WWW.KN.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные ресурсы
 


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 10 |

«Юбилейная семидесятая всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием «Научно-технические и ...»

-- [ Страница 4 ] --

Для исследования острой токсичности в качестве подопытных животных использовались белые мыши массой 18-24 г. В эксперименте определялась концентрация, вызывающая гибель 50 % животных при экспозиции в течение 2 часов (ДL50cut) [2]. Установлено, что воздействие синтезированных дисперсий не вызывает гибели лабораторных животных.

В опытах по определению раздражающих действий на кожные покровы использовались белые крысы с чистой здоровой кожей без механических повреждений с массой 180-200 г. В эксперименте определялась степень эритемы и толщина кожной складки. Время наблюдения после однократной и повторной аппликаций составляло две недели. Выраженность эритемы и величины отека оценивалась в баллах. При изучении местного действия контролем служил противоположный участок кожи того же животного. Экспозиция проводилась в течение 4 часов, а по окончании регистрировалась реакция кожи через 1 час и 16 часов после однократной аппликации [3]. Установлено, что средний суммарный балл выраженности эритемы и величины отека, при использовании полученных дисперсий составляет 0 баллов.

Таким образом, в ходе испытаний на белых мышах установлено, что по острой токсичности полученный продукт относится к 4 классу малоопасных веществ [4]. В исследованиях на белых крысах зафиксировано, что водные дисперсии на основе казеин-диен-акриловых сополимеров не оказывают раздражающего действия на кожные покровы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Фролов В.В. Синтез водных дисперсий привитых сополимеров на основе бутилакрилата и белковых макромолекул [Электронный ресурс] / В.В. Фролов, А.И.

Микулина, И.С. Коротнева // Современные проблемы науки и образования. 2014.

№ 6. Режим доступа: www.science-education.ru/120-16808.

2. МУ 2102-79. Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование предельно допустимых уровней загрязнений кожи:

Метод. указания / Сост. А.И. Заиченко [и др.]. М., 1979. 24 с.

3. МУ 2163-80. Методические указания к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны / Сост. П.Н.

Бургасов [и др.]. М.,1980. 11с.

4. ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://meganorm.ru/Data2/1/4294852/4294852044.htm УДК 678.026:631.547.1

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОДИСПЕРСИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

НА ОСНОВЕ ДИЕН – АКРИЛОВЫХ СОПОЛИМЕРОВ

ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ СЕМЯН

С.В. Плюснина, И.П. Коломиец, Е.Л. Игошев, И.С. Коротнева Научный руководитель – И.С. Коротнева, канд. хим. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Рассмотрены основные требования к формированию пленочных защитных покрытий и способы их получения. Показано влияние внешних факторов (температуры, влажности) на устойчивость покрытий. Полученные покрытия предназначены для регулирования сроков проращивания семян озимых сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: эмульсионная полимеризация, водные дисперсии полимеров, пленкообразующие системы, латексы, защитные пленки, трещинообразование, водопоглощение, сополимеры бутадиена-1,3 и изопрена

–  –  –

The basic requirements for the formation of film coatings and methods for their preparation are considered. The influences of external factors (temperature, humidity) on the stability of the coating are shows. The resulting coatings are designed to regulate the time of germination of seeds of winter crops.





Keywords: emulsion polymerization, waterdispersions of polymesrs filmforming systems,latex, protective films, cracking,water absorption, copolymers of 1,3butadienand isoprene В настоящее время вододисперсионные полимерные материалы все чаще используются в различных областях промышленности, исключением не стало и сельское хозяйство. Ускоренными темпами начинают внедряться технологии по усовершенствованию предпосевной подготовки сельскохозяйственных культур, которые позволяют свести к минимуму влияние неблагоприятных природных условий (утренний мороз, сильный ветер, избыток влаги и т.д.), отражающихся на урожайности культур, и позволяющие избежать обработки почвы в ранний весенний период.

Разрабатываемое защитное покрытие для семян должно формироваться из вододисперсионных пленкообразующих систем, чтобы исключить применение токсичных растворителей. Образующиеся покрытия (пленки) должны обладать высокой адгезией с целью обеспечения устойчивости к механическим воздействиям во время транспортировки, посева и обладать способностью к трещинообразованию под воздействием отрицательных температур [1].

Актуальной является разработка и исследование пленкообразующих систем на основе физических комбинаций латексов диен– акрилатных сополимеров и водных растворов полимеров, отвечающих выше указанным требованиям.

Основной целью данной работы является изучение закономерностей процесса синтеза водных дисперсий сополимеров и исследования по получению биодеградируемого защитного покрытия для зерен сельскохозяйственных культур, предотвращающего их преждевременное прорастание в осенний период, разрушающегося под воздействием отрицательных температур зимой и способствующему появлению всходов ранней весной.

Синтезированный латекс карбоксилсодержащего диен - метилметакрилатного сополимера подвергается дегазации с целью удаления незаполимеризовавшихся мономеров, т.к. они пагубно влияют на окружающую среду и прорастание семян.

Для создания покрытий, удовлетворяющих перечисленным требованиям (минимальным водопропусканием и способностью разрушаться при температуре от минус 7 °С до минус 15 °С), исследовались различные составы пленкообразующих систем на основе синтезированных латексов карбоксилсодержащих бутадиен (изопрен) метилметакрилатных сополимеров, поливинилацетатной дисперсии, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, крахмала, гипромелозы.

В качестве модельных семян использовались семена гороха посевного (Pisum sativum). В работе установлено влияние толщины плнок на водопоглощение, всхожесть и энергию прорастания семян. Проводилось исследование поведения покрытий на воздухе, в водных средах и при отрицательных температурах, а также при захоронении в почву.

Для оценки влагоустойчивости образцы помещались в воду. Нарушение целостности оболочки в водной среде говорило о несостоятельности таких смесей для использования в качестве защитных покрытий семян. Набухание пленок без образования трещин давало возможность для их дальнейшего исследования.

Если при низкой температуре (минус 7 °С - минус 15 °С) трещинообразования не происходило, то требовалось создание систем с большим количеством водорастворимых полимеров. В работе проводились исследования влияния толщины пленки на проращивание семени. При изучении всхожести по ГОСТ 12038-84 С.4 [2] семена с однослойным, двухслойным покрытием давали дружные всходы, что обусловлено прохождением влаги через поры полимерной пленки. Семена, покрытые тремя слоями пленкообразователя, не прорастают во влажной среде. Проведенные в соответствии с ГОСТ 12020-72 [3] исследования по водопоглощению композиционных материалов показали, что максимальное водопоглощение составило 0,7 % (при толщине плнки около 220 мкм), что обеспечивает жизнеспособность семени и исключает преждевременное прорастание.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Получение вододисперсионных пленкообразующих систем для формирования влагонепроницаемых покрытий [Электронный ресурс] / И.С. Аверкиева, И.П.

Коломиец, Е.А. Полякова, И.С. Коротнева, А.В. Комин // Шестьдесят восьмая всерос. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с межд. участием : сб. материалов конф. Ярославль: Издат. дом ЯГТУ,

2015. С. 283-285.

2. ГОСТ 12038-84 С.4. Семена сельскохозяйтвенных культур. Методы определения всхожести. М.: Изд-во стандартов, 2011. VII. 64 с.

3. ГОСТ 12020-72 (СТ СЭВ 428-89). Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред (с изменениями N 1, 2, 3). М.: Изд-во стандартов, 1997. 248 с.

УДК 66.014

МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ МАСЛОРАСТВОРЁННЫХ

КОМПОНЕНТОВ ХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Н.А. Федорович, А.В. Горелова, И.С. Коротнева Научный руководитель - И. С. Коротнева, канд. хим. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Установлены условия проведения процесса химического микрокапсулирования методом эмульсионной полимеризации. Получены микрокапсулы масляных растворов с оболочкой на основе сополимеров метилметакрилата и метакриловой кислоты.

Ключевые слова: микрокапсулы, микрокапсулирование, эмульсионная полимеризация, масло подсолнечное, масло касторовое, масло кокосовое, метилметакрилат, метакриловая кислота.

MICROENCAPSULATION OF OIL-SOLUBLE INGREDIENTS

CHEMICAL METHOD

N.A.Fedorovich, A.V. Gorelova, I.S. Korotneva

–  –  –

The conditions of the microencapsulation process. Microcapsules obtained oily solution of vitamin E emulsion polymerization method.

Keywords: microcapsules, microencapsulation, emulsion polymerization, oilsoluble components, methyl methacrylate, methacrylic acid.

Перспективным методом создания инновационных лекарственных форм и косметических продуктов с пролонгированным действием, позволяющим расширить номенклатуру препаратов и изменить подходы к лечению отдельных социально значимых заболеваний - туберкулеза, онкозаболеваний, требующих длительной терапии достаточно токсичными веществами является микрокапсулирование. Важная область применения микрокапсул в фармации - совмещение в общей дозировке лекарственных веществ, несовместимых при смешении в свободном виде. Микрокапсулирование используется для разделения реагирующих между собой лекарственных веществ, объединенных в одной лекарственной форме [1, 2, 3].

В качестве одного из возможных способов микрокапсулирования применяют химический метод. Одним из его вариантов является применение эмульсионной полимеризации. Для получения микрокапсул маслорастворнных компонентов мономеры растворяют в масле, добавляется раствор эмульгатора, инициатор и проводят полимеризацию. В качестве исходного сырья для получения оболочек микрокапсул были использованы метиловый эфир метакриловой кислоты и метакриловая кислота, в качестве эмульгатора апробированы: лаурилсульфат натрия (Texapon K12) и лауретсульфат натрия (EMAL). В качестве источников свободных радикалов использовали ронгалит-гидропероксидную окислительновосстановительную систему, водорастворимый персульфат калия, наиболее часто применяемый для высокотемпературной полимеризации.

Выделение микрокапсул из латекса осуществлялось: химическим способом - путем введения в коагулянты, в качестве которых использовались спирты (этиловый, изопропиловый, бутиловый), растворы элекролитов; и физическим способом – замораживание – оттаивание. Выделенные микрокапсулы высушивались в сушильном шкафу при температуре 40 C. Микрофотография полученных микрокапсул представлена на рис. 1.

Рис. 1. Фотография микрокапсул с оболочкой на основе карбоксилсодержащих метилметакрилатных сополимеров (увеличение 64х) В работе установлена зависимость скорости полимеризации от количества и природы масел, используемых в качестве инкапсулируемого вещества (подсолнечного, касторового, кокосового). Исследовано влияние количества масла и температуры на выход целевого продукта.

Выбраны условия проведения эмульсионной сополимеризации, обеспечивающие значительную скорость процесса до высокой конверсии мономеров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технология лекарственных форм / Р.В. Бобылев, Г.П. Грядунова, Л.А. Иванова [и др.], под ред. Л.А. Ивановой. М.: Медицина, 1991. 544 с.

2. Сардушкин М.В. Подбор стабилизатора и отработка основных стадий капсулирования рифампицина / М.В. Сардушкин, К.И. Киенская, Г.В. Авраменко // Бутлеровские сообщения. 2012. Т. 32, № 11. С. 64-68.

3. Получение микрокапсул рифампицина с полилактидной оболочкой / М.В. Сардушкин, К.И. Киенская, Е.В. Ильюшенко, Г.В. Авраменко // Журн. прикладной химии. 2013. Т. 86, № 5. С. 835-839.

УДК 66.014

СИНТЕЗ ЛАТЕКСОВ АКРИЛОВЫХ СОПОЛИМЕРОВ

ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ТАБЛЕТОК

–  –  –

Научный руководитель - И.С. Коротнева, канд. хим. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Осуществлен синтез латексов карбоксилсодержащихизопреновых, бутилакрилат-метилметакрилатных и диметиламиноэтилметакрилат - бутилакрилатных сополимеров с высокой конверсией мономеров, изучено влияние компонентов рецепта на скорость процесса и коллоидно-химические характеристики полимерных водных дисперсий.

Ключевые слова: коллоидно-химические характеристики, конверсия мономеров, пленочные оболочки, латекс.

–  –  –

The synthesis of latexes of carboxylated isoprene, butyl acrylate, methyl methacrylate and dimethylaminoethyl methacrylate - butyl acrylate copolymers with a high monomer conversion, the effect of the components of the recipe on speed and colloidchemical characteristics of the polymer aqueous dispersionswerestudied.

Keywords: colloid-chemical characteristics, the conversion of monomers, film shells, latex.

Развитие химии полимеров, изучение свойств ВМС создали уникальные возможности для разработки новых лекарственных препаратов и изделий медицинского назначения. Внедрение в медицинскую практику новых вспомогательных веществ из класса полимеров сыграло поистине революционную роль в технологии лекарств. Вспомогательные полимерные вещества – полимеры, не проявляющие собственной биологической активности и используемые в технологи и приготовления лекарственных форм для обеспечения эффективности их действия [1].

Высокомолекулярные соединения могут быть использованы в производстве таблеток, при создании покрытий, которые наносят с целью защиты лекарственных веществ от воздействия внешней среды (влага, кислород, воздух, свет) желудочного сока, рН которого часто достигает 1, а также защиты слизистой оболочки желудка от раздражающего действия некоторых лекарственных веществ.

Многие активные вещества, составляющие основу твердых лекарственных форм, остро нуждаются в защитных покрытиях. В особенности это актуально для гигроскопичных (хорошо впитывающих влагу), нестабильных и агрессивных активных веществ. Само покрытие не должно оказывать негативного воздействия на организм человека, то есть должно быть химически инертным и полностью выводиться из организма естественным путем [2].

Пленочные покрытия наносят на таблетки в виде растворов и дисперсий пленкообразователей. К сожалению, в России производство полимеров для создания пленочных покрытий для таблеток находится на стадии развития. В основном все компании – производители, выпускающие материалы для пленочных покрытий, находятся в Германии, США и других зарубежных странах. В связи с этим исследования, направленные на снижение импортозависимости и уменьшение стоимости в области разработки и нанесения пленочных оболочек для таблеток является актуальной задачей.

В качестве кишечнорастворимых покрытий наиболее широкое применение получили ацетилфталилцеллюлоза (АФЦ), фталаты и шеллак. Для желудочно-растворимых покрытий используют полимеры, имеющие в молекуле аминогруппы — диэтиламинометилцеллюлоза, парааминотензоаты сахаров и ацетилцеллюлозы. Поскольку эти покрытия требуют применения органических и токсичных растворителей, то в последнее время стала актуальной проблема нанесения покрытий из водных дисперсий полимеров, так как это обеспечивает нормальные санитарногигиенические условия труда и предотвращает огне- и взрывоопасную обстановку на производстве [3, 4].

В работе осуществлен синтез латексов карбоксилсодержащих бутилакрилат-метилметакрилатных и диметиламиноэтилметакрилат - бутилакрилатных сополимеров с различным соотношением мономеров для создания пленочных оболочек таблеток. В ходе исследования разработанырецепты синтеза латексоввысококарбоксилатныхсополимеров с высокой конверсией мономеров. Установлено влияние количества метакриловой кислоты, а также диметиламиноэтилметакрилата в реакционной смеси на коллоидно-химические свойства полученных латексов.

Синтезированныелатексы карбоксилсодержащих бутилакрилатметилметакрилатныхсополимеров обладаютнизкой вязкостью. При увеличении содержания метакриловой кислоты в исходной шихтеувеличилась вязкость продукта, видимо, за счет гомополимеризации метакриловой кислоты в водной фазе. Установлено, что при повышенных концентрациях звеньев метакриловой кислоты в составе сополимера, латекс становится неустойчивым к разбавлению и механическим воздействиям.

Повысить агрегативную устойчивость латекса удалось за счет увеличения количества эмульгатора, причем не в начальной эмульсии мономеров, а при конверсии 45-55 %.

Латексы на основе диметиламиноэтилметакрилат - бутилакрилатных сополимеров обладают высокой вязкостью. Для снижения реологических параметров в реакционную смесь вводится электролит сульфат натрия. В работе установлено его влияние на кинетические характеристики процесса синтеза.

В работе установлена возможность применения синтезированныхлатексов акриловых сополимеров в качестве пленкообразователей при создании пленочных оболочек на модельных таблетках.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фармацевтическая технология. Высокомолекулярные соединения в фармации и медицине / А.И. Сливкин [и др.]; под ред. И.И. Краснюк (ст.). М.: ГЭОТАР – Медиа, 2017. 560 с.

2. Промышленное обозрение. Фармацевтическая отрасль. 2008. № 4 (9) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://archive.promoboz.com/n4_9/13.pdf

3. Флисюк Е. В. Исследование процесса нанесения кишечно-растворимых покрытий на основе полиакрилатов на таблетки в псевдоожиженном слое // Химикофармацевт. журн. 2004. Т. 38, № 9. С. 34–36.

