.Я., Пичугин A.M. Диспак-толы - новые отечественные технологические добавки полифункционального действия. Каучук и резина. 1993. № 5. С. 48-51.

9. Ушмарин Н.Ф., Кольцов Н.И. Новые технологические добавки для резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков. Каучук и резина. 2009. № 3. C. 26-29. DOI: 10.1177/0307174X1003700307.

10. Рахматуллина А.П., Лиакумович А.Г., Ахмедьянова Р.А., Мохнаткина Е.Г. Композиции на основе стеаратов и олеатов - технологические добавки для резиновых смесей. Вестн. Казан. технол. ун-та. 2010. № 10. С. 676-679.

11. Карманова О.В. Технологические активные добавки на основе сопутствующих продуктов производства растительного масла. Каучук и резина. 2009. № 5. С. 18-21.

12. Юровский В.С. Пути повышения качества РТИ для автомобилей. Каучук и резина. 2007. № 6. С. 13-19.

13. Спиридонов И.С., Илларионова М.С., Ушмарин Н.Ф., Сандалов С.И., Кольцов Н.И. Влияние сополимеров этилена с винилацетатом на свойства резины на основе бутадиен-нитрильного каучука. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 8. С. 59-65. DOI: 10.6060/ivkkt.20186108.5759.

14. Ушмарин Н.Ф., Ефимовский Е.Г., Петрова Н.Н., Сан-далов С.И., Кольцов Н.И. Влияние порошковых шунги-тов на свойства маслобензостойких резин. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. Вып. 1. С. 54-60. DOI: 10.6060/ivkkt.20196201.5760.

15. Лимпер А. Производство резиновых смесей. СПб.: Профессия. 2013. 263 с.

16. Васильева Ю.В., Ушмарин Н.Ф., Хасанов А.И., Кольцов Н.И. Влияние технологической добавки РС-1 на упруго-прочностные свойства резин на основе БНК. Вестн. Казан. технол.ун-та. 2013. Т. 16. № 18. С. 154-157.

17. Кольцов НИ,, Ушмарин Н.Ф., Рогожина Л.Г., Исса-кова С.А., Яруткина А.В., Плеханова А.Ю., Кузьмин М.В. Исследование влияния технологических добавок на свойства резин на основе БНК нового поколения. Часть 2. Эластид, оксанолы и фактис. Бутлеров. сообщ. 2010. Т. 19. № 3. С. 75-82.

18. Суркова В.А., Петрова Н.Н., Ушмарин Н.Ф., Кольцов НИ. Модифицирующее влияние технологической добавки «Лубстаб-01» на свойства формовой резины. Тез. докл. Все-рос. молодеж. конф. «Достижения молодых ученых: химические науки» (Уфа, 24-27 мая 2015 г.). Уфа. 2015. С. 297-299.

19. Портнова Е.М., Терентьева И.Е., Егоров Е.Н., Кольцов НИ Исследование влияния технологических добавок на свойства резины на основе бутадиен-нитрильного каучука. Тез. докл. 69-й всероссийской научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов с международным участием (Ярославль, 20 апреля 2016 г.). Ярославль.: Изд. дом ЯГТУ. 2016. С. 344-346.

20. Спиридонов И.С., Ушмарин Н.Ф., Егоров Е.Н., Санда-лов С.И., Кольцов НИ Влияние технологических добавок на свойства резины на основе бутадиен-нитрильного каучука. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 10. С. 53-57. DOI: 10.6060/tcct.20176010.5486.

21. Большой справочник резинщика. Ч. 1. Каучуки и ингредиенты. Под ред. С.В. Резниченко, Ю.Л. Морозова. М.: ООО «Изд. центр «Техинформ» МАИ». 2012. 744 с.

7. Rakhmatullina A.P., Akhmedyanova R.A., Portnoy Ts.B., Liakumovich A.G., Mokhnatkina E.G., Ilyasov

R.I. Technological active additives based on zinc and calcium salts of stearic and oleic acids and their mixtures. Kauchuk Rezina. 2004. N 3. P. 31-35 (in Russian). DOI: 10.1177/0307174X0403101209.

