Исследованы технические свойства резин на основе комбинации растворного бутадиен-стирольного и натурального каучуков, содержащие кремнекислотный наполнитель и каплинг-агент в различной дозировке. В качестве объектов исследования выступали эластомерные композиции на основе каучуков марок ДССК-2163ПФ и TSR-20. В работе использовался высокодисперсный кремнекислотный наполнитель Экстрасил 150ВД в дозировке 75 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. В качестве каплинг-агента применяли силан марки X 50-S, который представляет собой смесь бифункционального серосодержащего органосилана и технического углерода. Определено, что увеличение дозировки каплинг-агента приводит к росту на 13,3–26,7% показателя условного напряжения при 100%-ном удлинении, уменьшению условной прочности при растяжении на 8,1–8,7%, относительного удлинения при разрыве на 12,8–17,9% и сопротивления раздиру на 11,9–13,5%. Однако определение изменения основных технических свойств после теплового старения показало, что композиции с более высокой дозировкой каплинг-агента характеризуются большей стойкостью к термоокислительным процессам, протекающим при воздействии повышенной температуры и кислорода воздуха. При этом эластомерная композиция с 12 мас. ч. силана марки X 50-S при определенных условиях старения имеет наименьшее изменение показателей условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве. Характер изменения технических свойств шинных резин обусловлен возможностью серосодержащего органосилана при температуре вулканизации распадаться с образованием элементарной серы, которая в дальнейшем участвует в формировании структуры вулканизационной сетки, что и обусловливает различия основных технических показателей шинных резин и их стойкость к тепловому старению

Установлено влияние различных активаторов вулканизации на технические свойства вулканизатов на основе различных каучуков общего назначения. В качестве объектов исследования выступали эластомерные композиции на основе натурального и бутадиен-стирольного каучуков, содержащие новые комплексные активаторы вулканизации с пониженной дозировкой оксида цинка. В работе использовались комплексные активаторы вулканизации в виде сплава стеариновой кислоты, бентонита и оксида цинка в различных соотношениях минеральных составляющих, полученных при температурах 70, 90 и 110°С. Показано, что частичная замена оксида цинка на новые компоненты с минимальной дозировкой бентонита в их составе практически не оказывает влияние на основные физико-механические показатели резин. В то же время вулканизаты характеризуются повышенными эластическими характеристиками, о чем свидетельствуют более высокие значения относительного удлинения при разрыве в случае резин на основе бутадиен-стирольного каучука. При исследовании влияния новых добавок в составе резин на основе натурального каучука выявлено снижение условной прочности при растяжении вулканизатов как до, так и после теплового старения по сравнению с композицией, содержащей оксид цинка. Установлено, что введение комплексных активаторов вулканизации, полученных при температуре 110°С, в эластомерные композиции на основе исследуемых каучуков позволяет получать резины, не уступающие по термоокислительной стойкости вулканизатам с оксидом цинка. В то же время было определено, что частичная замена оксида цинка на бентонит приводит к некоторому уменьшению плотности поперечного сшивания вулканизатов, за исключением компонентов, полученных при 110°С.

Приведены результаты исследования влияния нефтяных масел с различной степенью очистки на технические свойства эластомерных композиций на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД. В качестве пластифицирующих компонентов применялись побочный продукт масляного производства (экстракт селективной очистки вакуумного дистиллята ВД-4) и продукты его очистки, которые вводились в эластомерные композиции в дозировках 5,0 и 10,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Установлено, что введение в резиновые смеси исследуемых пластифицирующих добавок приводит к увеличению до 27% условного напряжения при 300%-ном удлинении и до 7,9% условной прочности при растяжении вулканизатов по сравнению с композициями, содержащими масло И-40. Определено, что применение рафината, полученного в процессе очистки экстракта вакуумного дистиллята ВД-4 растворителем N-метилпирролидоном с добавлением 10 мас. % этиленгликоля, а также рафината – продукта экстракционной очистки окисленного экстракта вакуумного дистиллята ВД-4, приводит к увеличению стойкости резин к термическому старению до 9%. Выявлено, что введение исследуемых нефтяных масел в эластомерные композиции на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД позволяет сохранить температурный предел хрупкости резин на уровне применяемого в промышленности масла И-40.