4. http://www.lisyz.ru/tehnologii-proizvodstva/plenochnye-pokrytiya.html УДК 547.544.3+631.811.98

СИНТЕЗ НОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И РАЗВИТИЯ

РАСТЕНИЙ И ИХ ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

НА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЕ

–  –  –

Ярославский государственный технический университет Синтезирован ряд новых производных арилсульфонилалкан- (алкен)карбоновых кислот и проведено исследование их влияния на урожайность яровой пшеницы сорта «Дарья» в полевых условиях.

Ключевые слова: регуляторы роста растений, непредельные сульфоны, полевые испытания, урожайность пшеницы

SYNTHESIS OF THE NEW PLANT GROWTH REGULATORS

AND THEIR FIELD TESTS ON A SPRING WHEAT

–  –  –

A numberof new arylsulfonylalkane(alkene)carboxylic acid derivatives was synthesized and their effect on «Daria» spring wheat productivity in the fields was studied.

Keywords: plantgrowthregulators, unsaturatedsulfones, fieldtests, wheatproductivity

–  –  –

В феврале 2016 года в условиях фитотрона Костромской государственной сельскохозяйственной академии были проведены успешные лабораторные испытания полученных нами водных растворов нового регулятора и его ближайших аналогов на яровой пшенице сорта «Дарья», озимой ржи сорта «Татьяна», яровом ячмене сорта «Сонет» и сое сорта «Светлая» [4]. Полученные результаты послужили основой для последующих полевых испытаний, проведенных в мае-августе 2016 года на базе ЗАО «Новый путь» Ростовского района Ярославской области.

Было исследовано влияние четырех регуляторов роста в различных концентрациях (10-1 – 10-4 % мас.) на урожайность яровой пшеницы сорта «Дарья», семена которой были предварительно обработаны протравителем «Сектикор». В качестве контроля использовали воду и «Эпин».

Площадь делянок 4 м2 (количество 93 шт.), размещение делянок рандомизированное, повторность опытов трехкратная. Применяли предпосевную обработку семян, обработку растений в фазе трубкования и сочетание обоих этих методов, которое и оказалось наиболее эффективным.

Сбор урожая проводили в фазу полной зрелости. После проведения полевого опыта определяли высоту растений, длину колосьев и количество зерен в них, массу 1000 зерен, урожайность и прибавку к урожаю по отношению к контролю.

Рис. 1.

Фотографии полевых испытаний в различные фазы развития яровой пшеницы:

а – кущение; б - выход в трубку; в – колошение; г - созревание Испытания показали, что новые регуляторы существенно увеличивают урожайность яровой пшеницы по сравнению с контролем. Колос удлиняется, возрастает число зерен в нем и их масса. Длина стебля укорачивается, что делает растения более устойчивыми к полеганию. Предпосевная обработка семян новыми регуляторами в среднем дала прибавку к урожаю 15,2 %, обработка растений в фазе выхода в трубку – 13,1 %.

Сочетание этих двух видов обработки увеличивает урожайность в среднем на 20,2 %. Лучшие результаты были получены при использовании самой низкой концентрации регуляторов (10 -4 % мас.). Максимальная прибавка урожая по отношению к контролю составила 8,4–12,9 ц/га, что соответствует увеличению урожайности на 41,2–63,0 %. Следует отметить, что соединением-лидером в данных испытаниях оказался не ранее запатентованный регулятор, а его насыщенный аналог.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шеламова Н.А. Влияние физиологически активных соединений на жаро- и засухоустойчивость проростков пшеницы / Н.А. Шеламова, П.А. Генкель // Физиология растений. 1987. Т. 34, вып. 1. С. 121-126.

2. ВакуленкоВ.В. Новые регуляторы роста в сельскохозяйственном производстве / В.В. Вакуленко, О.А. Шаповал // Научное обеспечение и совершенствование методологии агрохимического обслуживания земледелия России: сб. ст. М., 2000.

С. 71-89.

3. Пат. 2448088 РФ. Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты, способ ее получения и применение в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений / А.А. Пудикова, М.А. Барашева, Н. П. Герасимова, Е. М. Алов, Ю. А. Москвичев, С.А. Хапова, Н.М. Майдебура; опубл 20.04.2012.

4. Завьялова Е. В. Синтез новых регуляторов роста и развития растений и их биологические испытания на ряде сельскохозяйственных культур [Электронное издание] / Е. В. Завьялова, М. А. Северина, Н.П. Герасимова // Шестьдесят девятая Всерос. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с межд. участием: сб. материалов конф.. Ярославль: Издат. дом ЯГТУ,

2016. C. 313 - 317.

УДК 678.76:537.19

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ АМИНИРОВАННЫЕ

ЭПОКСИОЛИГОБУТАДИЕНЫ В КАЧЕСТВЕ

СВЯЗУЮЩИХ В КАТАФОРЕЗНЫХ И МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ

ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТАХ

–  –  –

Научный руководитель - Н.С. Минеева, канд. хим. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Получены медьсодержащие полимерные системы на основе водорастворимых аминированных эпоксиолигобутадиенов электрохимическим методом.

Показано, что на основе медьсодержащих полимерных систем возможно получать покрытия методом катодного электроосаждения, обладающие фунгицидными и бактерицидными свойствами.

Ключевые слова: полимерный комплекс, кислоты, нейтрализация, катодное электроосаждение, металлополимеры, медьсодержащие полимерные композиты.

WATER-SOLUBLE AMINATED EPOXYLIGOBUTADIENES

AS BINDING IN CATAPHOROSIS AND COPPERCONTAINING POLYMER COMPOSITES

–  –  –

Copper-containing polymeric systems based on water-soluble aminated epoxyoligobutadienes by electrochemical method are obtained. It is shown that, based on copper-containing polymer systems, it is possible to obtain coatings by the cathodic electrodeposition method, which have fungicidal and bactericidal properties.

Keywords: polymer complex, acids, neutralization, cathodic electrodeposition, metal polymers, copper-containing polymeric composites.

Создание экологически полноценных полимерных материалов для различных областей народного хозяйства является исключительно важной задачей. Эта проблема особенно актуальна для производства материалов, требующих больших количеств органических растворителей.

Водорастворимые материалы по свойствам и областям применения аналогичны органорастворимым и в ряде случаев дают покрытия лучшего качества, но требуют высоких температур отверждения и специальной технологии их применения. Однако в настоящее время нельзя говорить о сложившемся ассортименте этих продуктов, нет ясности в требованиях к их структуре, определяющей свойства материалов. Особенно это относится к пленкообразователям (ПО) катионного типа. Чаще всего в качестве таких ПО используют соединения, содержащие протонированные аминогруппы. Несомненный интерес для этих целей представляют полифункциональные олигомеры, получаемые методом химической модификации эпоксиолигодиенов (ЭОД) аминами. Модифицированные олигодиены, являющиеся карбоцепными олигомерами, обладают, по сравнению с другими ПО, стойкостью к химическим воздействиям и образуют покрытия с хорошими защитными свойствами. Достаточно длительное время в качестве одного из распространенных водорастворимых ПО в производстве покрытий использовался олигобутадиен, модифицированный малеиновым ангидридом. Применение таких покрытий обеспечивает возможность их нанесения методом анодного электроосаждения (ЭО).

Однако в последние годы этот метод уступает место более прогрессивному методу катодного ЭО, позволяющему получать покрытия с улучшенным комплексом защитных и физико-механических свойств. Сведения о синтезе и свойствах ПО катионного типа крайне ограничены. В связи с этим исследование модифицированных олигобутадиенов в качестве связующего водоразбавляемых катофорезных материалов является актуальной задачей [1].

Катодное ЭО – один из наиболее перспективных способов нанесения покрытий. Он основан на способности полиэлектролитов изменять свою растворимость в зависимости от рН среды. Основной электрохимический процесс – электролиз воды, в результате которого прикатодное пространство подщелачивается и при этом происходит регенерация аминогрупп, потеря растворимости олигомера и осаждение его на катоде.

Для получения покрытий этим методом используются водорастворимые ПО, представляющие собой олигомерные электролиты, способные растворяться при нейтрализации и терять растворимость при переходе в форму основания. Аминированные низкомолекулярные ЭОД представляют значительный практический интерес в связи с возможностью получения на их основе водорастворимых материалов, наносимых методом катодного ЭО [2].

В качестве объектов исследования использовали низкомолекулярные каучуки регулярного строения СКДН-Н (ТУ 38.103515-94) и смешанной микроструктуры ПБ-Н (ТУ 38. 103641-93), выпускаемые в промышленном и опытно-промышленном масштабах. Модификацию олигобутадиенов осуществляли двухстадийным методом, разработанным на кафедре ХТБП ЯГТУ, который включает две последовательные стадии – гидроксидное эпоксидирование олигодиенов и последующее аминирование синтезированных эпоксиолигобутадиенов (ЭОД) вторичными аминами [3].

В качестве аминирующего агента использовали в работе диэтаноламин (ДЭА). Основные исследования в настоящей работе выполнены на аминированном эпосиолигобутадиене (каучуке ПБ НЭ), т.к. он является наиболее стабильным в отношении реакции гелеобразования [1, 2].

Наличие гидрофильных полярных групп в аминированных ЭОД (АЭОД), а также их невысокая молекулярная масса дают возможность переводить их в водорастворимое состояние после нейтрализации различными кислотами [3].

Нейтрализация происходит по схеме:

где Х – CHCH(OH)COO-; Н2PO4-;H2BO3-; CHCOO- и др.

В качестве солеобразующего агента (нейтрализующего агента – НА) можно использовать органические и неорганические кислоты, однако наибольший интерес представляют ортофосфорная (ОФК), борная (БК) и молочная (МОЛК) кислоты.

Проведенными исследованиями установлено, что на растворимость АЭОД в воде существенное влияние оказывает содержание функциональных групп в исходных и конечных продуктах синтеза. Выявлено, что растворимость каучука СКДН-НЭА в воде при рН 7 наступает при содержании связанного амина не менее 22,5 % для ДЭА. При этом установлено, что растворимость продуктов синтеза в воде наступает при их функциональности по связанному амину более 4. Известно, что природа НА может оказывать существенное влияние на растворимость олигомеров в воде и свойства водных растворов на их основе, а именно: с увеличением степени нейтрализации (СН) систем наблюдается резкое увеличение вязкости с последующим столь же резким спадом. Наблюдаемый характер изменения вязкости системы в зависимости от СН АЭОД определяется рядом факторов. С повышением кислотности среды происходит изменение микрогетерогенности системы и при высоких СН олигомера ее переход в состояние, близкое к идеальному раствору. Вместе с тем, как и для известных водных растворов полиэлектролитов, установленная зависимость вязкости исследуемой системы в этих условиях объясняется, очевидно, изменением конформации макромолекул и степени их ассоциации. При определенной СН происходит распрямление полиионов, свернутых в клубок, и увеличивается их взаимодействие друг с другом [1].

Особый интерес для этой цели представляют металлополимеры на основе меди, т. к. медь является доступной, обладает хорошей электро- и теплопроводностью, не токсична, обладает бактерицидными свойствами, в связи с этим металлополимеры на основе меди представляют огромный научный и промышленный интерес.

Электрохимический процесс осуществляли на лабораторной установке для насыщения полимера ионами металлов с челночным электродом, в качестве анода использовалась чистая медь. Насыщение медью различных ПС проводили при различном напряжении и времени эксперимента.

Полученные нами полимерные композиты (ПК) были однородыми по составу, имели одинаковую толщину по всей поверхности изделия, но отличались внешним видом: ПК с медью имели более насыщенный цвет с синеватым оттенком.

Как отмечалось выше, нейтрализация модифицированных ЭОД различными кислотами и введение в их структуру металлов методом катодного ЭО обеспечивает комплекс новых крайне важных свойств. Медьсодержащие ПК успешно испытаны в процессе катодного ЭО. Полученные ПК, по сравнению с исходными, имеют удовлетворительный внешний вид, блеск, сплошность пленок и прозрачность. В свою очередь, это обусловливает возможность применения таких систем для различных областей. Введение в их структуру различных металлов и нейтрализация различными кислотами придает системам ряд ценных свойств, просто необходимых в повседневной жизни.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ермаков В.А. Синтез водорастворимых аминированных эпоксиолигобутадиенов в качестве связующих для катофорезных лакокрасочных материалов: автореф. дис. … канд. хим. наук. Ярославль, 2004. C. 10-23.

2. Полифункциональные олигобутадиены в качестве связующих в катофорезных и металлосодержащих полимерных композитах на их основе / К.А. Пантилеева, Н.С. Минеева, А.В. Абрамова, А.В. Филатов // Математика и естественные науки.

Теория и практика: межвуз. сб. науч. тр. Вып. 10. Ярославль: Издат. дом ЯГТУ,

2015. С. 277-281.

3. Химиеская модификация олигобутадиенов различной микросруктуры / Т.Е.

Абрамова, И.А. Баженов, Н.С. Минеева, Б.С. Туров // Изв. вузов. Хим. и хим.

технология. 2012. Т.55, № 12. С. 82-86 УДК 517:925

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ

КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ВОДОРАСТВОРИМЫХ

АМИНОРОВАННЫХ ЭПОКСИОЛИГОБУТАДИЕНОВ

Ю.М. Шевалдина, Ю.А. Хмелевская, Н.С. Минеева, Э.В. Малафеева, А.С. Данилова Научный руководитель – Н.С. Минеева, канд. хим. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Аминированные эпоксиолигобутадиены синтезированы методом химической модификации олигодиенов регулярного строения и смешанной микроструктуры. Определено количество функциональных групп, обеспечивающих растворимость полифункциональных олигобутадиенов в воде в присутствии кислот различной природы. Показана возможность получения на основе водорастворимых аминированных эпоксиолигобутадиенов с борной кислотой лекарственных форм с микробиологической активностью.

Ключевые слова: олигобутадиен,химическая модификация, водорастворимость, аминированный эпоксиолигобутадиен, биологически активные полимерные системы

–  –  –

Aminated epoxy-oligobutadienes were synthesized by chemical modification of oligodenes of regular structure and mixed microstructure. The number of functional groups providing solubility of polyfunctional oligobutadienes in water in the presence of acids of different nature is determined. The possibility of obtaining medicinal forms with microbiological activity based on water-soluble aminated epoxy-oligobutadienes with boric acid is shown.

Keywords: oligobutadiene, chemical modification, water solubility, aminated epoxy-oligobutadiene, biologically active polymeric systems Объм мирового производства полимерных материалов неуклонно растт. Они находят применение в различных областях техники, быту, а также в медицине и других. Поиск новых материалов особенно важен в связи с решением экологических, технических, экономических и других проблем. Важнейшим достижением химии стал синтез полимеров, которые оказывают большое влияние на развитие всех видов промышленности и техники. Как известно, применение находят природные и синтетические полимеры. Примером природных органических биополимеров является натуральный каучук, белки, нуклеиновые кислоты.

В последние годы применение синтетических полимеров в медицине связано с их уникальным комплексом физико-химических и физикомеханических свойств. Кроме того, возможностью их модификации в широких пределах, доступностью сырья, переработки на высокопроизводительном оборудовании.

Полимеры в медицине применяются в качестве конструкционного материала для различного оборудования, носителей лекарственных средств, имплантантов, лекарственных пленок, медицинских нитей и доставки лекарственных веществ в организм.

В связи с этим, создание новых полимерных материалов с регулируемыми и специфическими свойствами является актуальной задачей.

В этом плане научный и практический интерес представляют низкомолекулярные диеновые полимеры (жидкие каучуки). Химическая модификация каучуков путем введения различных функциональных групп в реакционноспособные участи полидиеновой цепи, а также в слабую С-Н связь по отношению к двойной связи можно получать полимеры специального назначения [1].

В настоящей работе в качестве объектов исследования использованы лабораторные образцы модифицированных олигобутадиенов, полученных на основе жидких карбоцепных каучуков регулярного строения и смешанной микроструктуры.

Наличие в олигомерной цепи модифицированных олигобутадиенов аминогрупп дает возможность переводить их в водорастворимое состояние и тем самым обеспечивает ряд преимуществ композиционных материалов на их основе [2].

Физико-химические характеристики аминированных эпоксиогигобутадиенов приведены в таблице 1.

При получении водных полимерных систем на основе аминированного эпоксиолигобутадиена (АЭОД) использовали различные кислоты. В зависимости от типа кислоты можно получать материалы различного назначения. Молочная и лимонная применяется для получения биодеградируемых покрытий. Например, фосфорная кислота (ОФК) используется для получения коррозионностойких и огнестойких покрытий. Щавелевая, молочная и лимонная кислоты представляют интерес для получения биодеградируемых композиционных материалов. Характеристика кислот, применяемых для нейтрализации АЭОД приведена в таблице 2.