8. Elshevskaya E.A., Pisarenko T.I., Grishin B.C., Sakh-novsky H.L., Vlasov G.Ya., Pichugin A.M. Discontacts -new domestic technological additives of multifunctional action. Kauchuk Rezina. 1993. N 5. P. 48-51 (in Russian).

9. Ushmarin N.F., Kol'tsov N.I. New technological additives for rubber mixtures based on butadiene-nitrile caoutchoucs. Kauchuk Rezina. 2009. N 3. P. 26-29 (in Russian). DOI: 10.1177/0307174X1003700307.

10. Rakhmatullina A.P., Liakumovich A.G., Akhmedyanova R.A., Mokhnatkina E.G. Compositions based on stearates and oleates are technological additives for rubber mixtures. Vestn. Kazan. Tekhnol. Un-ta. 2010. N 10. P. 676-679 (in Russian).

11. Karmanova O.V. Technological active additives based on related products for the production of vegetable oil. Kauchuk Rezina. 2009. N 5. P. 18-21 (in Russian).

12. Yurovsky V.S. Ways to improve the quality of rubber products for cars. Kauchuk Rezina. 2007. N 6. P. 13-19 (in Russian).

13. Spiridonov IS., Illarionova M.S., Ushmarin N.F., Sandalov S.I., Kol'tsov N.I. The influence of ethylene copolymers with vinyl acetate on properties of rubber based of butadiene-nitrile caoutchouc. ChemChemTech. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 8. P. 59-65 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20186108.5759.

14. Ushmarin N.F., Efimovsky E.G., Petrova N.N., Sandalov S.I, Kol'tsov N.I. The effect of powder schungite on the properties of oil and petrol resistant rubbers. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 1. P. 54-60 (in Russian).. DOI 10.6060/ivkkt.20196201.5760.

15. Limper A. Production of rubber mixtures. SPb.: Professiya. 2013. 263 p. (in Russian).

16. Vasilieva Yu.V., Ushmarin N.F., Khasanov A.I., Kol'tsov N.I. The influence of the technological additive RS-1 on the elastic-strength properties of rubbers based on NBR. Vestn. Kazan. Tekhnol. Un-ta. 2013. V. 16. N 18. P. 154-157 (in Russian).

17. Kol'tsov N.I, Ushmarin N.F., Rogozhina L.G., Issakova S.A., Yarutkina A.V., Plekhanova A.Yu., Kuzmin M.V. Investigation of the influence of technological additives on the properties of rubbers based on new generation NBR. Part 2. Elastide, oxa-nols and factis. Butlerov. Soobshch. 2010. V. 19. N 3. P. 75-82 (in Russian).

18. Surkova V.A., Petrova N.N., Ushmarin N.F., Kol'tsov

N.I. The modifying effect of the Lubstab-01 technological additive on the properties of molded rubber. Abstracts of the All-Russian Youth Conference. «Dostizheniya mo-lodykh uchenykh: khimicheskiye nauki» (Ufa, May 24-27, 2015). Ufa: 2015. P. 297-299. (in Russian).

19. Portnova E.M., Terent'eva I.E., Egorov E.N., Kol'tsov N.I Investigation of the influence of technological additives on the properties of rubber based on butadiene-nitrile caoutchouc. Abstracts of the 69th All-Russian Scientific and Technical Conference of students, undergraduates and graduate students with international participation (Yaroslavl, April 20, 2016). Yaroslavl.: Izdat. dom YAGTU. P. 344-346. (in Russian).

20. Spiridonov I.S., Ushmarin N.F., Egorov E.N., Sandalov S.I., Kol'tsov N.I. Effect of technological additives on the properties of rubber based on butadiene-nitrile rubber. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 10. P. 53-57 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20176010.5486.

21. Great reference of rubberman. Part 1. Caoutchoucs and ingredients. Ed. by S.V. Reznichenko, Yu.L. Morozova. M.: OOO «Izd. tsentr «Tekhinform» MAI». 2012. 744 p. (in Russian).

Поступила в редакцию (Received) 25.11.2020 Принята к опубликованию (Accepted) 25.03.2021

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.