Исследованы эксплуатационные свойства и структурные показатели пространственной сетки вулканизатов, содержащих новый заменитель канифоли и наноматериалы. В качестве объектов исследования применяли эластомерные композиции на основе комбинации синтетических полиизопренового и полибутадиенового каучуков. В данной работе использовался канифолетерпеностирольномалеиновый аддукт, полученный высокотемпературной обработкой смеси терпентина и стирола в соотношении 95 : 5 малеиновым ангидридом при содержании последнего 46 мас. %. Для сравнительного анализа применяли промышленный повыситель клейкости – канифоль сосновую. Дозировки опытного аддукта и образца сравнения в резиновой смеси составляли 2,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. В качестве наноразмерных компонентов использовали наноалмазные модификаторы марок АШ-А и УДА СП производства НП ЗАО «Синта», которые вводились в смеси в дозировках 0,1 и 0,2 мас. ч. на 100,0 мас. ч. каучука. Определено некоторое снижение модуля резин с исследуемым аддуктом и нанодобавкой марки АШ-А независимо от дозировки последнего. Установлено, что значения условной прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве для резин с аддуктом и нанокомпонентами находятся на уровне образцов с канифолью или с наноматериалами. Анализ динамических свойств резин в режиме знакопеременных деформаций и при повышенных температурах показал, что введение наномодификаторов марок АШ-А и УДА СП в композиции с опытным аддуктом или канифолью способствует увеличению их стойкости к разрастанию трещин при продольном изгибе более чем в 2,9 раза.

Исследована возможность совместного применения новых лесохимических продуктов на основе канифолетерпеностирольномалеиновых аддуктов в присутствии наноразмерных модификаторов в составе шинных эластомерных композиций на основе комбинации синтетических полиизопренового и полибутадиенового каучуков. Установлено влияние типа и дозировки аддуктов и наномодификаторов на адгезионные и упругопрочностные свойства композиций. Канифолетерпеностирольномалеиновые аддукты, полученные путем высокотемпературной обработки смеси терпентина и стирола малеиновым ангидридом, вводили в резиновые смеси в равнозначных дозировках с промышленным повысителем клейкости – канифолью сосновой. В качестве наноразмерных компонентов использовали опытные образцы модифицированной алмазосодержащей шихты с различным содержанием наночастиц в дозировках 0,1 и 0,2 мас. ч. на 100,0 мас. ч. каучука. Выявлено, что применение алмазосодержащей шихты приводит к улучшению конфекционной клейкости эластомерных композиций с канифолесодержащими добавками, что позволит увеличить временной интервал хранения резиновых смесей и обеспечить монолитность при сборке многослойных изделий. Определено некоторое снижение прочностных характеристик резин с канифолесодержащими добавками в присутствии наномодификаторов при сохранении эластических свойств на уровне образца сравнения

Изучены технологические свойства резиновых смесей, содержащих комбинацию технического углерода и кремнекислотного наполнителя. В качестве объектов исследования использованы эластомерные композиции на основе натурального каучука, содержащие высокоусиливающий технический углерод марки N347 и кремнекислотный наполнитель марки Perkasil-408. В рецептурах проводилась частичная замена 10,0 и 20,0 мас. ч. технического углерода на минеральный наполнитель при неизменном остальном составе резиновой смеси. Определено, что введение кремнекислотного наполнителя приводит к получению эластомерных композиций с меньшей на 6,1–10,2% вязкостью по Муни резиновых смесей. Частичная замена высокоусиливающего технического углерода на минеральный наполнитель Perkasil-408 улучшает диспергирование наполнителя в объеме эластомерной матрицы за счет уменьшения взаимодействия частиц наполнителя друг с другом, поскольку комплексный динамический модуль смесей с кремнекислотным наполнителем в 1,16–1,69 раза меньше, чем для смеси с техническим углеродом. Установлено, что композиции с комбинацией наполнителей характеризуются повышенной стойкостью к преждевременной вулканизации, но более длительным (на 6,7–18,7%) временем достижения оптимальной степени вулканизации и меньшей в 1,24–1,59 раза скоростью вулканизации, что оказывает влияние на структуру формируемой пространственной сетки

