Исследование взаимодействия эластомеров с углеродными наполнителями различной дисперсности и структуры
Старовойтова, Ю. Н. Адсорбция полимерной цепи на плоской поверхности: компьютерное моделирование // Свойства веществ и строениемолекул: Сборник научных трудов. Твер: гос. ун-т. Тверь: Изд-во ТвГУ-, 2003. — С. 93 — 102. Корнев, Ю. В. Сравнительные оценки микрои" макрофизических свойств эластомерных композитов в экспериментах по наноидентифицированию и макропрочности Текст. / Ю. В. Корнев // Каучук… Читать ещё >
Содержание
- Выводы
1. Проведено систематическое исследование свойств углерод-каучукового геля (УКГ) в резиновых смесях на основе полиизопренового и метилстирольного каучуков. Выявлены закономерности влияния наполнителей эластомеров на количество образующегося геля и фазовый состав связанного наполнителем каучука. Выявлено, что формирование' адсорбционных слоев вблизи поверхности наполнителя по механизму обменной адсорбции завершается за 6−8 минут.
2. Выявлено, что содержание УКГ в резиновых смесях зависит от морфологических свойств первичных агрегатов технического углерода ^ -размера и формы агрегатов. Получены линейные уравнения, связывающие содержание УКГ в резиновых смесях на основе натурального и метилстирольного каучуков с дисперсностью частиц технического углерода и долей пустот в его первичных агрегатах. Показано, что с увеличением доли пустот в его' агрегатах толщина стеклообразного слоя каучука в резине возрастает по уравнению Ыс1са=3,036-Р с коэффициентом корреляции Я2 0,93.
3. Определены закономерности влияния карбоксильных, фенольных и хинонных групп на поверхности дисперсного углерода на УКГ в резиновых смесях. При превышении концентрации протоногенных групп на поверхности дисперсного углерода, входящего в состав резиновых смесей- 0,4 мкг-экв/м~, содержание УКГ резко снижается из-за стерических препятствий для обмена низкомолекулярных макромолекул в адсорбционном слое на высокомолекулярные. Выявлено, что энергия" активации процесса адсорбции макромолекул изопренового каучука увеличивается в присутствии протоногенных групп (фенольных и карбоксильных) до 13 кДж/моль, и подчиняется уравнению ^ Еакт = -1.0104 [О] - 0.3169 с коэффициентом корреляции Я2 0,88.
4. Показано, что толщина адсорбционных слоёв изопренового каучука на поверхности технического углерода зависит от молекулярной массы сорбированного каучука и составляет 1−4 нм у каучука СКИ-3 и 50−60 нм у натурального каучука. С увеличением гидрофильности поверхности наполнителя толщина стеклообразной фазы связанного им каучука в резиновой смеси снижается особенно интенсивно при достижении коэффициента относительной гидрофильности по сравнению с гидрофильностью функциональных групп технического углерода К 354 более 80%.
5. Выявлен немонотонный ход изменения удельной адсорбции изопренового и метилстирольного каучуков от ширины микропор на поверхности технического углерода при достижении 1,36 нм, обусловленный стерическими препятствиями для растекания адсорбированных низкомолекулярных фракций каучука.
6. Научно обоснованы технические требования к перспективному техническому углероду как наполнителю высокоусиливающих резин: эффективная ширина пор на поверхности — не менее 1,36- размер первичных агрегатов — не более 180 нм- содержание протоногенных функциональных групп (карбоксильных и фенольных) — не более 0,4 мкг-экв/м~. На основании выявленной зависимости износостойкости резин от количества связанного каучука и морфологии первичных агрегатов технического углерода предложен экспрессный метод оценки усиливающих свойств технического углерода.
Исследование взаимодействия эластомеров с углеродными наполнителями различной дисперсности и структуры (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
1. Лыкин, A.C. Резины, наполненные техническим углеродом. Текст.// Вопросы практической технологии изготовления’шин. 2009. — № 5. — С.9.
2. Гончаров, В.М. О возможности применения нанодисперсных наполнителей различной природы в эластомерных композициях./ В. М. Гончаров, Д. В. Ершов, // Каучук и резина. 2007. — № 1. — С. 16.
3. Каблов, В. Ф. Физическая модель эластомерного композита, наполненного частицами нанометрового размера/ В. Ф Каблов., и др.// Полимерные композиционные материалы и покрытия: Материалы 3 Междунар. научно-техн. конф., Ярославль, 20−22 мая. 2008. -С. 360.
4. Gerspacher, М. Текст. [Электронный ресурс] / M. Gerspacher, С.Р. 0, Farrell // Междун. конф. по каучуку и резине «Rubber 2000», Мельбурн, 2000 г. Режим доступа: http// www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/1181.htlm.
5. Корнев, Ю. В. Сравнительные оценки микрои" макрофизических свойств эластомерных композитов в экспериментах по наноидентифицированию и макропрочности Текст. / Ю. В. Корнев [и др] // Каучук и резина. 2008. — № 6. -С. 18−22.