Таблица 1. Физико-химические характеристики аминированных эпоксиолигобутадиенов

–  –  –

Впервые исследована возможность получения биологически активных полимерных систем, а именно лекарственных средств для наружного применения, на основе аминированного эпоксиолигобутадиена. Образцы АЭОД синтезированы со степенью модификации, позволяющей переводить их в водорастворимое состояние.

При получении водных полимерных систем на основе АЭОД в качестве нейтрализующего агента использовали борную кислоту (БК). Известно, что БК широко используется в медицине в качестве антисептических средств, мазей, пластырей, а также инсектицидов для борьбы с насекомыми, и в виде водных растворов для борьбы с плесенью. Кислоту вводили в расчетных количествах, необходимых для перевода АЭОД в водорастворимое состояние, а также с учетом доз опасных для человека.

В качестве аналога при разработке лекарственных средств была использована 5 %-ная борная мазь. Получены образцы водных полимерных систем (гелей) от различных партий каучука АЭОД.

Проведены поисковые экспериментальные исследования биологического действия образцов геля на различные виды микроорганизмов и грибов на кафедре «Микробиология, вирусология и иммунология»

ЯГМУ при консультативной помощи профессора Э.В. Малофеевой.

Образцы гелей были испытаны на микробиологическую чистоту путем посева на ряд питательных сред. Это позволило выявить устойчивость образцов гелей к различным типам микрооганизмов. Результаты исследований показали, что данные гели можно использовать в качестве определенных лекарственных форм при соблюдении правил асептики при изготовлении образцов.

Рис. 1. Результаты исследования образцов на микробиологическую чистоту

–  –  –

Проведены лабораторные испытания образцов полимерных водных систем на основе каучука ПБ-НЭА, полученных с борной кислотой на грибостойкость (плесневостойкость). Образцы полимерных систем готовили в виде покрытий, нанеснных на стеклянные подложки, размером (50*50) см2 и отвержденных в термостате в воздушной среде при температуре 140 0С в течение 1 часа. Образцы перед испытанием на фунгицидность тщательно осматривали на качество покрытия: блеск, прозрачность, сплошность, адгезию, нарушение целостности плнок, наличие пузырей, вздутий и т.д.

Сущность метода испытаний полимерной композиции на грибостойкость заключалась в выдерживании образцов в условиях оптимальных для развития грибов. Исследование экспериментальных образцов проводились по ускоренной методике лабораторных испытаний.

Таким образом, впервые показана возможность получения на основе водорастворимых аминированных эпоксиолигобутадиенов, биологически активных полимерных систем, обладающих микробиологической активностью [4].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Химическая модификация олигобутадиенов различной микроструктуры / Т.Е.

Абрамова, И.А. Баженов, Н.С. Минеева, Б.С. Туров // Известие вузов. Химия и хим. технология. 2012. Т. 55, № 12. С. 82-86.

2. Ермаков В.А. Синтез водорастворимых аминированных эпоксиолигобутадиенов в качестве связующих для катофорезных лакокрасочных материалов: дис....

канд. хим. наук. Ярославль, 2004. 130 с.

3. Воробьев А.А. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. М.:

ООО «Мед. информ. агентство», 2012. 704 с.

4. Прозоркина Н.В. Основы микробиологии, вирусологии и иммунологии / Н.В.

Прозоркина, Л.А. Рубашкина. Ростов на Дону: Феникс, 2012. 378 с.

УДК 678.76:537.19

МОДИФИКАЦИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ

ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОЛИГОБУТАДИЕНОВ

ИОНАМИ МЕТАЛЛОВ

К.А. Пантилеева, М.А. Пырова, К.А. Михайлова, Н.С. Минеева, А.В. Филатов Научный руководитель - Н.С. Минеева, канд. хим. наук, доцент Ярославский государственный технический университет Исследованы способы модификации водных полимерных систем. Показана возможность получения на их основе катофорезных и металлополимерных систем.

Ключевые слова: полимерный комплекс, кислоты, модификация, ионы металлов, водорастворимые медьсодержащие полимерные системы.

MODIFICATION OF WATER-SOLUBLE POLYFUNCTIONAL

OLBOBODADIENES WITH IONS OF METALS

–  –  –

Methods for the modification of aqueous polymer systems have been studied.

The possibility of obtaining on their basis of cataphoresis and metal-polymer systems.

Keywords: polymer complex, acids, modification, metal ions, water-soluble copper-containing polymer systems.

Современная техника ставит перед химией фундаментальную задачу создания композиционных полимерных материалов (ПКМ), обладающих новым комплексом специфических свойств. В последние годы в связи с развитием нанотехнологий большое внимание уделяется получению ПКМ, содержащих частицы металлов. Также частицы могут обладать высокой реакционной способностью и склонностью к ионному и атомному связыванию с полимерной матрицей, придавая новые свойства полученным ПКМ. Металлосодержащие композиты могут быть использованы для получения высокоселективных катализаторов, материалов медицинского назначения, антибактериальных покрытий для приборов, антимикробных упаковок, средств для защиты от биоповреждений.

Защита изделий и сооружений от биоповреждений, на долю которых приходится около 20 % от всех повреждений, является важной в решении экологических проблем. В настоящее время для биостойкости в материалы вносят чаще всего низкомолекулярные соединения, содержащие металлы металлы (олово, цинк, ртуть, медь и др.). В результате этого с одной стороны улучшаются свойства материалов, а с другой – эти соединения могут мигрировать в окружающую среду и представлять токсикологическую опасность [1].

Для получения металлсодержащих ПС используют полиэтилен, полиамиды, эпоксидные и фенол-формальдегидные смолы. Несомненный научный и практический интерес для этих целей представляют полифункциональные олигобутадиены, полученные методом химической модификации олигобутадиенов аминами различной природы. Образцы для исследований синтезированы со степенью модификации, достаточной для их перевода в водорастворимое состояние.

Перевод в водорастворимые ПС на основе ПФОБД, имеющих гидрофильные полярные группы, осуществляли с помощью нейтрализующих агентов (НА) – органических и неорганических кислот. В качестве кислот использовали уксусную, муравьиную, лимонную, акриловую, щавелевую, борную, молочную, фосфорную и другие. Выбор кислот осуществлялся с учетом их специфических свойств, а именно: растворимость в воде, доступность, способность придавать изделиям антисептические, антикоррозионные, огнезащитные и биодеградируемые свойства. К таким относятся фосфорная (ФК), борная (БК) и молочная (МОЛК) кислоты. [2].

Целью настоящего исследования является получение модифицированных олигобутадиенов и металлосодержащих полимерных систем (ПС) с биологической активностью.

Цель достигалась следующим путем:

выбор оптимальных водных ПС;

изучение условий введения металлов в системы и их физикохимических свойств;

исследование влияния ионов меди в составе водных ПС на свойства композитов.

Большой научный интерес вызывает медь, т.к. она доступна, обладает высокой электро- и теплопроводностью и бактерицидными свойствами. В связи с этим поиск новых полимерных биоцидов является актуальной задачей.

Для придания катофорезным материалам на основе АЭОД бактерицидных, фунгицидных, грибостойких свойств разработан метод введения в растворы небольших количеств меди. Медьсодержащие ПС получали электрохимическим методом на лабораторной установке с пульсирующим катодом из нержавеющей стали и анодом из меди. Изучена кинетика анодного растворения меди: вязкость растворов, рН среды, удельная электропроводность, размеры частиц в зависимости от времени эксперимента и электрических параметров (таблица 1).

Таблица 1. Свойства водных ПС на основе ПБ-НЭА

–  –  –

Методы получения металлосодержащих систем (биоцидов) могут быть различны, а именно: полимераналогичные превращения, эмульсионная полимеризация, золь-гель метод и др. В качестве полимерной матрицы можно использовать как природные, так и синтетические полимеры. Нами предложен метод получения металлосодержащих полимерных систем на основе водорастворимых аминированных эпоксиолигобутадиенов (АЭОД), основанный на электрохимических процессах. Нами синтезированы образцы АЭОД в условиях, позволяющих переводить их в водорастворимое состояние путем нейтрализации различными кислотами (органическими и минеральными). Анализ результатов исследований показал, что выбраны оптимальные составы для получения металлсодержащих ПКМ. Водные полимерные системы получали с параметрами, необходимыми для катодного электроосаждения (КЭО) [2].

Медьсодержащие водные системы АЭОД, в которых медь входит в полимерную цепь (матрицу полимера) успешно испытаны в процессе КЭО. Медь может входить в полимерную матрицу (по хелатному типу) за счет ковалентного связывания с кислородом гидроксигрупп и координационно с кислородным атомом карбонила. Полученные ПК, по сравнению с исходными, имеют удовлетворительный внешний вид, блеск, сплошность пленок и прозрачность. Таким образом, ПК и материалы, полученные с применением медьсодержащих водных ПФОБД (бумага, ткань, древесина) будут в дальнейшем подвергнуты испытаниям на фунгицидные свойства [3].

Предложенные ПС могут быть использованы в качестве ПК по металлу, эксплуатируемого в условиях высокой влажности, для защиты от биокоррозионных факторов и фунгицидов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ермаков В.А. Синтез водорастворимых аминированных эпоксиолигобутадиенов в качестве связующих для катофорезных лакокрасочных материалов: автореф. дис… канд. хим. наук. Ярославль, 2004. C. 7-22.

2. Полифункциональные олигобутадиены в качестве связующих в катофорезных и металлосодержащих полимерных композитах на их основе / К.А. Пантилеева, Н.С. Минеева, А.В. Абрамова, А.В. Филатов // Математика и естественные науки.

Теория и практика: межвуз. сб. науч. тр. Ярославль: Издат. дом ЯГТУ, 2015. Вып.

10. С. 277-281

3. Катафорезные лакокрасочные материалы на основе полифункциональных олигобутадиенов и полимерных покрытий на их основе / К.А. Пантилеева, Ю.М.

Шевалдина, Н.С. Минеева, А.В. Абрамова, Е.А. Индейкин, А.С. Данилова // ОргХим-2016: тез. докл. Санкт-Петербург, 2016.

УДК 547.462.3-31

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

МАЛЕИНИЗИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ С ОКСИДОМ

АЛЮМИНИЯ

А.А. Шашина, Ю.Л. Курнаев, Г.И. Кострыкина

–  –  –

Ярославский государственный технический университет Исследовано взаимодействие малеинизированного олигомера СКДН-М и малеинизированного талового масла с оксидом алюминия методом ИК спектроскопии.

Ключевые слова: малеинизированный олигомер СКДН-М, малеинизированное таловое масло, оксид алюминия, метод ИК спектроскопии

INVESTIGATION OF THE INTERACTION

OF MALINIZED PRODUCTS WITH ALUMINUM OXIDE

A.A. Shashina, Y. L.Kurnaev, G. I. Kostrykina

–  –  –

The interaction of maleinized oligomer SKDN-M and maleized tall oil with aluminum oxide by IR spectroscopy was studied.

Keywords: maleinized oligomer SKDN-M, maleized tall oil, aluminum oxide, IR spectroscopy.

«Невысыхающиеся» композиции на основе БК широко используются в различных отраслях промышленности [1]. Одним из основных требований таких изделий является высокая адгезия каучука к металлическим субстратам, в частности к алюминиевой фольге. Учитывая существенно разную поверхностную энергию каучука и алюминиевой фольги, представляло интерес найти агенты сочетания между этими компонентами. Как известно, в качестве таких агентов используют би- или полифункциональные вещества, способные образовывать связи различной энергии между компонентами. К числу их можно отнести и различные малеинизированные продукты, в частности малеинизированный олигомер марки СКДН-м и малеинизированное таловое масло марки ТММ. В качестве модельного субстрата был выбран оксид алюминия.

ИК спектры исходных продуктов и их смесей с оксидом алюминия определяли на спектрофотометре ИК-Фурье RX1 фирмы Perkin Elmer. Для количественной оценки использовали программу Spektrum, с помощью которой определяли абсобцию аналитических полос поглощения Модифицирующие добавки шпателем наносили на кристаллы из NaCl или KBr, закрывали таким же кристаллом и помещали в кюветное отделение прибора. Образцы наполнителя с малеинизированными продуктами смешивали в агатовой ступке, растирали до гомогенного состояния и наносили на кристаллы из КBr. Соотношение продуктов в смеси составляло: «наполнитель – продукт» примерно 1:4. ИК-спектр оксида алюминия получали в среде вазелинового масла.

На рис. 1 приведен ИК спектр оксида алюминия в вазелиновом масле.

Рис. 1. ИК спектр оксида алюминия в среде вазелинового масла

Как видно из рис. 1, ИК-спектр представляет собой наложение ИК-спектра вазелинового масла (полосы поглощения при 2951 см -1, 2923 см-1, 2855 см-1, 1462 см-1, 1377см-1 и 722 см-1, характерные для метиленовых и метильных групп) и оксида алюминия (588 см -1). Обращает на себя внимание присутствие в ИК-спектре оксида алюминия широкой полосы поглощения в области 3800-2900 см-1 с максимумом при 3436 см-1. Наличие этого поглощения обусловлено присутствием гидроксильных групп ОН, между которыми осуществляется сильное межмолекулярное взаимодействие. Эти результаты подтверждают известные в литературе данные. Было установлено, что поверхности всех окислов, в том числе и оксида алюминия, в различной степени покрыты гидроксильными группами, которые практически не существуют в свободном состоянии. Поглощение ИК излучения свободных гидроксильных групп, не участвующие в образовании водородных связей, было определено на модельных образцах и составляло 3795 см-1. Смещение полос поглощения гидроксильных групп в низкочастотную область обусловлено образованием водородных связей между поверхностными гидроксильными группами [2, c. 285].

Анализ ИК спектров малеинизированных продуктов (рис. 2 и 3)

Рис. 2. ИК-спектр СКДН-М

Рис. 3. ИК-спектр малеинизированного талового масла Как следует из приведенных данных рис. 2 и 3, малеинизированные продукты характеризуются наличием карбонильных групп в ангидридных и карбоксильных группах (1703, 1781, 1860 см-1). Следует также отметить, что в спектрах продуктов проявляется поглощение, характерное для гидроксильных групп (4000-3300 см -1).

На основании этого положения уровень взаимодействия между малеинизированными продуктами и оксидом алюминия можно оценить по смещению максимума полосы поглощения валентных колебаний гидроксильной группы оксида алюминия после смешения с малеинизированными продуктами.

В табл. 1 приведены значения волновых чисел максимумов полос поглощения гидроксильных групп и их смещение относительно полосы поглощения оксида алюминия в свободном и в связанном состояниях.

Таблица 1. Значения волновых чисел максимумов полосы поглощения гидроксильных групп и их смещение относительно полосы поглощения оксида алюминия при взаимодействии с малеинизированными продуктами Продукт Показатель ТМ ТММ СКДН-М Al2O3 Волновое число, см-1 3436 3421 3406 3434 *, см-1 0 -15 -30 -2 **, см-1 -359 -374 -389 -361 Примечание.

* - по отношению к полосе поглощения 3436 см-1, **- по отношению к полосе поглощения 3795 см-1 Как следует из табл. 1, в смесях оксида алюминия с малеинизированными продуктами проявляется смещение максимума полосы поглощения валентных колебаний группы ОН в сторону более низких частот.

Это позволяет считать, что между поверхностными гидроксильными группами алюминиевой фольги и карбоксильными или гидроксильными группами продуктов возможно образование водородных связей. Можно отметить, что наибольшее смещение, т.е. образование водородных связей, наблюдается между поверхностными группами оксида алюминия и малеинизированным таловым маслом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Невысыхающие композиции эластомерного типа на основе радиационного деструктанта бутилкаучука / Р.Ю. Галимзянова. Р.Р. Вагизова, П.А. Степанов, Ю.Н. Хакимуллин, С.И. Вольфсон // Строительные материалы. 2008. № 5. С. 18

2. Литтл Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул / Л. Литтл с доп.

гл. А.В. Киселева, В.И. Лыгина; пер. с англ. А.А.Слинкина, В.И. Якерсона, Т.И.

Титовой; под ред. В.И. Лыгина. М.: Мир, 1960. 514 с.

УДК 678.742.4

АДГЕЗИОННЫЕ СВОЙСТВА БУТИЛКАУЧУКА

К АЛЮМИНИЕВОЙ ФОЛЬГЕ

А.А. Шашина, Ю.Л. Курнаев, Г.И. Кострыкина

–  –  –

Определены адгезионные свойства композиции «бутилкаучук – алюминиевая фольга». Установлено влияние термоокисления на адгезионную прочность композиций.