Исследованы вулканизационные свойства резиновых смесей на основе растворных бутадиен-стирольных каучуков, содержащих кремнекислотные наполнители. В качестве объектов исследования выступали эластомерные композиции на основе каучука ДССК-2163 и маслонаполненного каучука ДССК-2560-М27. В работе использовались две марки наполнителя Zeosil-1165MP и Zeosil Premium 200MP, различающиеся величиной удельной поверхности по адсорбции. Дозировка минеральных наполнителей составляла 60, 65 и 70 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. В качестве связующего каплинг-агента применяли силан марки X 50-S. Определено, что увеличение дозировки каплинг-агента приводит к сокращению времени достижения оптимальной степени вулканизации резиновых смесей на основе ДССК-2163 при различном содержании наполнителя на 3,9–10,9% для композиций с Zeosil-1165MP и на 2,6–9,9% для композиций с Zeosil Premium 200MP, а для смесей на основе ДССК-2560-М27 увеличение содержания связующего агента вызывает сокращение указанного показателя для композиций с Zeosil-1165MP на 2,6–7,1% и с Zeosil Premium 200MP на 2,3–6,5%. Установлено, что с увеличением содержания наполнителя с 60 до 70 мас. ч. оптимум вулканизации повышается на 10,2–35,6% для композиций на основе ДССК-2163 и до 16,8% для композиций на основе ДССК-2560-М27.

Определены особенности диспергирования кремнекислотных наполнителей, различающихся величиной удельной поверхности по адсорбции, в объеме эластомерных композиций на основе растворных бутадиен-стирольных каучуков (ДССК). В качестве объектов исследования использовались эластомерные композиции на основе каучуков марок ДССК 2163 и ДССК 2560М27. В качестве каплинг- агента применялся силан марки X 50-S. Установлено, что природа эластомера оказывает существенное влияние на процесс гидрофобизирования поверхности наполнителя. В смесях на основе маслонаполненного бутадиен-стирольного каучука ДССК 2560М27 с 60,0 мас. ч. кремнекислотного наполнителя по сравнению с композициями на основе ДССК 2163 показатели комплексного динамического модуля больше на 17,1–29,0% в случае наполнителя марки Zeosil-1165MP и на 56,1–66,0% – в случае наполнителя марки Zeosil Premium 200MP. Аналогичные зависимости определены и для композиций с 65,0 мас. ч. кремнекислотного наполнителя (комплексный динамический модуль больше на 62,5–68,9% для смесей с Zeosil-1165MP и на 74,3–84,9% – для смесей с Zeosil Premium 200MP). Выявленный характер изменения процесса диспергирования наполнителя в эластомере может быть обусловлен затруднением протекания процесса гидрофобизирования поверхности кремнезема из-за наличия в объеме каучука масла-наполнителя

Исследовано влияние экстракта селективной очистки вакуумного дистиллята ВД-4 и его рафинатов, применяемых в качестве пластифицирующих добавок, на технологические и технические свойства эластомерных композиций на основе комбинации каучуков общего назначения. Исследуемые добавки были получены в процессе обработки экстрактов, являющихся продуктом селективной очистки вакуумного дистиллята ВД-4 триэтиленгликолем, диметилсульфоксидом, растворителем состава N-метилпирролидоном + 10 мас. % этиленгликоля. Пластифицирующие добавки вводились в эластомерные композиции на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД в дозировках 2,5 и 5,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Установлено, что очистка вакуумного дистиллята ВД-4 приводит к улучшению совместимости пластифицирующих добавок с эластомерной матрицей, о чем свидетельствуют более высокие значения коэффициента диффузии. Выявлено, что введение рафинатов вызывает увеличение вязкости по Муни резиновых смесей, по сравнению с композициями, содержащими ВД-4, и способствует повышению скорости протекания релаксационных процессов в объеме полимерной матрицы. Показано, что вулканизаты, содержащие очищенные масла, имеют более высокие значения условного напряжения при заданном удлинении и условной прочности при растяжении. Установлено, что резины с очищенными продуктами характеризуются повышенной стойкостью к истиранию по сравнению с композициями, содержащими ВД-4.