6. Schaefer, D. W. How Nano Are Nanocomposites? / D. W. Schaefer, R. S. Justice // Macromolecules. 2007. — Vol. 40, № 24. — P. 8501 — 8517.
7. Липатов, Ю. С. Успехи химии. 1981. -Т. 50, № 2. -С. 355—377.
8. Липатов Ю. С, Сергеева Л. М. Адсорбция полимеров. Киев: Наук. думка, 1972. 195 с.
9. Старовойтова, Ю. Н. Адсорбция полимерной цепи на плоской поверхности: компьютерное моделирование // Свойства веществ и строениемолекул: Сборник научных трудов. Твер: гос. ун-т. Тверь: Изд-во ТвГУ-, 2003. — С. 93 — 102.
10. WangXiangtian Изучение адсорбции полимера на поверхности раздела твёрдое тело / жидкость (II). Адсорбция-полимера / Wang Xiangtian, Hu Ying // Huagongxuebao = J. Chem. Ind. and Eng. (China) 1998. — 49, № 4, C. 434 — 440.
11. Федорко В. Ф. Некоторые вопросы адсорбции полиметакриловой кислоты из разбавленных растворов./ В.Ф. ФедоркоВ. П: Закордонский/ / Коллоид, ж. -1984. T. XLVI, Вып. 3. — С.513−516.
12. Заикин, А. Е. Особенности локализации технического-углерода на границе раздела1 полимерных фаз./ А. Е. Заикин, Е. А. Жаринова, P.C. Бикмулин, // Высокомолекул. Соединения, Сер. А. 2007. — Т.49,.№ 3. — С. 499−509.
13. Заикин, А. Е. Оценка эффективности взаимодействия полимеров с поверхностью частиц нанонаполнителей./ А. Е. Заикин, P.C. Бикмуллин, И. А. Горбунова, //Журнал прикладной химии.-2007. Т. 80, — Вып.6. С. 988−992.
14. Zajac, R. Effectsofchemical impurities on the adsorption of polymer chains from a semidilute solution / Zajac R., Chakrabarti A. //. J. Chem. Phys 1997. — 107, № 20.-C. 8637−8653.
15. Липатов, Ю: С. Адсорбция смесей полимеров из разбавленных и полуразбавленных растворов / Ю. С. Липатов, Т. Т. Тодосийчук, В. Нл Чорная // Успехи химии. 1995. — 64, № 5. — С. 497- 504. .
16. Эльтекова, Н. А. Самоорганизация гибкоцепных макромолекул на поверхности' гранулированной, сажи //. 8 Между нар: конф. «Теория и, практ. адсорбцпроцессов»: Тез-Докл. — М., 1996 С. 66.
17. Кисленко, В. Н. Математическое моделирование адсорбции полимеров на металлической^ пластинке 7'BiiHКисленко? и др.//. Коллоид, ж. 1998; — 60, № 3. — С. 338−343.
18. Polotsky,. A. Influence: of sequece correlations on the adsorption of random heteropolymers onto homogeneous planar, surfaces/ A.- Polotsky, FriederikeSchmid, Andreas Degenhard // Ji!.Chem: Phys. 2004. — 120, № 13.-C. 6546- 6256:
19. Shair, J: A. Adsorption studies of diblock copolymers at the cyclohexane/carbon black interface /. Shair. J.A. et ai.| // Langmuir.- 1999. 15, № 22. — C. 7688 -7694/. .¦ «V.
20. Chornaya, V.N. Effect of flexibility of polymer chains on the kinetics of adsorption-of polymer mixtures from solutions- / V. N Chornaya. et al. //. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -2008. T. 318, № 1. -C. 53−61.
21. Semenov, A.N. Pay3a. Kinetics of adsorption of linear homopolymers onto flat surfaces: Rouse: dynamics / A.N. Semenov, J:-F. Joanny //. J. phys. Sec.2. — 1995. — 5,№ 6. — C. 859−879:
22. Такахаси Акира. Молекулярная теория адсорбции полимеров-: // Кай гай кобунсикэнкю: 1990: — 36,№ 1. — С:37 — 41.
23. Морозов, И. А. Исследование структуры, наполненной резины. при помощи атомно-силовой микроскопии Текст. // Труды 19 Симп. «Проблемы шин ирезинокордных композитов» / ООО «НТЦ «НИИШП»: М, 2008: — С. 95−101.
24. Takahasi ALayer thickness of macromolecules adsorbed? on> surfaces //. Mol. Conformat, and Dyn. Macromol. Condensed Syst.: Collect. Contrib. Lect. 1st Toyota Gonf., 28 Sept. 1 Oct., 1987. — Amsterdam ect., 1988. — C. 353- 369.
25. Esumi, K. The effect of binary solvents on adsorption of poly (vinylpyrrolidone) on: titanium dioxide and graphite particles /. K. Esumi et al. // J. Colloid and Interface Sci. 1996. — 178, № 2, C. 549 — 554.
26. Eltekov, Yu. А. Строение адсорбционных слоев линейных полимеров. Structure of the adsorption layers of linear polymers: Pap. Int. Symp. Surface.