Ключевые слова: бутилкаучук, малеинизированный олигомер СКДН-М, малеинизированное таловое масло, адгезионная прочность

–  –  –

Adhesive properties of the composition "butyl rubber-aluminum foil" are determined. The effect of thermal oxidation on the adhesive strength of the compositions has been established.

Keywords: butyl rubber, maleated oligomer, maleized tall oil, adhesive strength.

Бутилкаучук в силу своего строения (невысокая поверхностная энергия, отсутствие функциональных групп и др.) не обладает достаточной адгезией к различным субстрататам. С целью повышения полярности полимера была проведена модификация бутилкаучука некоторыми малеинизированными продуктами и определена эффективность их применения.

В качестве объектов исследования использовали бутилкаучук марки БК 1675 Н (производство фирмы Сибур), заправленный неокрашивающим антиоксидантом Irganox 1010 CAS 6683-19-8,0%, в качестве модифицирующих добавок - малеинизированный олигомер марки СКДН-М (содержание малеинового ангидрида -18 % мас.) и малеинизированное таловое масло марки ТММ. Для сравнения использовали промышленное таловое масло. Малеинизация жидкого цис-бутадиеного каучука (СКДН-Н) проводилась при 130 0С в среде ароматического углеводорода1 Малеинизация талового масла проводилась обработкой талового масла малеиновым ангидридом при температуре 200-220 0С. В качестве субстрата использовали фольгу алюминиевая ГОСТ 618-73, марка сплава 8011, смачиваемость класса В.

Смешение каучука с модифицирующими добавками проводили на лабораторных вальцах Лб 320 160/160 при температуре (50±5) 0С. Образцы типа «фольга - каучук - фольга» «полимер – фольга - полимер» получали путем прессования в вулканизационном прессе между двумя металлическими пластинами при 160 0С в течение 180 с. Адгезионная прочность (Апр) образцов композиций к алюминиевой фольге оценивалась по усилию расслаивания образца на выбранную длину образца, которое определялась на испытательной машине Z3 (серии Z) при скорости движения верхнего зажима 100 мм/мин под углом 180 0.

Адгезионную прочность (Ар) рассчитывали двумя способами:

- 1-й способ, (1) где Рр – усилие расслаивания в Н, b – ширина образца, см;

- 2-й способ – учитывающий толщину слоя композита и приведенную к толщине равной 1 мм:

–  –  –

Рис. 2.

Влияние термообработки на адгезионную прочность БК к алюминиевой фольге Влияние старения после термообработки при 160 0С в течение 60 минут оценивали коэффициентом К:

–  –  –

Термообработка образцов оказывает положительное влияние на адгезионную прочность немодифицированных систем, в то время как адгезионная прочность композиций, модифицированных ТММ – снижается по мере увеличения дозировки. И только лишь при большом содержании (10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука) проявляется положительный эффект термообработки (рис. 3).

Рис. 3. Влияние содержания ТММ на коэффициент старения Кст Заметно меньшей устойчивостью к нагреванию обладают образцы с олигомером СКДН-М. Коэффициент старения композиций с 5 мас. ч.

олигомера уменьшается до минус 0,40 по сравнению с маслом ТММ (минус 0,23). Однако выигрыш от модификации сохраняется (рис. 4) Рис. 4. Относительное изменение адгезии смесей с различными модификаторами по отношению к немодифицированным смесям Таким образом, модификация бутилкаучука при механической обработке таловым маслом, малеинизированным олигомером бутадиенового каучука и малеинизированным таловым маслом приводит к повышению адгезионной прочности каучука к алюминиевой фольге при увеличении доли когезионного механизма разрушения. Наибольший эффект от модификации проявляется при использовании малеинизированного талового масла при содержании 5 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Термостарение несколько снижает адгезионную прочность, но выигрыш от модификации сохраняется.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник химика. Т. 1 / Госхимиздат. М.-Л.:, 1968.

УДК 678.13+678.744.342

ВЛИЯНИЕ МАРКИ ТЕТРАСУЛЬФИДНОГО ОРГАНОСИЛАНА

НА СВОЙСТВА РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ И РЕЗИН

НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНОГО КАУЧУКА

И КРЕМНЕКИСЛОТНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ

–  –  –

Исследовано влияние органосиланов трех торговых марок: X50-S, OFSи JH–S69C – на свойства резиновых смесей на основе бутадиеннитрильного каучука БНКС-28АМН и кремнекислотного наполнителя марки Росил-175. Показано, что органосиланы заметно подавляют флокуляцию частиц наполнителя в невулканизованных смесях, в том числе индукционном периоде вулканизации, способствуют повышению скорости структурирования в главном периоде и степени сшивания вулканизатов. Отмечено некоторое преимущество продукта X50-S.

Ключевые слова: бутадиен-нитрильный каучук, кремнекислотный наполнитель, флокуляция, агент сочетания, скорость структурирования, степень сшивания.

–  –  –

The article reveals the impact of organosilanes of three trademarks X50-S, OFS-6945 и JH–S69C on the properties of rubber mixtures based on butadiene-nitrile rubber of БНКС-28АМН (BNKS-28АМН) trademark and silica filler of Росил-175 (Rosil-175) trademark. It is shown that organosilanes sufficiently limit the flocculation of the filler particles in uncured mixtures, including the induction period of curing, and facilitate the increase of structuring speed during the main period and crosslinking degree of the vulcanizates. Some advantage of X50-S product is given.

Keywords: butadiene-nitrile rubber, silica filler, flocculation, coupling agent, structuring speed, crosslinking degree.

Вопрос о целесообразности использования органосиланов в качестве агентов сочетания в смесях на основе бутадиен-нитрильных каучуков (БНК), содержащих кремнекислотные наполнители достаточно мало обсуждается в литературе.

В то же время в работах [1, 2] принципиально показана эффективность силанизации ККН, в особенности в случаях, когда основу композиции составляет БНК с невысоким содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты, а ККН вводится в сравнительно больших дозировках. Органосилан обеспечивает улучшение целого ряда свойств резиновых смесей и резин. В связи с этим более детальное изучение такого рецептурно-технологического приема, как силанизация наполнителя, в приложении к композициям на основе полярного каучука и ККН представляет определенный научный и практический интерес.

В настоящее время в отечественной резиновой промышленности в качестве силанизирующего агента наиболее часто используются продукты на основе бис(триэтоксисилилпропил)тетрасульфида (TESPT), изготавливаемые разными производителями. С учетом этого целью работы явилась оценка степени различия cвойств смесей и резин, содержащих разные торговые марки TESPT.

В работе к рассмотрению были приняты продукты X50-S (Evonik Германия), OFS-6945 (XIAMETER - США) и JH–S69C (Jingzhou Jianghan Fine Chemical Co., LTD – Китай), в которых действующее вещество TESPT осаждено на поверхности частиц технического углерода N 330, соотношение TESPT : техуглерод составляет 1 : 1.

Объектами исследования явились смеси на основе бутадиеннитрильного каучука марки БНКС-28АМН и кремнекислотного наполнителя марки Росил-175, взятого в дозировке 40 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Содержание силанизирующего агента составило 6,5 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука (в пересчете на TESPT - 3,25 мас. ч. или 0,073 ммоль / г каучука). В качестве эталона использовалась смесь без органосилана.

Состав вулканизующей группы (ВГ), мас. ч. на 100 мас. ч. каучука: сера

– 1,0; сульфенамид Ц - 1,4; цинковые белила – 3,0; стеарин – 1,0. Изготовление смесей осуществляли на лабораторных вальцах.

Агенты сочетания вводили в предварительно смешанные каучук и наполнитель, далее смесь прогревали в режиме 140 С х 7 мин, соответствующем условиям, при которых органосилан присоединяется к поверхности частиц ККН, обусловливая их гидрофобизацию. В охлажденную смесь вводили компоненты вулканизующей группы. Вязко-упругие свойства смесей определяли на приборе RPA-2000 в режиме AY-1, причем, с целью косвенной оценки эффективности прививки агента сочетания определение проводили на разных стадиях изготовления резиновой смеси: после введения органосилана в смесь каучука и ККН (1-я стадия), после прогрева этой трехкомпонентной смеси в режиме силанизации (2-я стадия) и после введения вулканизующей группы (3-я стадия).

Как и следовало ожидать, органосиланы всех трех марок снижают модуль накопления G’0.98 при малой амплитуде деформации и эффект Пейна в невулканизованных смесях, который оценивали по разности значений модуля накопления при малой и большой амплитудах деформации (G’0.98 % - G’100 %) (рис. 1). Это свидетельствует о протекании реакций силанизации поверхности частиц наполнителя и снижении их склонности к флокуляции.

Рис. 1. Влияние силанов разных марок на вязко-упругие свойства резиновых смесей на основе БНКС-28АМН, содержащих Росил-175 После прогрева смеси каучука, наполнителя и модификатора в режиме силанизации и последующего введения компонентов вулканизующей группы значения G’0.98 и разности (G’0.98 % - G’100 %) уменьшаются.

Перечисленные эффекты в несколько большей степени выражены при использовании органосилана марки X-50S.

Вулканизационные характеристики смесей определяли на безроторном виброреометре MDR-2000 в диапазоне температур от 143 до 170 °С.

В результате перестройки структуры в индукционном периоде вулканизации происходит скачок вязкости, количественно оцениваемый разностью (ML1 - ML). Значение крутящего момента ML1 соответствует времени окончания процесса флокуляции частиц Росила-175: скорость изменения крутящего момента, обусловленного агломерацией частиц, после достижения максимума снижается до минимальных значений, приближаясь к нулю.

Как видно из рис. 2, силаны уменьшают склонность частиц ККН к флокуляции и в индукционном периоде, причем эта склонность снижается в тем большей степени, чем выше температура вулканизации. Симбатно этому меняется и максимум скорости флокуляции Rh ИП. На этой стадии процесса получения эластомерного композита несколько более эффективным оказывается органосилна марки JH-S69С.

Гидрофобизация ККН обеспечивает увеличение скорости структурирования в главном периоде (Rh ОП – максимум скорости изменения крутящего момента на этой стадии), степени сшивания, косвенно оцениваемой по разности (MH – ML1) и уменьшение энергии активации вулканизации смесей (таблица 1, рис. 2,).

Таблица 1. Влияние органосиланов разных марок на кажущуюся энергию активации в основном периоде вулканизации

–  –  –

Резиновые смеси с продуктом X-50S отличаются несколько более высокой скоростью и степенью сшивания, достигаемой за одно и то же время испытания.

Таким образом, полученные данные подтверждают эффективность использования силанизирующих агентов в смесях на основе бутадиеннитрильного каучука, относящегося к полярным эластомерам, и кремнекислотного наполнителя.

Рис. 2. Влияние силанов разных марок на реокинетические свойства резиновых смесей на основе БНКС-28АМН, содержащих Росил-175 Несколько больший эффект в изменении свойств резиновых смесей, связанный с гидрофобизацией ККН органосиланами, проявляется в случае использования продукта торговой марки марки X-50S.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ziegler J. Mechanic-chemical properties and dispersion of the silica in NBR and PB mixtures / J. Ziegler, R-H-Schuster // Kautschuk und Gummi, Kunststoffe. 2003. Bd.

56, № 4. S. 159-165.

2. Овсянникова Д.В. Модификация композиций на основе бутадиен-нитрильных каучуков и кремнекислотных наполнителей: дис. … канд. хим. наук. Ярославль, 2015. 181 с.

УДК 678.063

ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

НА СВОЙСТВА РЕЗИНЫ НА ОСНОВЕ КОМБИНАЦИИ

БУТАДИЕН–НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ

–  –  –

Научный руководитель – Н.И. Кольцов, д-р хим. наук, профессор Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова Исследовано влияние синтетических волокон на физико-механические и эксплуатационные свойства резины на основе комбинации бутадиен– нитрильных каучуков для уплотнительных элементов пакерно–якорного оборудования.

Ключевые слова: резина, синтетические волокна, термоагрессивостойкость, физико–механические и эксплуатационные свойства.

INFLUENCE SYNTHETIC FIBERS ON THE PROPERTIES

OF RUBBER ON THE BASE COMBINATION

OF BUTADIENE-NITRILE CAOUTCHOUCS

A.A. Andreeva, I.S. Spiridonov, N.F. Ushmarin, N.I. Koltsov

–  –  –

The influence of synthetic fibers on the physical–mechanical and performance properties of rubber on the base combination of butadiene–nitrile caoutchoucs for sealing elements packer–anchor equipment was investigated.

Keywords: rubber, synthetic fibers, thermo and aggressive fortitude, physical– mechanical and performance properties.

Уплотнительные элементы (УЭ) используются для герметизации обсадных колонн нефтегазодобывающей промышленности в составе пакерно–якорного оборудования. К ним предъявляются повышенные требования по стойкости к действию агрессивных сред (высокосернистая нефть, сероводород, многофазный флюид нефть – газ – вода) при температурах до 150 ОС [1]. В настоящее время для изготовления таких УЭ используются резины на основе бутадиен–нитрильных каучуков (БНК), которые под действием агрессивных сред, высокой температуры и давления существенно теряют первоначальные физико–механические свойства и не выдерживают требуемых сроков эксплуатации. В связи с этим нами исследована возможность получения резины на основе комбинации каучуков БНКС-28АМН и СКН10–1А с пероксидной системой вулканизации, усиленной измельченными до 5-10 мм синтетическими волокнами: полиакрилонитриловое волокно, Фибротекс, Рубротекс. Волокна Фибротекс и Рубротекс изготовлены из капрона.

Причем, Рубротекс в отличие от Фибротекса представляет собой прорезиненные волокна.

Резиновая смесь изготавливалась на вальцах ЛБ 320 150/150 в две стадии. На первой стадии готовилась маточная резиновая смесь, содержащая каучуки БНКС–28АМН и СКН10–1А, активатор, противостаритель, технический углерод, модификатор. На второй стадии в маточную смесь добавлялись синтетические волокна в количестве 5,0 мас. ч. на 100,0 мас. ч. каучуков и вулканизующая группа (пероксид и соагенты вулканизации). В дальнейшем проводилась вулканизация резиновой смеси при температуре 150 °C в течение 40 минут в двухэтажном гидравлическом электрообогреваемом вулканизационном прессе ВП–400–2Э. Для полученных в форме стандартных образцов вулканизатов определялись физико-механические показатели.

В табл. 1 приведены результаты исследования влияния содержания волокон на физико–механические и эксплуатационные свойства. Из полученных результатов следует, что введение синтетических волокон приводит к возрастанию предела прочности при растяжении, твердости и уменьшению относительного удлинения при разрыве вулканизатов.

Наибольшими физико-механическими показателями обладает резина, содержащая Рубротекс. Вулканизаты, содержащие синтетические волокна, характеризуются меньшими изменениями физико-механических свойств после суточной выдержки на воздухе в воздушном термостате, в СЖР–1, СЖР-3 и смеси изооктан–толуол по сравнению с вулканизатом, не содержащим волокна. Причем, наименьшими изменениями обладает вулканизат, содержащий Рубротекс. Повышенные физико–механические свойства и небольшие их изменения под тепловым воздействием агрессивных сред для резины, содержащей Рубротекс, объясняются лучшим распределением прорезиненных волокон Рубротекса в матрице каучука.

Таблица 1. Свойства вулканизатов

–  –  –

Таким образом, резина на основе комбинации БНКС-28АМН и СКН10–1А с пероксидной системой вулканизации, усиленная Рубротексом, может применяться для изготовления УЭ, обладающих повышенными упруго-деформационными показателями и улучшенными эксплуатационными свойствами.

Исследование выполнено в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства на АО «ЧПО им. В.И.

Чапаева» при финансовой поддержке Минобрнауки России, договор № 03.G25.31.0227.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разработка термоагрессивостойкой резины для пакерующих элементов / С.И.

Сандалов, М.С. Резников, Н.Ф. Ушмарин, Н.И. Кольцов // Вестник Казанского технол. ун–та. 2014. Т.17, № 9. С. 129–132.

УДК 678.063

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕФТЕНАБУХАЮЩЕЙ РЕЗИНЫ НА

ОСНОВЕ ИЗОПРЕНОВОГО И БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ

КАУЧУКОВ

А.С. Васильева, Е.Н. Егоров, Н.Ф. Ушмарин, Н.И. Кольцов Научный руководитель – Н.И. Кольцов, д-р хим. наук, профессор Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова Исследовано влияние нефти на физико–механические и эксплуатационные свойства резины на основе изопренового и бутадиен-нитрильных каучуков, которая может быть использована для изготовления уплотнительных элементов в нефтегазодобывающей промышленности.

Ключевые слова: резина, набухание, нефть, изопреновый и бутадиеннитрильные каучуки, физико–механические свойства.