The influence of different types of silica, differing in quality characteristics, on the complex modulus of rubbers, their elastic modulus, loss modulus, and also on the tangent of angle of mechanical loss are investigated. Mineral fillers silica 1 and silica 2 are introduced at a dosage of 80.00 phr into filled elastomeric compositions based on combination of synthetic styrene-butadiene and polybutadiene rubbers, used for the manufacture of treads for passenger tires. The tests are carried out on a dynamic mechanical analyzer by cyclic compression of vulcanizates in the temperature range 20–70°С. It is established that vulcanizates with silica 2 are characterized by 8–56% lower value of the complex modulus. It is revealed that rubbers containing a silica 2, depending on temperature, have 13–36% lower values of the elastic modulus and 19–46% lower values of the loss modulus in comparison with samples filled with silica 2. It is determined that in the temperature range from 20 to 70°C vulcanizates with silica 2 are characterized by 7–12% lower values of the tangent of angle of mechanical loss. As a result of the study, it is established that it is the most expedient to introduce mineral filler silica 2 into the formulation of tread rubber compounds for passenger tires. This will make it possible to obtain vulcanizates with increased elasticity and adhesion to the road surface, as well as lower heat losses to the environment and fuel consumption.

Определена эффективность применения добавок бутилового регенерата в составе эластомерных композиций на основе комбинации хлорбутилкаучука и натурального каучука. Установлено влияние типа и дозировки бутилового регенерата на пластоэластические и вулканизационные свойства резиновых смесей, упруго-прочностные показатели резин и стойкость вулканизатов к термическому старению в среде воздуха. В композиции вводились два типа бутилового регенерата, полученные радиационным методом при дозах облучения 30 и 50 кГр, а также дополнительно подвергшиеся специальной обработке в лабораторном штифтовом экструдере холодного питания. Дозировка регенерата составляла 5,0; 10,0; 15,0 и 20,0 мас. ч. на 100,0 мас. ч. каучука. Показана перспективность использования вторичного продукта в составе эластомерных композиций, что позволит снизить себестоимость выпускаемой продукции при сохранении основных качественных характеристик. Определено, что при введении в эластомерную композицию регенерата в дозировках 5,0 и 10,0 мас. ч. вязкость по Муни резиновых смесей изменяется на 2,4%, а время достижения оптимальной степени вулканизации на 1,4% по сравнению с композицией без добавки. При этом использование бутилового регенерата в указанных дозировках не оказывает существенного влияния на упруго-прочностные свойства резин и их стойкость к термическому старению по сравнению с резиной без регенерата.

The influence of different types of silica, differing in quality characteristics, on the complex modulus of rubbers, their elastic modulus, loss modulus, and also on the tangent of angle of mechanical loss are investigated. Mineral fillers silica 1 and silica 2 are introduced at a dosage of 80.00 phr into filled elastomeric compositions based on combination of synthetic styrene-butadiene and polybutadiene rubbers, used for the manufacture of treads for passenger tires. The tests are carried out on a dynamic mechanical analyzer by cyclic compression of vulcanizates in the temperature range 20–70°С. It is established that vulcanizates with silica 2 are characterized by 8–56% lower value of the complex modulus. It is revealed that rubbers containing a silica 2, depending on temperature, have 13–36% lower values of the elastic modulus and 19–46% lower values of the loss modulus in comparison with samples filled with silica 2. It is determined that in the temperature range from 20 to 70°C vulcanizates with silica 2 are characterized by 7–12% lower values of the tangent of angle of mechanical loss. As a result of the study, it is established that it is the most expedient to introduce mineral filler silica 2 into the formulation of tread rubber compounds for passenger tires. This will make it possible to obtain vulcanizates with increased elasticity and adhesion to the road surface, as well as lower heat losses to the environment and fuel consumption.

