Влияние сшитого эластичного нанодисперсного полимерного материала на упруго-гистерезисные свойства резин

• Автор: Багряшов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1 Наполнители шинных резин.

1.1 Агенты совместимости каучуковой матрицы с осажденными кремнекислотными наполнителями

1.2 Каучуковые микрогели.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Объекты исследования.

2.1.1 Функционализированные сшитые эластомерные

частицы.

2.1.2 Составы резиновых смесей.

2.1.3 Методика приготовления резиновых смесей и вулканизации. 2.1.4Каучуки
2.1.5 Наполнители
2.1.6 Модификаторы ОКН.
2.1.7 Компоненты резиновой смеси.
2.2 Физикохимические методы исследований
2.2.1 Элементный анализ
2.2.2 Массспектроскопия с индуктивно связанной плазмой
2.2.3 Газовая хроматомассспектрометрия.
2.2.4 Инфракрасная спектроскопия.
2.2.5 ЯМР Н спектроскопия.
2.2.6 Дифференциально сканирующая калориметрия.
2.2.7 Сканирующая электронная микроскопия
2.3 Физикомеханические методы исследований
2.3.1 Оценка вулканизационных характеристик и качества смешения осажденного кремнекислотного наполнителя с каучуковой матрицей с помощью Я РА
2.3.2 Определение упругопрочностных свойств при растяжении на разрывной машине.
2.3.3 Определение твердости по Шору А
2.3.4 Эластичность по отскоку резин.
2.3.5 Оценка истираемости
2.3.5 Динамический механический анализ
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1 Анализ структуры функционализированных эластомеров Иапоргепе
3.2 Исследование влияние Иапоргепе на режимы смешения и технологические свойства резиновых смесей.
3.2.1 Определение содержания Иапоргепе в модельной резиновой смеси
3.2.2 Исследование влияния поргепе на реологические критерии резиновых смесей.
3.2.3 Исследование морфологии резин, наполненных Ыапоргепе, с помощью сканирующей электронной микроскопии.
3.2.4 Исследование влияния Ыапоргепе на вулканизацию резиновых смесей.
3.2.5 Исследование влияния Ыапоргепе на упругогистерезисные и эксплуатационные свойства вулканизатов
3.3 Изучение совместного использования поргепе и силанизирующей добавки
3.4 Исследование влияния Ыапоргспс на свойства резиновых смесей и вулканизатов, содержащих ОКН.
3.4.1 Определение условий получения резиновых смесей, содержащих ОКН и Ыапоргепс
3.4.2 Исследование влияния соотношения ОКН и Хапоргепс на комплекс свойств резиновых смесей и физикомеханические характеристики вулканизатов.
3.4.3 Исследование влияния Ыапоргепе на упругогистерезисные свойства резин, наполненных ОКН
3.6 Разработк протекторных резин для легковых шин с
улучшенным комплексом потребительских свойств
ВЫВОДЫ.
Список литературы


Во второй главе представлены описания используемых в работе материалов, методы их исследования, а также состав рецептур, методика приготовления, методы испытания экспериментальных резиновых смесей и вулканизатов. Третья глава посвящена обсуждению полученных в работе результатов. Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность ведущему научному сотруднику, к. Туренко С. В. за помощь в выполнении диссертационной работы. ГЛАВА 1. В настоящем разделе рассматривается влияние основных компонентов резиновых смесей, определяющих эксплуатационные свойства протекторных резин. Представлены известные механизмы усиления резин такими наполнителями как ТУ и ОКН и их влияние на упруго-гистерезисные свойства резин. Известно, что ТУ является наиболее распространенным усиливающим наполнителем, применяемым в шинных резинах. Использование ТУ в качестве наполнителя обусловлено обеспечением повышения упруго-прочностных характеристик резин, стойкости к истиранию и усталостной выносливости. ТУ является также отличным светостабилизатором, который адсобирует ультрафиолетовые волны солнечного света, предотвращая инициирование окислительной деструкции каучука. Влияние ТУ на динамико-механические свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе каучуков различного назначения было изучено многими учеными [2, 3, 4]. В работе [5] при изучении свойств резин на основе ряда синтетических каучуков, наполненных ТУ, показано, что во многих случаях наблюдается увеличение таких упруго-гистерезисных характеристик вулканизатов, как модуль упругости (G1), модуль потерь (G"), а также тангенс угла механических потерь (tg8). ТУ получают из углеводородного сырья, запасы которого ограничены, и цены на которое непрерывно растут, а поскольку применение ТУ в производстве шин породило еще и экологическую проблему для здоровья человека, все большее распространение получает ОКИ. ОКН заняли особый статус в шинной промышленности среди усиливающих наполнителей с момента презентации фирмой Michelin автошин Energy®. ОКН по сравнению с ТУ. Кроме того, изменение характера зависимости от температуры у резин с ОКН свидетельствует об изменении их упруго-гистерезисных свойств. Сравнивая значения при разных температурах резин, наполненных ОКН и ТУ, меньшие значения tg5 при низких температурах наблюдаются для образца с использованием ОКН. Большие показатели 1^6 и гистерезисные потери вулканизатов в высокоэластическом состоянии при температурах выше плюс °С характерны для образца, наполненного ТУ (рис 1). Рисунок 1. Зависимости 1^5 от температуры резин, усиленных белой сажей (о) и техническим углеродом (•) [5]. Исходя из вышесказанного, замена ТУ на ОКН способствует снижению 5 при высоких температурах, что коррелирует с понижением сопротивления качению протекторных резин. Уменьшение 5 при низких температурах у резин, наполненных ОКН, также позволяет улучшить сцепление с обледенелым дорожным покрытием [6]. Причем необратимое разрушение сетки наполнителя при повышении температуры способствует стремительному снижению показателя tg8 из-за уменьшения взаимодействий в системах «наполнитель - наполнитель» и «полимер - наполнитель». С другой стороны, гистерезисные потери резин, наполненных ОКН, растут с увеличением температуры и при плюс °С достигают значений, характерных для резин, усиленных ТУ. Это связано с тем, что ОКН находится в резине в виде прочной «суперсетки» из частиц наполнителя. Сетка, образованная частицами ОКН, значительно прочнее сетки ТУ и, следовательно, претерпевает меньшие изменения при циклическом нагружении, что и объясняет меньший гистерезис резин с ОКН в диапазоне температур от минус да плюс °С [7]. В таблице 1 показано качественное влияние ТУ и ОКН на различные свойства протекторных резин. Таблица 1 - Результаты влияние ТУ и ОКН на свойства шин. Введение ОКН позволяет разработчикам шин снизить содержание наполнителя вследствие большего усиливающего эффекта по сравнению с ТУ. Повышение эластомсрной составляющей по отношению к демпфирующей фазе наполнителя является эффективным способом снижения сопротивления качению автошин, так как значение ненаполненных каучуков уменьшается с увеличением температуры [8].