–  –  –

The influence of oil on the physical–mechanical and performance properties of rubber which can be used for the manufacture of sealing elements on the base of isoprene rubber and butadiene-nitrile rubbers was investigated.

Keywords: rubber, swelling, oil, isoprene rubber and butadiene-nitrile rubbers, physical–mechanical properties.

Уплотнительные элементы, входящие в состав пакеров, используются в нефтегазодобывающей промышленности для герметизации скважин [1]. Использование пакеров с уплотнительными элементами из нефтенабухающей резины представляет собой простой и наджный способ изоляции скважин от грунта. По сравнению с используемыми в настоящее время гидравлическими и механическими пакерами монтаж и эксплуатация таких пакеров более просты, удобны и экономичны. Принцип работы уплотнительных элементов основан на абсорбции ими нефти и увеличении их объма, что приводит к заполнению и герметизации межстволового пространства между скважиной и грунтом. В связи с этим нами изучено влияние нефти на физико-механические свойства и набухание резины на основе изопренового (СКИ-3) и бутадиен-нитрильных каучуков (БНКС), которая может быть использована для изготовления уплотнительных элементов в нефтегазодобывающей промышленности.

Резиновую смесь готовили путем смешения каучуков с ингредиентами на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 в течение 30 минут. Охлаждение резиновой смеси производили на металлическом столе. Готовую резиновую смесь выдерживали не менее 24 часов. В дальнейшем проводилась вулканизация резиновой смеси при температуре 150 °C в течение 30 минут в двухэтажном гидравлическом электрообогреваемом вулканизационном прессе ВП–400–2Э. Для полученных в форме стандартных образцов вулканизатов определялись физико-механические показатели, а также степень набухания после выдержки в нефти. В табл. 1 приведено содержание каучуков в резиновой смеси, табл. 2 результаты исследования физико-механических свойств и степени набухания образцов резин в нефти.

Таблица 1. Содержание каучуков в резиновой смеси Варианты (мас.

ч.) Ингредиенты СКИ-3 50 50 50 БНКС-18АМН БНКС-28АМН БНКС-40АМН 50

–  –  –

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Казымов Ш.П. Обзор конструкций набухающих пакеров и возможности их применения на месторождениях Азербайджана / Ш.П. Казымов, Э.С. Абдуллаева, Н.М. Раджабов // Научные труды. 2015. № 3. С. 43-51.

УДК 678.063

ВЛИЯНИЕ ГИДРИРОВАННЫХ

БУТАДИЕН–НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ

НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕЗИНЫ

–  –  –

Научный руководитель – Н.И. Кольцов, д-р хим. наук, профессор Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова Исследовано влияние гидрированных бутадиен–нитрильных каучуков на физико–механические свойства резины.

Ключевые слова: резина, гидрированные бутадиен–нитрильные каучуки, физико–механические свойства.

–  –  –

The influence of hydrogenated butadiene–nitrile rubbers on the physical– mechanical properties of rubber was investigated.

Keywords: rubber, hydrogenated butadiene–nitrile rubbers, physical– mechanical properties.

К резино-техническим изделиям, применяемым в нефтегазодобывающей промышленности, предъявляются повышенные требования по физико-механическим свойствам [1-3]. Для изготовления таких изделий используются резины на основе бутадиен–нитрильных каучуков. Нами исследована возможность получения резины на основе гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков c повышенными упруго–прочностными свойствами. В качестве объектов исследования были выбраны каучук Therban 3406 фирмы Lanxess, а также каучуки ZN 35156 и ZN 35256 фирмы Zannan. Данные каучуки характеризуются практически одинаковым содержанием акрилонитрила 34-36 % и вязкостью 60- 65 по Муни. Однако содержание непредельных связей у них разное, в каучуке Therban 3406 – 1 %, в каучуках ZN 35156 и ZN 35256 – 5 и 10 % соответственно.

Резиновая смесь изготавливалась на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150 в одну стадию путем добавления в предварительно пластифицированный каучук активаторов, противостарителей, технического углерода, диспергаторов и вулканизующей группы (пероксид и соагенты вулканизации). Температура валков вальцев при смешении выдерживалась в пределах 60–75 °С. В дальнейшем проводилась вулканизация резиновой смеси при температуре 170 °C, давлении 15,0 МПа в течение 60 минут в двухэтажном гидравлическом электрообогреваемом вулканизационном прессе ВП–400–2Э. В таблице 1 приведены результаты исследования влияния гидрированных бутадиен– нитрильных каучуков на физико-механические свойства резины.

Таблица 1. Свойства вулканизатов Варианты резиновой смеси Показатель Р-1 Р-2 Р-3 (Therban 3406) (ZN 35156) (ZN 35256) fp, МПа 18,0 11,7 14,6 fp(300), МПа 14,8 11,7 11,3 p, % 400 300 420 H, ед.

Шор А 80 80 78 В, Н/мм 53 59 48 ОДС, % 27,0 20,0 32,0 Примечание: fp – условная прочность при растяжении; fp(300) – условное напряжение при 300 % удлинении, МПа p – относительное удлинение при разрыве; Н – тврдость по Шору А; В – сопротивление раздиру; ОДС – относительная остаточная деформация при 30 % сжатии (150 С 24 ч).

Как видно, вулканизаты вариантов Р-1 – Р-3 резиновой смеси обладают достаточно высокими значениями предела прочности при растяжении, условного напряжения при 300 % удлинении, относительного удлинения при разрыве, твердости и сопротивления раздиру. Наибольшими значениями упруго-прочностых показателей характеризуется вулканизат варианта Р-1 на основе Therban 3406.

Увеличение непредельности каучука до 5 % приводит к повышению сопротивления раздиру и уменьшению относительной остаточной деформацией сжатия, что, по-видимому, связано с улучшением структуры вулканизационной сетки вулканизата.

Таким образом, резина на основе каучука Therban 3406 обладает улучшенными упруго-деформационными свойствами, а на основе каучука ZN 35156 – сопротивлением раздиру и относительной остаточной деформацией сжатия.

Исследование выполнено в рамках комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства на АО «ЧПО им. В.И.

Чапаева» при финансовой поддержке Минобрнауки России, договор № 03.G25.31.0227.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разработка термоагрессивостойкой резины для пакерующих элементов / С.И.

Сандалов, М.С. Резников, Н.Ф. Ушмарин, Н.И. Кольцов // Вестник Казанского технол. ун–та. 2014. Т. 17. № 9. С. 129–132.

2. Резины для уплотнительных элементов пакеров / И.С. Спиридонов, С.И.

Сандалов, Н.Ф. Ушмарин, Е.Н. Егоров, Н.И. Кольцов // Резиновая промышленность. Сырье, материалы, технологии : сб. материалов XXI междунар.

науч.-практ. конф. М., 2016. С. 72–74.

3. Влияние арамидного волокна на свойства резины на основе бутадиеннитрильных каучуков / И.С. Спиридонов, В.А. Суркова, Н.Ф. Ушмарин, Н.И.

Кольцов // 69–я Всерос. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов с междунар. участием Ярославского госуд. технич. ун–та : сб. материалов. Ярославль, 2016. С. 347–349.

УДК 678.765

ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ РЕЗИН К МОРСКОЙ ВОДЕ

Т.А. Курналева, Н.Ф. Ушмарин, Н.И. Кольцов Научный руководитель – Н.И. Кольцов, д-р хим. наук, профессор Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова Исследовано влияние природы эпихлоргидриновых, пропиленоксидного и бутилового каучуков на изменение физико-механических свойств резин под действием морской воды.

Ключевые слова: каучуки, резина, физико-механические свойства, морская вода.

THE STUDY OF RESISTANCE OF RUBBER TO SEA WATER

T.A. Kurnaleva, N.F. Ushmarin, N.I. Koltsov Scientific Supervisor – N.I. Koltsov, Doctor of Chemical Sciences, Professor Chuvash State University named after I.N. Ulyanova The influence nature of epichlorohydrin, propylene oxide and butyl caoutchoucs on the change of physical and mechanical properties of the rubber under the influence of sea water was investigated.

Keywords: caoutchoucs, rubber, physical and mechanical properties, sea water.

В настоящее время для изготовления водостойких резин в основном используются бутадиен-нитрильные каучуки. Однако изделия, изготовленные из этих резин, ограниченно стойки к действию морской воды при длительной эксплуатации [1]. В связи с этим актуальной является проблема создания резин, стойких к воздействию водно-солевых растворов, с использованием новых каучуков, которые позволят повысить их эксплуатационные свойства. В данной работе исследовалась возможность разработки стойких к морской воде резин за счет применения каучуков специального назначения. Базовой (первый вариант) являлась резиновая смесь, в состав которой входил бутадиен-нитрильный каучук. Варианты 2-6 резиновой смеси включали эпихлоргидриновые (Т-3000, Т-6000, СКЭХГ-СТ), пропиленоксидный (СКПО) и бутиловый (БК-1675Н) каучуки. Резиновые смеси готовили на лабораторных вальцах ЛБ 320 150/150, кинетику их вулканизации изучали на реометре MDR 3000 фирмы «Mon Tech» при 150 °С. Затем резиновые смеси вулканизовали в двухэтажном гидравлическом электрообогреваемом прессе ВП-400-2Э при температуре 150 С в течение 30 мин. В результате получали вулканизаты в виде стандартных образцов и шайб, которые далее использовали для исследования физико-механических свойств. Исследование влияния морской воды (10% раствор морской соли) на эксплуатационные свойства резин проводилось путем определения изменений физикомеханических свойств и степени набухания () образцов вулканизатов после их выдержки в морской воде при температурах 23 и 40 С. Результаты исследований приведены в табл. 1 и на рис. 1.

Таблица 1. Изменение физико-механических свойств вулканизатов после их выдержки в морской воде

–  –  –

Рис.

Степени набухания в морской воде вулканизатов для различных вариантов резиновых смесей на основе каучуков:

1 – БНК; 2 – Т-3000; 3 – Т-6000; 4 – СКЭХГ-СТ;

5 – СКПО; 6 – БК-1675Н Данные табл. 1 показывают, что для вулканизатов всех вариантов исследованных резиновых смесей после их выдержки в морской воде предел прочности при растяжении, относительное удлинение и твердость уменьшаются. Наименьшие изменения этих показателей наблюдаются для вулканизата 3 варианта резиновой смеси.

Из рис. 1 следует, что вулканизаты 2–6 вариантов резиновых смесей характеризуются незначительным набуханием в морской воде. Причем, вулканизат 3 варианта резиновой смеси обладает наименьшей степенью набухания. Увеличение температуры морской воды от 23 до 40 С приводит к незначительному уменьшению упруго-деформационных свойств вулканизатов и возрастанию степени набухания. Такой характер изменения этих показателей объясняется тем, что при увеличении температуры на 17 С продолжительность экспозиции вулканизатов была уменьшена вдвое (от 30 до 15 суток). Таким образом, вулканизат 3 варианта резиновой смеси на основе каучука Т-6000 наиболее стоек к изменению физико-механических свойств под действием морской воды по сравнению с вулканизатами других вариантов резиновой смеси.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Липовцева С.Г. Разработка и исследование резин для уплотнителей трубопроводов / С.Г. Липовцева, В.С. Юровский, Ю.А. Синичкина // Каучук и резина.

2007. № 3. С. 21-25.

УДК 547-326

РАЗРАБОТКА ФОТООТВЕРЖДАЕМЫХ СВЯЗУЮЩИХ

НА ОСНОВЕ ОЛИГОУРЕТАНДИМЕТАКРИЛАТОВ

И МЕТАКРИЛОВЫХ ЭФИРОВ ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЕЙ

–  –  –

Научный руководитель – М.В. Кузьмин, канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова Разработаны фотоотверждаемые связующие на основе олигоуретандиметакрилатов и метакриловых эфиров полиэтиленгликоля для принтеров с 3Dпечатью.

Ключевые слова: фотоотверждаемые связующие, олигоуретандиметакрилат, метакриловый эфир полиэтиленгликоля, принтер с 3D-печатью.

DEVELOPMENT OF PHOTOCURABLE BINDERS

ON THE BASE OF OLYGOURETHANEMETHACRYLATES

AND METHACRYLIC ESTERS OF POLYETHYLENE

GLYCOLS

–  –  –

Developed photocurable binder on the basis of olygoethyleneamines and methacrylic esters of polyethylene glycol for printers with 3D printing.

Keywords: photocurable binder, olygoethyleneamines, methacrylic ester of polyethylene glycol, printer with 3D printing.

Фотополимеры представляют собой светочувствительные смолы, которые под воздействием ультрафиолета или лазера меняют свое состояние с жидкого на твердое. Эти расходные материалы применяются при различных технологиях печати. Фотополимеры применяются при изготовлении деталей, приборных панелей, корпусов, протезов в стоматологии, печатей и штампов.

В зависимости от типа материала, применяемой технологии и оборудования, фотополимерные материалы могут решать широкий круг производственных, творческих и научных задач:

печать мастер-моделей для литья в силикон, печать выжигаемых литейных мастер-моделей, быстрое прототипирование для различных целей, печать образцов для проверки собираемости, производство тестовых образцов продукции, печать пресс-форм для небольших серий.

При этом данные расходные материалы позволяю создавать изделия, отличающиеся гладкой поверхностью. Достоинство фотополимерных смол является:

слой с самой низкой толщиной и высоким разрешением, отсутствие необходимости в финишной обработке изделия, разнообразие составов и свойств, низкий расход смолы, безотходная технология, хорошая влагостойкость, устойчивость к воздействию солнечных лучей.

Самым глобальным недостатком смол из фотополимеров является высокая цена на материалы и сложный процесс печати. В связи с вышесказанным вследствие интенсивного развития новых технологий актуальным является создания высокотехнологичных составов с использованием доступных исходных ингредиентов с более низкой стоимостью для применения в принтерах с 3D-печатью. Поэтому целью работы была разработка фотоотверждаемых связующих на основе олигоуретандиметакрилатов и метакриловых эфиров полиэтиленгли-колей.

Для получения фотоотверждаемого состава мы использовали в качестве мономеров – бутилметакрилат, глицидиловый эфир метакриловой кислоты. В качестве олигомера – диметакриловый эфир полиэтиленгликоля и триметакриловый эфир пентаэритрита и олигоуретандиметакрилатов, а в качестве фотоинициатора - бензоин. При синтезе фотополимеров мы в бутилметакрилат добавляли расчтное количество фотоинициатора, перемешивали до его полного растворения. После к полученной смеси добавляли диметакриловый эфир полиэтиленгликоля, интенсивно перемешивали до образования прозрачного однородного состава. После таким же образом готовили составы фотополимеров на основе глицидилового эфира метакриловой кислоты и триметакрилового эфира пентаэритрита. Отверждение данных составов поочередно проводили на 3Dпринтере. Фотополимеризуемая композиция при быстром отверждении лазером позволяет получать прозрачные трхмерные изделия с высокой точностью элементов. Готовое изделие из данного состава получается прочным, гибким, влаго- и светоустойчивым. Разработанные составы удовлетворяют требованиям, предъявляемым к фотополимерам иобладают низким себестоимостью.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маслюк А. Ф. Фотохимия полимеризационно-способных олигомеров / А.Ф.

Маслюк, В. А. Храновский. Киев: Наукова думка, 1989. 192 с.

УДК 619:615.1

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ

РАСТВОРИТЕЛЕЙ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

И РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ

ГИДРОГЕЛЕЙ

–  –  –

Научный руководитель – М.В. Кузьмин, канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова Исследовано влияние органических растворителей на свойства полимерных гелей на основе поливинилового спирта Ключевые слова: полимерный гель, поливиниловый спирт, модифицированный гель, свойства гидрогелей, полимерная основа для препаратов ветеринарии

INVESTIGATION OF ORGANIC SOLVENT ON THE PHYSICAL, CHEMICAL AND RHEOLOGICAL PROPERTIES OF

POLYMER HYDROGELS

–  –  –

The influence of organic solvent on the properties of polymeric gels based on polyvinyl alcohol.

Keywords: polymer gel, polyvinyl alcohol, modified gel, the properties of hydrogels, polymer base for veterinary drugs В последние годы в повседневной жизни появилось много новых полимерных материалов, к их числу относятся и полимерные гели. Еще 20- 30 лет назад мало кто о них слышал, а сегодня они уже прочно вошли в наш быт и используются повсеместно [1]. Сегодня модификация полимерных гидрогелей является одним из активно развивающихся направлений в химии высокомолекулярных соединений. Полимерный гидрогель мы получали одностадийным способом, смешением поливинилового спирта и воды [2]. При этом поливиниловый спирт мы брали мелкокристаллический и пропускали через вибросито отбирая фракцию меньше 0,5 мм. Затем данный мелкодисперсный порошок растворяли в предварительно нагретой воде при постоянном помешивании на водяной бане (главное не допустить перегревание геля и его кипения), либо в смеси воды и различны спиртов. Составы полимерных гелей получали при смешении ПВС с водой и различными растворителями в определенном соотношении. В качестве дополнительных растворителей мы использовали этанол, метанол, глицерин, диметилсульфоксид, ароматический целлозольв. Их содержание варьировалось от 5 до 5,5 % от общей массы растворителя.