Исследована возможность совместного применения модифицированных пространственно- затрудненных 1,2-дигидроксибензолов и промышленного противостарителя аминного типа (6PPD) в рецептурах наполненных эластомерных композиций на основе комбинации непредельных натурального и синтетического полибутадиенового каучуков. Установлено влияние комбинаций противостарителей фенольного и аминного типов на упруго-прочностные свойства резин, стойкость вулканизатов к воздействию повышенных температур, а также на усталостную выносливость образцов при многократном растяжении. Модифицированные стабилизаторы различаются типом, количеством и пространственным расположением заместителей в бензольном кольце. Исследуемые ингредиенты вводились в резиновые смеси в дозировке 2,0 мас. ч. на 100,0 мас. ч. каучука. В качестве образца сравнения использовались эластомерные композиции, содержащие комбинацию промышленных стабилизаторов фенольного 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (ионол) и аминного N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-п-фенилендиамин (6PPD) типов в дозировке по 2,0 мас. ч. Определено, что замена промышленного стабилизатора ионола на модифицированные производные 1,2-дигидроксибензолов позволяет получать резины, не уступающие или превосходящие по физико-механическим характеристикам вулканизаты с комбинацией промышленных стабилизаторов. Выявлено, что применение в резиновых смесях стабилизатора с азепанильным циклом совместно с 6PPD обеспечивает наиболее существенное улучшение упруго-прочностных свойств резин как до, так и после теплового старения, а также позволяет получать вулканизаты с наибольшей усталостной выносливостью.

Исследована эффективность применения новых производных пространственно-затрудненных пирокатехинов в качестве противостарителей в рецептурах наполненных эластомерных композиций на основе комбинации синтетических полиизопренового и полибутадиенового каучуков. Установлено влияние производных пирокатехинов на упруго-прочностные свойства вулканизатов, стойкость резин к термическому старению в среде воздуха, а также их сопротивление разрастанию трещин при многократном изгибе. Исследуемые стабилизаторы различаются типом, количеством и пространственным расположением заместителей в бензольном кольце. Данные ингредиенты вводились в резиновые смеси в дозировках 1,0 и 2,0 мас. ч. на 100,0 мас. ч. каучука. В качестве образца сравнения использовались эластомерные композиции, содержащие промышленный стабилизатор 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (ионол, BHT). Определено, что опытные противостарители имеют более низкую летучесть по сравнению с наиболее известным и эффективным промышленным стабилизатором ионолом. Выявлено, что характер изменения упруго-прочностных свойств эластомерных композиций, содержащих синтезированные противостарители, определяется природой и дозировкой стабилизаторов. Показано, что применение в резиновых смесях новых стабилизирующих добавок приводит к получению вулканизатов, обладающих повышенной стойкостью к воздействию повышенных температур и к разрастанию трещин при продольном изгибе.

Исследована возможность применения пространственно-затрудненных дифенолов и аминофенолов в качестве стабилизаторов в рецептурах резиновых смесей на основе неполярного синтетического полиизопренового каучука. Установлено влияние новых стабилизирующих добавок на реологические характеристики эластомерных композиций. Исследуемые добавки различаются типами заместителей в бензольном кольце и их пространственным расположением. Данные ингредиенты вводились в резиновые смеси в дозировках 0,5 и 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Образцом сравнения являлись эластомерные композиции, не содержащие стабилизаторов, а также композиции с промышленными химическими противостарителями 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенолом (ионол, BHT) и N-(1,3-диметилбутил)-N'-фенил-n-фенилендиамином (дусантокс 6PPD) в аналогичных дозировках. Выявлено, что введение в ненаполненные резиновые смеси на основе синтетического полиизопренового каучука определенных типов новых полифункциональных стабилизирующих добавок на основе пространственно-затрудненных дифенолов и аминофенолов оказывает незначительное влияние на вязкость по Муни и релаксацию напряжений сдвига композиций, что не потребует корректировки составов рецептур резиновых смесей и технологических режимов их переработки. Показано, что эластомерные композиции с новыми стабилизирующими добавками по вязкостным и релаксационным характеристикам не уступают композициям с промышленными стабилизаторами, что подтверждает возможность применения новых соединений в качестве стабилизаторов эластомерных композиций.

Исследована возможность применения имидопроизводной стабилизирующей добавки в рецептурах резиновых смесей на основе комбинации синтетических полиизопренового и полибутадиенового каучуков; выявлено ее влияние на стойкость резин к воздействию температурно-силовых полей. Стабилизирующая добавка получена в результате взаимодействия изобутилена и малеинового ангидрида в присутствии аминосодержащего соединения.

Исследовано влияние кремнекислотных наполнителей с удельной площадью поверхности по цетилтриметиламмоний бромиду (ЦТАБ) 160 м2 /г в дозировке 75,0 мас. ч. и с удельной площадью поверхности по ЦТАБ 200 м2 /г в дозировке 65 мас. ч. на технологические свойства шинных эластомерных композиций. Исследуемые наполнители вводились в резиновые смеси на основе комбинации каучуков: растворного бутадиен-стирольного каучука (р-БСК) и бутадиенового каучука (СКД) в соотношении 80 : 20. Выявлено увеличение в 1,4 раза вязкости по Муни эластомерных композиций при замене кремнекислотного наполнителя с меньшей удельной площадью поверхности на более активный наполнитель. Установлено, что применение в рецептуре резиновой смеси высокоактивного ККН оказывает влияние также на процесс образования поперечных связей: увеличивается в 1,5 раза время до начала подвулканизации, при этом индекс вулканизации изменяется всего лишь с 10 до 12 мин. Показано, что введение в эластомерную композицию более активного наполнителя в меньшей дозировке не приводит к увеличению взаимодействия частиц наполнителя друг с другом. Уменьшение показателя комплексного динамического модуля в 1,5 раза свидетельствует о повышении равномерности распределения наполнителя в объеме эластомерной матрицы и, следовательно, улучшении качества изготовления резиновой смеси

Исследовано влияние низкомолекулярных полиэтиленоксидов с молекулярными массами 400 (ПЭО 400) и 4000 (ПЭО 4000) на эксплуатационные характеристики резин на основе каучуков общего назначения. Образцом сравнения являлись немодифицированные эластомерные композиции, полностью свулканизованные в прессе при температуре (142 ± 2)°С. Установлено, что модифицирование резин в ПЭО 400 позволяет увеличить стойкость вулканизатов на основе СКИ-3+СКД к воздействию повышенных температур в среде воздуха.

Исследовано влияние волокнистых модифицирующих добавок на технологические свойства наполненных резиновых смесей и технические показатели вулканизатов на основе каучуков БНКС-28 АН и БНКС-18 АМН, содержащих полуэффективную вулканизующую систему и комбинацию активного и полуактивного марок технического углерода. В качестве модифицирующих добавок использовались волокна ВАИ-2, ВАИ-3К и ВАИ-3Ж, которые различались типом исходного сырья и окраской. Определены зависимости изменения вязкости по Муни, кинетических параметров процесса вулканизации, упруго-прочностных свойств эластомерных композиций, а также стойкости резин к воздействию повышенных температур от природы и дозировки волокнистых добавок. Установлены тип и дозировка волокнистых модифицирующих добавок, способствующие улучшению технологических свойств наполненных резиновых смесей и технических характеристик вулканизатов. Выявлено, что введение в резиновые смеси даже небольшого количества волокна ВАИ-3Ж приводит к снижению вязкости по Муни эластомерных композиций и сокращению времени достижения оптимальной степени вулканизации, что позволит уменьшить энергозатраты при производстве резинотехнических изделий. Кроме того, вулканизаты с ВАИ-3Ж характеризуются повышенной стойкостью к тепловому старению и обладают наименьшими значениями остаточной деформации при сжатии.

In order to increase the strength of the adhesive bonding of rubber based on SKI-3 rubber substance to metal cords, the effect of adhesion-promoting agents, which are silicic filler modified by metal ions of variable valency (Co and Ni), has been investigated. It is shown that such adhesion-promoting agents do not have a significant effect on the technological and physicomechanical properties of rubber at room temperature, but increase the resistance of vulcanizates to elevated temperatures (up to 100°C) and increase the strength of the rubber–metal cord connection under the influence of aggressive factors in the process operation of metal cord products.