Первое, на что мы исследовали наши составы — это вязкость.

Внутреннее трение (вязкость) мы изучали при помощи вискозиметра Брукфильда.

Из данных диаграммы 1 видно, что наибольшей вязкостью обладает состав №7(ПВС+ Н2О+ ДМСО), в который входит полярный апротонный растворитель, который способен растворять ионы, и он не содержит кислотного водорода, имеет большую диэлектрическую проницаемость и высокую полярность. А метанол и этанол являются протонными растворителями, как и вода. Но стоит также отметить, что вязкость состава № 13 тоже является приемлимой для дальнейших исследований.

–  –  –

ДМСО Этанол Метанол Глицерин Целлозольв Без добавок Рис. 1. Динамическая вязкость исследуемых составов Также в ходе исследования вязкости было замечено, что у составов с метанолом и этанолом практически отсутствует адгезия к стали и стеклу. А у состава с ДМСО хорошая адгезия к стали и плохая к стеклу. У чистого же полимерного гидрогеля, отличная адгезия и к стеклу, и к металлу. Вязкость всех составов по истечению времени резко увеличивалась, а затем происходил коллапс, то есть резкое уменьшение объема геля, хотя внешние условия почти не изменялись. Коллапс происходил не у всех составов, у первого состава – чистого гидрогеля, коллапс не наблюдался.

На следующем этапе нашей работы мы изучали влияние алифатического компонента на время гелеобразования, время до отлипа и время отверждения полученных гелей. Данные по составам полимерных гелей представлены в табл. 1.

Таблица 1. Время отверждения, время до отлипа и гелеобразования исследуемых составов

–  –  –

Из данных табл. 1 можно сделать вывод, что гидрогели у которых растворитель смесь дистиллированной воды, этанола и метанола время гелеобразования в разы меньше, чем у составов, в которых в роли дополнительного компонента выступает глицерин и диметилсульфоксид, а у состава с целлозольвом довольно средние показатели. Но стоит отметить, что пленка, полученная при отверждении состава ПВС+Н 2О+Глицерин более пластична, чем остальные.

В дальнейшем изучили степень набухания данных пленок в воде и растворе мочевины. Раствор мочевины была приготовлен из хлорида кальция 0,64 г., сульфата магния 1,14 г., хлорида натрия 8,20 г., мочевины 20,0 г., и дистиллированной воды 1 л.Данные представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, образцы прекрасно набухают в предложенных нами растворителях. Образец под номером 1, потерял свою изначальную форму, но даже через неделю не растворился в растворителе.

Остальные образцы сохранили свою изначальную форму.

Таблица 2. Общая таблица набухания с расчетом степени набухания образцов в течение 48 часов

–  –  –

Из полученных данных мы можем сделать выводы, что гидрогели, в состав которых входят алифатические низшие спирты обладают лучшими показателями отверждения, но состав с диметилсульфоксидом обладает вязкостью во много раз превышающей все остальные составы.

Пленка без добавок теряет форму при набухании в предложенных растворителях, а все остальные набухают меньше, то есть они более устойчивы к данным растворителям.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Филиппова О.Е. Восприимчивые полимерные гели // Высокомолек. соед., серия С. 2000. Т.42, № 12. С.2328-2352.

2. Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата. Л.: Химия, 1983. 176 с.

УДК 517.925

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ

СВЕТОСТАБИЛИЗАТОРОВ

ДЛЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

К.Ю. Егорова, Л.Г. Рогожина, И.Н. Бардасов, М.В. Кузьмин Научный руководитель – М.В. Кузьмин, канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова Получены пенополиуретаны с использованием различных модификаторовсветостабилизаторов. Изучены их эксплуатационные характеристики, такие как водопоглощение, стойкость к УФ-излучению и напряжение при при 10%, 25% и 50 % деформации. Установлено, что оптимальным является состав ППУ с использованием светостабилизатора (II). Данный состав является наиболее устойчивым к действию УФ-излучения, воды и разрушающей нагрузки..

Ключевые слова: пенополиуретан, светостойкость, светостабилизаторы, УФ-излучение.

SYNTHESIS AND STUDY OF NEW LIGHT STABILIZERS

FOR POLYURETHANE COMPOSITION

K.Y. Egorova, L.G. Rogozhinа, M.V.Kuzmin, I.N. Bardasov

–  –  –

Polyurethane foams prepared using different modifiers, light stabilizers. We studied their performance characteristics such as water absorption, resistance to UV radiation and at a voltage at 10%, 25% and 50% deformation. It was found that the optimum composition of the foam using a light stabilizer (II). This part is the most resistant to UV radiation, water and breaking load.

Keywords: polyurethane foams, light fastness, light stabilizers, UV-radiation.

Пенополиуретаны, благодаря отличным теплоизоляционным и гидроизоляционным свойствам, применяются в различных сферах, в том числе в качестве тепло- и звукоизоляции. Однако в ходе эксплуатации на них воздействуют различные факторы, в том числе свет, в результате чего происходит старение и постепенное разложение полимера и потеря его эксплуатационных свойств. Поэтому актуальным является создание светостойких ППУ. Добиться этого возможно путем ведения различных добавок, выполняющих функцию светостабилизаторов. Эффективность светостабилизаторов зависит от их природы и концентрации, условий светового воздействия, а также свойств, размеров и формы стабилизируемого материала. В связи с этим целью настоящей работы было получение пенополиуретанов с использованием промышленно-выпускаемых модификаторов-стабилизаторов и новых соединений, ранее не применявшихся в качестве модификаторов-стабилизаторов и изучение их свойств.

В качестве исходных компонентов пенополиуретана использовались нами использовались промышленно-выпускаемый полиольный компонент (компонент А) и полиизоцианат (компонент В), смешивающиеся между собой до образования обильной пены с регулируемым увеличением объма. Модификация ППУ была проведена путем предварительного добавления светостабилизаторов в компонент А. В качестве светостабилизаторов были использованы следующие соединения: промышленно-выпускаемый 2-метилбутиламино-5,6,7,8,9,10-гексагидроциклоокта[b]пиридин-3,4-дикарбонитрил (I) и вновь синтезированные 4хлорфенил)-2-оксо-2H-хромен-3-карбонитрил (II), 2,2'-тиофенидилбис(5-третбутилбензоксазол) (III). Эффективность применения светостабилизаторов оценивают по торможению химический превращений основные компонентов материалов и изменению свойств, наиболее существенных при эксплуатации. Поэтому для полученных ППУ были исследованы следующие характеристики: временные параметры вспенивания, кажущаяся плотность, водопоглощение, физико-механические свойства.

В ходе исследований установлено, что используемые светостабилизаторы практически не оказывают влияния на временные параметры вспенивания, кажущуюся плотность и водопоглощение.

В ходе испытаний физико-механических свойств нами были определены следующие показатели:

напряжение при 10, 25 и 50 % деформации и относительная деформация сжатия при разрушении до и после облучения ППУ УФ-светом. Установлено, что введение стабилизаторов оказывает незначительное влияние на прочность ППУ, при этом большей прочностью обладают составы с использованием светостабилизатора 4-(2-хлорфенил)-2-оксо-2H-хромен-3карбонитрила.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что оптимальным является состав ППУ с использованием светостабилизатора 4-(2-хлорфенил)-2-оксо-2H-хромен-3-карбонитрила (II). Данный состав является наиболее устойчивым к действию УФ-облучения, воды и разрушающей нагрузки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ортега Дж. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными / Дж. Ортега, В. Райнболт. М.: Мир, 1975. 558 с.

2. Кирилова Ф.М. Необходимые условия оптимальности управления в гибридных системах / Ф.М. Кириллова, С.В. Стрельцов // Управляемые системы: сб. трудов Ин-та математики Сибирского отд. АН СССР. Новосибирск: Изд-во Ин-та математики СО АН СССР, 1975. Вып. 14. С. 24-33.

3. Сачков Ю.Л. Теория управления на группах Ли // Современная математика.

Фундаментальные направления. 2007. Т. 26. С. 5-59.

УДК 678.664+547.914

ВЗАИМОПРОНИКАЮЩИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ СЕТКИ

НА ОСНОВЕ УРЕТАНОВЫХ ФОРПОЛИМЕРОВ

РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ

А.С. Петрова, В.А. Игнатьев, М.В. Кузьмин Научные руководители – В.А. Игнатьев, ст. преподаватель, М.В. Кузьмин, канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет Синтезированы взаимопроникающие полимерные сетки на основе уретановых форполимеров СКУ-ПФЛ-100, СКУ-Ф-Э4, СУРЭЛ ТЛ-2934 и метиленбис(о-хлоранилина). Изучено влияние содержания и природы форполимеров на физико-механические и физико-химические свойства полиуретановых полимеров.

Ключевые слова: полиуретан, взаимопроникающие полимерные сетки, уретановый форполимер, физико-химические и физико-механические свойства.

–  –  –

The interpenetrating polymeric grids on the basis of urethane SKU-PFL-100, SKU-F-E4, SUREL TL-2934 prepolymer and methylenbis(o-chloraniline are synthesized. Influence of contents and the nature of prepolymers on physico-mechanical and physical-chemical properties of polyurethane polymers is studied.

Keywords: polyurethane, the interpenetrating polymeric grids, urethane prepolymer, the physical-chemical and physico-mechanical properties.

Применяемые в настоящее время методы химической модификации известных крупнотоннажных полимеров ограничиваются введением в них активных наполнителей минеральной и органической природы, модифицирующих добавок с высокой функциональностью, искусственных структурообразователей и малых количеств легирующих добавок [1-4]. Вместе с тем, одним из перспективных и пока еще не нашедших широкого практического применения методов химической модификации свойств полимеров, является синтез взаимопроникающих полимерных сеток (ВПС). Получаемые при этом полимерные системы за счет смешения разнородных по свойствам полимеров позволяют создавать материалы, сочетающие свойства всех исходных компонентов смеси и проявляющие новые. Получение ВПС открывает широкие возможности химической модификации свойств сетчатых полимеров, таких как полиуретаны и полиэпоксиды. В частности применение для синтеза полиуретанов различных по природе уретановых форполимеров перспективно с той точки зрения, что с помощью комбинирования различных сеток удается на только получить новые материалы с широким диапазоном свойств, но и решить многие принципиально новые технологические задачи.

В связи с этим целью данной работы являлся синтез полиуретановых ВПС на основе уретановых форполимеров (ФП) различной природы:

СКУ-ПФЛ-100 – на основе политетрагидрофурана, ТЛ-2934 – на основе поликапролактона, СКУ-Ф-Э4 – на основе сложного полиэфира, производства НПП ООО «Сурэл» г. Санкт-Петербург. В качестве отвердителя был использован промышленный ароматический диамин – метиленбис(охлоранилин) – марки Куралон М.

Синтез полиуретановых ВПС осуществляли по классической форполимерной технологии, путем добавления к ним навески диамина. Для получения сетчатой структуры полимеров соотношение NCO-групп ФП к NH2-группами диамина во всех случаях составляло 1:0,8 и отверждение осуществляли при температуре 115-120 °С. Известно, что при таких условиях образуется сетчатая структура за счет образования аллофанатных и биуретовых групп. Синтезированные образцы полиуретанов представляли собой эластичные с глянцевым блеском материалы светло-желтого цвета. Для них были исследованы основные физико-механические и физико-химические показатели, а именно – предел прочности при разрыве (разр), относительное (отн) и остаточное (ост) удлинения, твердость по Шору А (Н), равновесный модуль высокоэластичности Е и рассчитана средняя молекулярная массу цепи между узлами сетки (М с).

Результаты исследований показали, что получение ВПС открывает широкие возможности для химической модификации эксплуатационных свойств полиуретанов. В частности, применение для синтеза ВПС различных по природе уретановых ФП, позволяет с помощью комбинирования их содержания в структуре полимерной сетки получить новые материалы с широким диапазоном свойств. Также синтез ВПС является одним из важных путей создания новых полимерных композиционных материалов и способствует определению рациональных путей их практического применения.

СПИСОК ЛИТЕРАРУРЫ

1. Эпоксидные композиции, модифицированные гидроксиалкилзамещенными мочевинами / В.А. Игнатьев, Т.Б. Буланова, Е.М. Готлиб, Л.В. Верижников, Н.И.

Кольцов // Пластические массы. 2003. № 7. C. 35-36.

2. Модификация промышленных уретановых форполимеров тетрагидроксилэтилзамещенными мочевинами / В.А. Игнатьев, М.Н. Кочанова, Т.А. Акакеева, Н.И.

Кольцов // Каучук и резина. 2012. № 2. С.16-19.

3. Synthesis of Aliphatic Hydroxyethyl-Substituted Ureas / V.A. Ignat’ev, O.A. Kolyamshin, M.V. K uz’min, L.G. Rogozhina, N.I. Kol’tsov // Russian Journal of Organic Chemistry. Vol. 51, № 1. Р. 121-122.

4. Исследование влияния алканоламинов на свойства эпоксиангидридных композиций / Л.Г. Рогожина, М.В. Кузьмин, В.А. Игнатьев, О.А. Колямшин, Н.И.

Кольцов // ЖПХ. 2016. Т.89, вып. 11. C.101-113.

УДК 546

КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ПВХ

–  –  –

Научные руководители – Е.Г. Зиновьева, канд. хим. наук, доцент;

В.А. Ефимов, канд. хим. наук, доцент Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова Рассматривается диффузионная модификация поливинилхлорида с целью улучшения его эксплуатационных характеристик.

Ключевые слова: поливинилхлорид, композиции, диффузионная модификация, свойства, термостойкость, прочность.

–  –  –

Scientific Supervisors – E.G. Zinovjeva, Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor; V.A. Efimov, Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor

–  –  –

Diffusion modification considered PVC to improve its performance.

Keywords: polyvinyl chloride composition, diffusion modification properties, heat resistance, strength.

Высокомолекулярное соединение поливинилхлорид (ПВХ) получило разнообразное применение в различных отраслях промышленности и в бытовых условиях: электротехника, строительство, упаковочные материалы, автотранспорт, мебель, оконные профили и т. д. Применение ПВХ в электротехнике в качестве изоляции проводов и кабелей требует высокой термо- и огнестойкости изоляционного материала в условиях длительной эксплуатации.

Однако, известно, что ПВХ обладает невысокой теплостойкостью, при нагревании выше 100 °С заметно разлагается с выделением хлористого водорода (HCl) и других не менее экологически опасных соединений, вследствие чего может приобретать окраску от желтоватой до черной и терять свои эксплуатационные свойства; причем разложение ускоряется в присутствии озона, хлороводорода, некоторых солей, под действием УФ, - или - облучения, сильных механических воздействий. Известные методы модификации не всегда приводят к положительным результатам, зачастую при повышении термостойкости ПВХ материалов, ухудшаются их другие не менее важные характеристики, например прочность и эластичность [1-5].

Поэтому актуальной задачей и целью нашей работы являлось повышение термо- и огнестойкости, а также других эксплуатационных свойств с сохранением высокой прочности ПВХ.

В работе проведена диффузионная модификация ПВХ электротехнического назначения глицидиловыми эфирами, акрилатами и изоцианатами в присутствии органо(неорганических) соединений полифункционального спектра действия.

Модификацию проводили методом экспозиции образцов ПВХ в соответствующих модифицирующих составах, при этом изучали как технологические параметры (время экспозиции, глубину проникновения, кинетические параметры набухания и др.), так и эксплуатационных характеристики (термостойкость, огнестойкость, прочностные параметры).

Для ряда модифицированных образцов было установлено резкое (в 2,5 – 2,7 раза) возрастание температуры деструкции при сохранении уровня прочностных характеристик, что свидетельствует о перспективности данных исследований. По результатам испытаний горючести методом «огневой трубы» было установлено, что все модифицированные образцы обладают самозатухаемостью, после удаления источника огня они моментально перестают гореть.

Таким образом, нами разработан способ диффузионной модификации ПВХ, изучено влияние модификаторов и полифункциональных добавок на различные эксплуатационные свойства ПВХ-композиций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Поливинилхлорид / В.М. Ульянов, Э.П. Рыбкин, А.Д. Гуткович, Г.А. Пишин М.: Химия, 1992. 288 с.

2. Пахомов С.И. Поливинилхлоридные композиции: учеб. пособие / С.И. Пахомов, И.П. Трифонова, В.А. Бурмистров. Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т, 2010. 104 с.

3. Уилки Ч. Поливинилхлорид / Ч. Уилки, Дж. Саммерс, Ч. Даниэлс; пер. с англ.;

под ред. Г.Е. Заикова. СПб.: Профессия, 2007. 728 с.

4. Горбунов Б.Н. Химия и технология стабилизаторов полимерных материалов / Б.Н. Горбунов, Я.А. Гурвич, И.П. Маслова. М.: Химия, 1981. 368 с.

5. Барштейн Р.С.Пластификаторы для полимеров / Р.С. Барштейн, В.И. Кириллович, Ю.Е. Носовский. М.: Химия, 1982. 200 с.

УДК 678.664

ПОЛИУРЕТАНОВЫЙ КОМПАУНД НА ОСНОВЕ

УРЕТАНОВОГО ФОРПОЛИМЕРА СКУ-ПФЛ-100

–  –  –

Синтезированы заливочные полиуретановые компаунды на основе форполимера СКУ-ПФЛ-100, метиленбис(о-хлоранилина) и простых полиэфиров марок Лапрол 5003, 1052 и Р-400. Изучено влияние содержания ароматического диамина и простого полиэфира на физико-механические и физико-химические свойства полиуретановых компаундов.

Ключевые слова: полиуретановый заливочный компаунд, уретановый форполимер, физико-химические и физико-механические свойства.

POLYURETHPANE COMPOUND ON THE BASIS

OF URETHANE PREPOLIMER SKU-PFL-100 О.N. Yaroslavleva, V.A. Ignatjev Scientific Supervisor – V.A. Ignatjev, Senior Teacher Chuvash State University Synthesized potting polyurethane compounds on based of a forpolimer of SKUPFL-100, methyleтишы(о-chloraniline) and simple polyair of brands Laprol 5003, 1052 and P-400 are synthesized. The influence of the contents of aromatic diamine and simple polyetheres of potting compounds in the physical-mechanical and physicalchemical properties of the polyurethane compounds Keywords: polyurethane potting compound, urethane prepolymer, the physicalchemical and physico-mechanical properties.

В настоящее время широкое практическое применение получили литьевые уретановые эластомеры на основе политетрагидрофурана, 2,4толуилендиизоцианата и различных отверждающих систем. По сравнению с полиуретанами сложноэфирной природы они отличаются повышенной морозо- и гидролитической стойкостью. В то же время к уретановым эластомерам на их основе предъявляются новые повышенные требования. Исследования в области повышения технологических свойств полимеров проводятся по двум направлениям: первое синтезируют новые исходные мономеры и олигомеры; второе модифицируют литьевые полиуретаны, получаемые из распространенных в промышленности исходных компонентов [1-4].

В связи с этим целью данной работы являлся синтез полиуретановых заливочных компаундов (ПУК) на основе промышленного уретанового форполимера СКУ-ПФЛ-100 и новых высокотехнологичных отвердителей на основе ароматического диамина и простых полиэфиров различной молекулярной массы.

Синтез ПУК проводили в два этапа. На первом этапе готовили отверждающие системы (ОС) растворением ароматического диамина марки Куралона М в простых полиэфирах (ПЭ) марок Лапрол-1052, ЛапролP-400 при различном массовом соотношении диамина. Были получены пять ОС, и для каждой из них были проведены исследования по измерению вязкости на вискозиметре Брукфильда. ОС представляли собой низковязкие светло-желтые жидкости, составы которых приведены в табл. 1.

Таблица 1. Состав и свойства ОС

–  –  –

Далее на втором этапе нами были синтезированы литьевые полиуретановые компаунды (ПУК) на основе промышленного уретанового форполимера СКУ-ПФЛ-100 и полученными выше ОС. Для этого к навеске форполимера добавляли навеску соответствующей ОС (I-V) при 105-110 С, и проводили доотверждение ПУК в термошкафу при 100 С в течение 12 часов.

Синтезированные образцы ПУК представляли собой эластичные с глянцевым блеском материалы светло-желтого цвета. Для них были исследованы основные физико-механические показатели, а именно - предел прочности при разрыве (разр), относительное (отн) и остаточное (ост) удлинения и твердость по Шору (Н). Было установлено, что наиболее оптимальными физико-механическими показателями обладают образцы, синтезированные при соотношении реагирующих групп (NH 2+OH):NCO равном 1 к 1, вне зависимости от состава ОС.

Исследование влияния содержания Куралона М на физикомеханические свойства ПУК на основе ОС с использованием полиэфирной составляющей Лапрола 1052 показало, что он также существенно влияет на комплекс физико-механических свойств. Максимальные значения прочности и твердости имеют образцы при содержании Куралона М в ОС 35 мас. ч. Это связано с тем, что повышение содержания Куралона М приводит к увеличению содержания аминогрупп в ОС и соответственно влечет за собой возрастанию концентрации мочевинных групп в отвержденном ПУЭ.

Из результатов исследований свойств следует, что максимальными физико-механическими показателями (прочностью и твердостью) обладают образцы, синтезированные при использовании ОС на основе полиэфира Р-400, далее следуют образцы на основе Лапрола 1052 и минимальные значения имеют ПУК на основе Лапрола 5003. Минимальные значения относительного и остаточного удлинения имеют образцы на основе полиэфира Р-400 и Лапрола 1052, несколько большие значения – образцы ПУК на основе Лапрола 5003.

Далее нами были проведены исследования по изучению химической стойкости полиуретанов в агрессивных средах. Мы использовали методику, основанную на определении изменения массы образца полимерного материала при его экспонировании в агрессивной среде в течение различного времени [5].

Исследования гидролитической стойкости ПУК в кислой и щелочной среде (в водных растворах HCl и NaOH) показало, что степень набухания в них практически для всех образцов составляет не более 5,0 %. Природа полиэфира и содержание Куралона М в ОС практически не влияют на степень набухания ПУК, и все образцы обладают повышенной гидролитической стойкостью. Это связано с наличием в структуре полиуретанов фрагментов уретановой и амидной групп, обладающих большой стойкостью к щелочному и кислотному гидролизу.

Исследования поведения ПУК в органических растворителях показало, что полярные и неполярные растворители оказывают, в общем, примерно одинаковое воздействие (степень набухания в них имеет практически одинаковое значение). Из результатов исследований следует, что молекулярная масса полиэфира в ОС оказывает существенное влияние на химическую стойкость ПУК к действию органических растворителей.

Максимальными значениями степени набухания обладают образцы, синтезированные при использовании ОС на основе Лапрола 5003, далее следуют образцы на основе Лапрола 1052 и минимальными значениями имеют образцы на основе полиэфира Р-400. Очевидно, это связано с тем, что при уменьшении молекулярной массы полиэфира в ОС приводит к образованию более плотной молекулярной упаковки в ПУК.

Исследования степени набухания ПУК на основе Лапрола 1052 показали, что содержание Куралона М в ОС также оказывает существенное влияние на химическую стойкость в органических растворителях.

Нужно отметить, что с увеличением содержания диамина в образцах ПУК увеличивается содержание полярных мочевинных групп, обладающих повышенной химической стойкостью к действию растворителей.

Увеличение содержания диамина также приводит к получению более разветвленной структуры ПУК, что повышает их химическую стойкость.

Таким образом, нами получены и исследованы технологичные отверждающие системы на основе ароматического диамина Куралона М и простых полиэфиров различной молекулярной массы. Синтезированы полиуретановые компаунды на основе форполимера СКУ-ПФЛ-100, полученных отверждающих систем и исследованы их физико-механические и физико-химические свойства.

СПИСОК ЛИТЕРАРУРЫ

1. Полиуретанмочевинные эластомеры на основе макродиизоцианатов и комплексов гидроксиэтилзамещенных мочевин с диоксаном / В.А. Ефимов, В.А. Игнатьев, Ф.В. Багров, Н.И. Кольцов // Каучук и резина. 1998. № 1. C.23-24.

2. Игнатьев В.А. Полиуретановые эластомеры, модифицированные гидроксиэтилзамещенными мочевинами / В.А. Игнатьев, А.В. Лукин, Н.И. Кольцов // Каучук и резина. 2002. № 3. C. 10-12.

3. Модификация промышленных уретановых форполимеров тетрагидроксилэтилзамещенными мочевинами / В.А. Игнатьев, М.Н. Кочанова, Т.А. Акакеева, Н.И.

Кольцов // Каучук и резина. 2012. № 2. С. 16-19.

4. Морозо- и термостойкие композиционные материалы на основе полиуретанов / Л.Г. Рогожина, М.В. Кузьмин, В.А. Игнатьев, О.А. Колямшин, Н.И. Кольцов // ЖПХ. 2014. Т. 87, вып.7. С. 957-965.

5. Воробьев Г.Я. Химическая стойкость полимерных материалов / Г.Я. Воробьев.

М. : Химия, 1981. 286 с.

УДК 678.7:691

КРОВЕЛЬНЫЕ ЭЛАСТОМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧКА

–  –  –

Изучена возможность использования отходов производств СК в качестве полимерных добавок к полимербитумным мастикам. Получены модифицирующие добавки на основе отходов производства дивинилстирольного термоэластопласта, бутадиенового каучука и исследованы их свойства Ключевые слова: полимербитумные кровельные материалы, каучук, дивинилстирольный термоэластопласт.

–  –  –

Voronezh State University of Engineering Technologies The use of production waste has been studied as polymer additives to roofing materials. Modifying additives were obtained based on the production of waste butadiene-styrene thermoplastic elastomer, butadiene rubber, and their properties studied.

Keywords: bituminous roofing materials, rubber, styrene-butadiene thermoplastic elastomer.

Одним из способов улучшения качества вяжущих является их модификация полимерами, в том числе отходами производства каучуков, при этом решается и проблема загрязнения окружающей среды [1]. Полученные полимербитумные композиции обладают эластичностью, повышенной температурой размягчения, пониженной температурой хрупкости, лучшими прочностными характеристиками [2].

Целью работы явилось изучение возможности использования отходов производств СК в качестве полимерных добавок к полимербитумным мастикам. Получены полимербитумные модифицирующие добавки (ПМД) на основе отходов производства дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ-30Р, синтетического бутадиенового каучука СКД и битума БНД 60/90. ПМБ изготовлены на лабораторных вальцах при температуре 60-70 С в течение 8-10 минут. Для облегчения введения добавки в полимербитумные композиции проводилась дополнительная пластификация полимерной крошки на основе отходов СКД индустриальным маслом И-12А. Полученные ПМД представляют собой крошку с развитой поверхностью и большой насыпной плотностью.

В результате исследований установлено, что ДСТ является достаточно технологичной добавкой к битуму: при нагревании расплавляется в горячем битуме и при перемешивании быстро образует гомогенную смесь. Мастики, изготовленные на основе битума и полимерных добавок с целью получения показателей, характеризующих их эксплуатационные свойства, были подвергнуты ряду испытаний (табл. 1).

Таблица. Экспериментальные данные испытания мастик

–  –  –

Как видно из приведенных экспериментальных данных, опытные добавки улучшают эксплуатационные свойства ПБМ. Введение добавок в массовой доле 6,0 % увеличивает температуру размягчения ПБМ по сравнению с мастикой серийного производства ПБМ-0 с 86 до 100 С. Значительно снижает температуру хрупкости введение добавки на основе СКД. По показателю пенетрации все мастики показали хорошие результаты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев Д.А. Полимерные кровельные мембраны, их разновидности, преимущества и недостатки // СтройПРОФИль, 2007. № 2. С.12.

2. Осошник И.А. Производство резиновых технических изделий / И.А. Осошник, Ю. Ф Шутилин, О.В. Карманова. Воронеж: Изд-во ВГТА, 2007. 972 с.

УДК 678.7

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЛИМЕРА ПММА

ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ С ДОБАВЛЕНИЕМ ВТОРИЧНОГО

ПОЛИМЕРА

Д.А. Кобызева, Е.М. Борисовская, М.С. Щербакова

–  –  –

Воронежский государственный университет инженерных технологий В данной работе описаны изменения в структуре ПММА, а также выявлены зависимости между реологическими характеристиками и содержанием вторичного полимера.

Ключевые слова: ПММА, надмолекулярная структура, технологические параметры, вторичный полимер.

RESTRUCTURING IN POLYMER PMMA PROCESSING

WITH ADDITION OF SECONDARY POLYMER

D.A. Kobyzeva, E.M. Borisovskaya, M.S. Shcherbakova Scientific Supervisor – M.S. Shcherbakova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Voronezh State University of Engineering Technologies This paper describes the changes in the structure of PMMA, as well as the identification of relationships between rheological characteristics and the content of the secondary polymer.

Keywords: PMMA, supramolecular structure, process parameters, the secondary polymer.

В настоящее время полимерные конструкционные материалы используются во всех областях промышленного производства. На рынке конструкционных материалов, по данным ВТО, их доля составляет 12 %.

Одним из основных конструкторских материалов является полиметилметакрилат (ПММА), успешно заменяющий традиционные материалы для оптики неорганических стекол и кристаллов, так как его светопропускание составляет 92 %. При его переработке в производстве скапливаются отходы ПММА в виде литников и дефектных деталей, в связи с высокими требованиями к внешнему виду изделий. В связи с этим актуальным является вопрос о сокращении технологически неизбежных отходов и брака, а также о создании способов переработки и использования вторичного ПММА.

При проведении исследований было установлено, что добавление вторичного полимера до 30 % к первичному ПММА влияет на ПТР расплава, что приводит к уменьшению вязкости в среднем на 5 %. Вязкое течение сопровождается развитием необратимой деформации и изменением структуры полимера в процессе переработки вследствие перемещения молекул относительно друг друга под влиянием приложенного извне усилия. Одним из главных параметров, характеризующих структуру полимера, является молекулярная масса. В работе для изучения зависимости вязкости от молекулярной массы ПММА использован вискозиметрический метод (рис.1).

Рис. 1. Зависимость характеристической вязкости от молекулярной массы

Из приведенной зависимости можно сделать вывод о том, что с уменьшением молекулярной массы ПММА при добавлении вторичного полимера характеристическая вязкость полимера уменьшается. В результате повторной термообработки вторичного полимера ПММА повышается гибкость цепей макромолекул, что приводит к ослаблению межмолекулярных связей и изменению структуры полимера. Однако это не оказывает существенного влияния на физико-механические показатели и не повлечет за собой образование отходов, так как молекулярная масса изменяется менее чем на 8 %.

Таким образом, содержание вторичного полимера до 30 % незначительно влияет на изменение реологических характеристик ПММА, что не повлечет за собой изменения технологических параметров переработки, а также ухудшения конструкционных характеристик изделий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Калинчев Э.Л. Свойства и переработка термопластов: справочное пособие / Э.Л. Калинчев, М.Б. Саковцева Л.: Химия, 1983. 288 с.

2. Оссвальд Т.А. Литье под давлением / Т.А. Оссвальд, Л.– Ш. Тунг, П. Дж. Гремман; под ред. Э.Л. Калинчева. СПб.: Профессия, 2006. 712 с.

3. Производство изделий из полимерных материалов: учеб. пособие / В.К. Крыжановский, М.Л. Кербер, В.В. Бурлов, А.Д. Паниматченко. СПб.: Профессия, 2004. 464 с.

4. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1968. 536 с.

5. Влияние условий обработки полиметилметакрилата на оптические и физикомеханические свойства изделий / О.В. Карманова, М.С. Щербакова, Е.М. Борисовская, Н.Р. Прокопчук // Труды Белорус. гос. технол. ун-та. 2013. №4. С. 134УДК 667.6 : 547.973

ПОЛУЧЕНИЕ НАПОЛНЕННЫХ ЛАТЕКСНЫХ

СМЕСЕЙ

–  –  –

Voronezh State University of Engineering Technologies Getting filled rubber latex on stage and the study of the properties of rubbers based on them.

Keywords: latex; microspheres; coagulation; properties of rubbers.

Сохранность герметичности соединения деталей устройств оценивается по суммарному износу поверхностей уплотнительных элементов в зоне контакта. Большинство уплотнительных элементов эксплуатируется в среде масел и смазок, которые оказывают негативное воздействие и снижают долговечность резиновых деталей, поэтому рецептуры для таких изделий разрабатывается на основе бутадиен-нитрильных каучуков, обладающих масло- и бензостойкостью.

Перспективным направлением улучшения технических свойств резинотехнических изделий, обеспечивающих герметичность соединений является применение композиционных материалов, наполненных полыми минеральными микросферами [1].

Полые сферы изготавливаются на основе минеральных и органических соединений, имеют размеры от 25 мкм до 50 мм и плотность от 100 до 700 кг/м3 [2]. Наиболее широко используются полые стеклянные сферы со средним диаметром около 75 мкм и плотностью 300 кг/м 3. Вопросам применения корундовых полых микросфер в составе эластомерных изделий в научной литературе уделено недостаточно внимания.

Перед введением в резиновые смеси микросферы целесообразно подвергать обработке различными составами. Благодаря такой обработке увеличивается адгезия между эластомером и наполнителем, облегчается их введение в резиновые смеси и улучшается их распределение в среде эластомера. Способы повышения адгезии между армирующими материалами и эластомерами хорошо известны в резиновой промышленности и, в основном, сводятся к обработке, например, текстильных материалов пропиточными составами или к введению в резиновые смеси агентов межфазного сочетания, способных вступать во взаимодействие в процессе вулканизации с эластомером и минеральной добавкой [3]. Наполнение эмульсионных каучуков в присутствии агентов межфазного сочетания на стадии латекса - составляющее этого направления.

Для улучшения совместимости микросфер с матрицей каучука на стадии коагуляции латекса целесообразно применять агенты межфазного сочетания, в качестве которых могут быть предложены водорастворимые полимеры. Такой подход одновременно позволит повысить эффективность производства, как эмульсионных каучуков, так и резиновых смесей.

Целью работы явилось получение каучуков, наполненных полыми микросферами на основе оксида алюминия в присутствии водорастворимых полимеров на стадии латекса и исследование свойств резин на их основе.

В качестве объектов исследования был выбран бутадиеннитрильный латекс СКН-18СНТ с сухим остатком 19,9 % мас., в который вводили полые корундовые микросферы производства ООО «Кит-Строй СПб» HCM c размером частиц 70-180 мкм. Дозировка микросфер составляла 5 % мас. в пересчете на каучук. Подобраны коагулянты и стабилизаторы. Разработана методика подготовки компонентов, коагуляции и выделения каучука из латекса в присутствии полых микросфер.

С целью повышения адгезии микросфер к каучуковой матрице, а также их удержания в латексе на стадии коагуляции последний загущали водорастворимыми полимерами (КМЦ, ПВС, крахмал и пр.). Коагуляция наполненного латекса, выделение и сушка каучука проводилась стандартными методами и коагулянтами.

В качестве образцов сравнения использовали каучук, который был выделен из латекса тем же способом, но без введения микросфер, а также товарный каучук СКН-18. Модифицированный каучук оценивали по показателям – содержание золы, потери массы при сушке, вязкость по Муни.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ксантос М. Функциональные наполнители для пластмасс / пер. с англ. под ред. В.Н. Кулезнева СПб.: Научные основы и технологии, 2010. 462 с.

2. Рюткянен Е.А. Влияние модификации поверхности наполнителя на свойства латексных пленок / Е.А. Рюткянен, Н.В. Сиротинкин, М.В. Успенская // Науч.техн. вестник информац. технологий, механики и оптики. 2012. № 6.(82).

С. 106-110.

3. Гришин Б.С. Материалы резиновой промышленности: монография. Ч.1 / Казань: КГТУ, 2010. С. 353-361.

УДК 678.7: 691

ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ЭЛАСТОМЕРНЫЕ

МАТЕРИАЛЫ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

А.С. Москалев, И.А. Борисова, О.В. Карманова Научный руководитель – О.В. Карманова, д-р техн. наук, профессор Воронежский государственный университет инженерных технологий Работа посвящена созданию эластомерных водонабухающих материалов с использованием бентонитовых порошков и изучению их свойств.

Ключевые слова: гидроизоляция, эластомер, набухание, бентонит.

–  –  –

The work was dedicated to the creation of water-swellable elastomer materials using bentonite powders and study of their properties. Сomparative testing of imported and domestic hydrophilic sealants were held.

Keywords: waterproofing, elastomer, swelling, bentonite.

В строительстве широко используются эластомерные профили, которые обладают способностью набухать в воде и заполнять неплотности швов. К таким изделиям предъявляются требования высокой способности к разбуханию, эластичности, стойкости к атмосферным воздействиям. В настоящее время для этих целей используются материалы, в основном зарубежного производства:GX-7615, Waterstor, Redstop, Bentostrip, Contite Waterstop, Bentorub и пр. Из водонабухающих эластомерных материалов российских производителей известны материалы Суперстоп, Аквастоп, Барьер, Гидрофест и пр. [1] доля которых в общем объеме производства незначительна. В этой связи создание водонабухающих герметиков на основе отечественного сырья, обеспечивающее их импотрозамещение является актуальной задачей. Работа посвящена созданию эластомерных водонабухающих материалов с использованием бентонитовых порошков и изучению их свойств.

Для изготовления гидроизоляционных материалов применяются добавки, увеличивающие их набухание (полиакриламид, карбоксиметилцеллюлоза, бентонит и пр.) [2]. Наиболее востребованными являются герметики в виде шнуров, жгутов, лент и профилей различного сечения на основе бентонита.

При изготовлении неформовых уплотнителей применяется оборудование экструзионного типа. В связи с этим к эластомерным композициям предъявляются требования хорошей шприцуемости и когезионной прочности.

Проведены сравнительные испытания по способности к набуханию в воде промышленных образцов гидрофильных герметиков. Исследованы шесть типов образцов в виде жгутов прямоугольного сечения.

Полимерная основа и компоненты, обеспечивающие набухание в воде данных герметиков неизвестны.

Образцы промышленных герметиков выдерживали в воде в течение 7 суток с промежуточным отбором проб для определения набухания.

Набухание оценивали по изменению массы образцов до и после выдержки в воде:

N = 100(m - m0)/m0, где m0, m – масса образца до и после набухания соответственно В результате эксперимента установлено, что четыре образца проявили ограниченное набухание в течение всего срока испытания с увеличением массы в 2,8 раза. Еще два профиля показали набухание с их последующим разрушением после первых суток испытания.

Разработаны составы эластомерных уплотнителей - бентонитовых шнуров (БШ), проведено обоснование и выбор компонентов БШ. Выбор компонентов и оптимизацию состава БШ осуществляли исходя из требования обеспечения высокого набухания (не менее 100 %) при условии соответствия технологических свойств материалов нормативным требованиям.

В качестве полимерной основы БШ выбран насыщенный этиленпропиленовый каучук, обладающий уникальными свойствами по стойкости к атмосферному старению. Наполнителями являлись бентонитовые порошки разных месторождений, содержание которых варьировалось от 50 до 300 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Использовали бентониты производства ОАО «Журавский охровый завод» (ГОСТ 28177-89), ОАО «Хакасский бентонит» (ТУ 39-202-86), ООО «Азбентонит» (TS AZ 5048340Рецептуры композиций содержали различные целевые добавки, способствующие лучшему распределению бентонитов в эластомерной матрице (жирные кислоты, поверхностно-активные вещества) [3], а также повышающие набухание (соли и оксиды металлов).

Установлено, что максимум поглощения воды наблюдается в течение первых 2-х суток, после чего набухание практически не изменяется и достигает 21,3 % для БШ с бентонитом Журавским, 21 % - Хакасским и 25,2 % с Азбентонитом.

Высокая влажность бентонита, по нашему мнению, является основной причиной низкого набухания, а также возникновения пузырей на поверхности резиновых смесей при их вальцевании, затрудняющих дальнейшее получение монолитного профиля. Отмечено, что при профилировании резко ухудшалась шприцуемость заготовок, показатели которой составили 8-9 баллов.

Анализ рассмотренных марок применяемых бентонитов показал, что наиболее высоким содержанием монтмориллонита обладает Азбентонит [3]. Поэтому дальнейшие работы вели с этой маркой бентонита.

Активацию бентонита осуществляют различными методами [4]:

«мокрый», «сухой», в суспензии. Осуществлена активация сухим способом, путм механического перемешивания NaCl и Na2CO3 c бентонитом и последующей вылежкой в течение 24 ч. Активация в этом случае происходит за счт остаточной влажности бентонита.

На основе активированного Азбентонита были получены 3 образца, содержащие 3 % NaCl, 5 % Na2CO3 и их комбинацию с общим содержанием 7 %, соответственно.

Анализ данных (рис. 1) показал, что после активации бентонита набухание композиций увеличивается с 25 % до 175 %.

Рис. 1. Зависимость набухания (N) БШ на основе Азбентонита (100 мас. ч.) от времени (t)/

Использованные электролитические добавки:

1- без добавок; 2 - NаCl; 3 - Nа2CO3; 4 - NaCl+ Nа2CO3 Для оценки влияния дозировки бентонита на набухание были получены профили, содержащие 100, 150, 200, 250 и 300 мас.ч. Азбентонита. Установлено, что при введении бентонитового порошка более 200 мас.ч. наблюдается существенное увеличение набухание, но при этом ухудшаются технологические свойства БШ.

Таким образом, в результате проведенных исследований определен состав БШ, обеспечивающий удовлетворительные технологические свойства композиций и высокое набухание изделий на их основе. Рекомендовано введение в этиленпропиленовые каучуки 150-200 мас. ч. Азбентонита, активированного комбинацией из NaCl и Na2CO3.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гидроизоляция подземных изаглубленных сооружений при строительстве и ремонте / А.А. Шилин, М.В. Зайцев, И.А. Золотарев, О.Б. Ляпидевская. Тверь:

Изд-во «Русская торговая марка», 2003. 396с.

2. Xiang Y. A new polymer/clay nano-composite hydrogel with improved response rate and tensile mechanical properties / Y. Xiang, Zh. Peng, D. Chen // European Polymer Journal. 2006. V. 42, № 9. P. 2125-2132.

3. Пат. 2415886 РФ. Соли металлов жирных кислот и способ их получения / О.В.

Карманова, Г.В. Кудрина, И.А. Осошник, М.В. Енютина, С.Г. Тихомиров, С.И. Корыстин. Опубл 10.04.2011

4. Горюшкин В.В. технологические свойства бентонитов палеоцена воронежской антеклизы и возможности их изменения [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://www.vestnik.vsu.ru/pdf/heologia/2005/01/gorushkin.pdf.

УДК 66-963

ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ

ПРОФИЛИРОВАНИЯ И ВУЛКАНИЗАЦИИ НЕФОРМОВЫХ

ПРОФИЛЕЙ

–  –  –

Научный руководитель – А.С. Казакова, канд. техн. наук, доцент Воронежский государственный университет инженерных технологий Представлены результаты исследований различных марок каучуков и способов изготовления композиций для обеспечения лучших технологических параметров с последующей рекомендацией для широких производственных испытаний.

Ключевые слова: каучук этилен-пропиленовый; технология профилирования.

TECHNICAL SOLUTIONS OF FORMING TECHNOLOGY

AND NON-SHAPED PROFILES VULCANIZATION

–  –  –

There were provided the studies results of various rubber grades and methods of manufacturing compositions to provide the best technological parameters, followed by a recommendation for broad production testing.

Keywords: ethylene-propylene rubber; forming technology.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 10 |



Похожие работы:

«МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ С. В. Зеленцов, Научно-технический кандидат сельскохозяйственных наук бюллетень В. С. Петибская, Всероссийского научно-исследовательского кандидат биологических наук института масличных культур Е. В. Мошненко, 2005, вып. 2 (133)...»

«ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОИЯИ RADIOBIOLOGICAL RESEARCH AT JINR Дубна • 2015 Р15 Составители: Член-корреспондент РАН Е. А. Красавин Доктор биологических наук А. В. Борейко Доктор биологических наук Н. А. Колтовая Кандидат биологических наук Р. Д. Говорун Кандидат би...»

«Документ предоставлен КонсультантПлюс Зарегистрировано в Минюсте России 25 июня 2013 г. N 28880 МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ от 18 февраля 2013 г. N 60 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ АДМИНИСТРАТИВНОГО РЕГЛАМЕНТА ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ПО Н...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ ПРИКАЗ 20 июля 2009 г. № 640 Москва Об...»

«2 отдельных уровнях. Биологическая продуктивность экосистем (биогеоценозов). Взаимосвязь биологической продуктивности и экологической стабильности. Методы управления популяциями и экосистемами (биогеоце...»

«Биологическая физика (фармация заочное отделение 1 курс) ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1 (5 часов) Тема раздела: "Оптика". Тема занятия: Законы поглощения и рассеяния света. Основы фотоколориметрии и спектрофотометрии. Лабораторная работа "ПОГЛОЩЕНИЕ И РАССЕЯНИЕ СВЕТА.ОСНОВЫ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА" Цел...»

«Kazan Institute of Biochemistry and Biophysics, Kazan Scientific Center, RAS K.A. Timiryazev Institute of Plant Physiology, RAS Kazan (Volga Region) Federal University Branch of Biological Sciences of the Russian Academy of Sciences Scientific Council on Plant Physiology and Photosynthesis, RAS The X International Conference...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт лесоведения Российской академии наук (ИЛАН РАН) Утверждаю Программа одобрена: Ученым советом ИЛАН РАН Директор Протокол № _ доктор би...»

«Известия высших учебных заведений. Поволжский регион УДК 618.3-06:616.98:579.861.2 Н. Н. Митрофанова, В. Л. Мельников, А. М. Слетов РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА ВИДОВОГО СОСТАВА И ОСНОВНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРО...»

«Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2011. – Т. 20, № 2. – С. 31-43. УДК 598.1(091)(470.53) ОБ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ ГЕРПЕТОФАУНЫ ПЕРМСКОГО КРАЯ 2011 А.Г. Бакиев, Н.А. Четанов* Институт экологии Волжского бассейна РАН, г. Тольятти (Россия) Поступил...»

«Ольга В. Таглина Илья Мечников http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=4432817 Илья Мечников.: Фолио; Харьков; 2010 Аннотация Жизнь Ильи Ильича Мечникова была необычайно насыщенной, богатой событиями и научными открытиями. Он является не только известнейшим биологом, зоологом, эпидемиологом, врачом, о...»

«Классный час Покормите птиц зимой! Цель: Вызвать сочувствие к зимующим птицам. Научить проявлять заботу к ним. Расширить знания детей о птицах.Задачи: Формирование экологического представления детей об о...»

«Зарегистрировано в Минюсте России 25 декабря 2012 г. N 26359 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ И АТОМНОМУ НАДЗОРУ ПРИКАЗ от 6 ноября 2012 г. N 634 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ФЕДЕРА...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования "Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины" ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕК БАССЕЙНА ДНЕПРА (В ПРЕДЕЛАХ ГОМЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ) Гомель 2008 УДК 574.5 (476.2, 282.2 Днепр)...»

«Приложение 3 Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова"БИОТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ краткий курс лекций дл...»

«Тотальный вторжение, 2001, Anton Belozerov, МФ [с.н.], 2001 Опубликовано: 12th September 2011 Тотальный вторжение СКАЧАТЬ http://bit.ly/1cgXAGl Днепровская тарань биология, уловы и состояние запасов, П. Г. Сухойван, 1956, Roach (Fish), 129 страниц.. Alicia Keys, John Banksto...»

«Протокол № 2015-ТСМН-18/И от 03.03.2015 стр. 1 из 8 УТВЕРЖДАЮ Председатель конкурсной комиссии _ С.В. Яковлев "03" марта 2015 года ПРОТОКОЛ № 2015-ТСМН-18/И заседания Конкурсной комиссии ОАО "АК "Транснефть" по лоту № 2015-ТСМН-18 "Выполнение проектно-изыскательских работ" 03.03.2015 г. Москва, ул. Киевская, д.7...»

«E/2011/91 Организация Объединенных Наций Экономический и Социальный Distr.: General Совет 27 April 2011 Russian Original: English Основная сессия 2011 года Женева, 4–29 июля 2011 года Пункт 13(m) предварительной повестки дня * Экономические и экологические вопросы: перевозка опасных г...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО "БУРЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ФАКУЛЬТЕТ БИОЛОГИИ, ГЕОГРАФИИ И ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ "УТВЕРЖДАЮ" и.о. декана _ / Максарова Д.Д. ""20_ г.. Программа практики учебная (учебная; производственная, в т.ч. преддипломная) по полу...»

«Суслопаров Михаил Александрович КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ АНТИГЕНОВ И ВЫЯВЛЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГЕРПЕСВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА 03.00.06 –вирусология АВТОРЕФЕРАТ на соискание учен...»

«4’ 2013 4’ 2013 И. П. Айдаров, доктор технических наук А. И. Голованов, доктор технических наук Д. П. Гостищев, доктор технических наук Г. Х. Исмайылов, доктор технических наук А. Е. Касьянов, доктор технических наук А. М. Марголин, доктор экономических наук И. П. Свинцов, доктор сельскохозяйстве...»








 
2017 www.kn.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.