27. Chem., Adsorpt. and Chromatogr. (dedicat to memory A.V. Kiselev), Moskow, 13 -17 Nov., 1988 // Pure and Appl. Chem. 1989. — 61, № 11. — C. 1987 — 1992.
28. Бабенко, E.B. Исследование сорбционных и адсорбционных процессов в синтезе наполненных полиуретанов / Е. В. Бабенко и др.// Изв. вузов. Химия и хим. технол.- 1998.-41 ,№ 1.-С. 91 -93, 142.
29. Lipatov, Yu. Heats of adsorption in the mixed’polymer systems / Yu. et al.// J. Colloid and Interface Sci. 2004. — 272, № 2.-C. 281 — 287.
30. Lipatov, Yu. Energy of adsorption interaction and surface coverage from polymer of various molecular structures / Yu. Lipatov, et al.//. Journal of Colloid and Interface Science. 2006. — T.294, № 2. — C.273−280.
31. Кулезнев В.H. Коллоиднаяхимия полимеров // Коллоидн. ж. — 1983. — T. XLV, Вып.4. С.627- 634.
32. Медведевских, Ю. Г. Изотерма адсорбции^ и конформация полимерных цепей на границе жидкой' и твёрдой фаз / Ю. Г. Медведевских, Л. И: Базыляк, О. Б. Шибанова // Ж. физ. химии. 2004. — 78, № 8. С. 1461 — 1468.
33. ASTM D 3191 09 Standard Test Methods for Carbon Black in SBR (Styrene-Butadiene Rubber)—Recipe and EvaluationProcedures// ASTM Standards on Disk, 2006.
34. ASTM D 3192−05 Standard Test Methods for Carbon Black Evaluation in NR (Natural Rubber)// ASTM Standards on Disk, 2006, v.09:02.
35. ASTM* D 3182−07. Standard Practice for Rubber Materials, Equipment and Procedures for Mixing Standard Compounds and Preparing Standard Vulcanized Sheets// ASTM Standards on Disk, July 2007, v.09.01.
36. ASTMD412 06a Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers—Tension // ASTM Standards on Disk, 2006, v.09.02.
37. А.С. 442 919 Способ оценки усиливающих свойств сажи в резинах / Лежнев Н. Н., Якухина К. А., Красильникова М. К. Опубл. БИ № 33, 1975.
38. ASTM D 3849−04 Test Method for Carbon Black/ Morphological Characterization of Carbon Black Using Electron Microscopy//Book of ASTM Volume 09.01, July 2007 Rubber, Natural and Synthetic General Test Methods.
39. Kraus, G. Molecular weight effects in adsorptionof rubbers on carbon black / Kraus G., Gruver J.T. // Rubber chem. technol. 1968. — 41, № 5. — C. 1256 — 1270.
40. Kolthoff, J.M. Sorption of GR-S type of polymer on carbon black. II. Effect of variables on the sorption by Graphon / Kolthoff J.M., Gutmacher R.G., Kahn A. // J.. Phys. chem. 1951. — 55. — C. 1240 — 1246.
41. Benford, J.S. Multisegment adsorptionof long chain polymers on carbon black / Benford’J.S., Gessler A.M. // J. Phys. chem. 1959. — 63. — C. 1376 — 1378.
42. Патент RU 2 409 815 Раздьяконова1 Г. И., Киселева E. А., Филипьева A.A., Стрижак E.A. Способ оценки усиливающих свойств сажи в резинах // Опубл. 20.01.2011.
43. Темникова Е. В. Изучение влияния технического углерода на гистерезисные свойства’протекторных резин./ Е. В. Темникова и др. //Каучук и резина. — 2004. № 2. — С.32.
44. Ляпина, Л А. Роль технического углерода в формировании прочностных свойств резин. / Л А. Ляпина, М. А. Иваницкий // Каучук и резина. 2008 — № 5. -С.38 -41.
45. А.С. 1 756 324 Способ оценки усиливающих свойств сажи в резинах / Г. И. Раздьяконова, С. В. Орехов, Ю. А. Эльтеков, Н. А. Эльтекова, В. Е Гильман Опубл. БИ № 31, 1992.
46. Афанасьев С. В. Унификация методов оценки технологических свойств эластомеров //. Каучук и резина. — 1992. № 3. — С.2.
47. Бартенев Г. М., Килимник О. В. Релаксационные процессы в наполненном эластомере и тепловая подвижность частиц наполнителя // Коллоидн. ж.-1983.-Т.14, Вып.2. С.299−303.70- Липатов Ю. С. Физико-химия наполненных полимеров. Киев: Наукова думка.- 1980.-260 с.
48. Липатов Ю. G. Зависимость адсорбированных сегментов полимерных молекул от концентрации растворов/ Ю: G. Липатов, Л. М. Сергеева Т.Т. Тодосийчук // Коллоидн. ж 1975; 37, № 2-.
49. Новаков, И-А. Теоретическое определение теплопроводности эластомерного композита, структурированного частицами наноразмера./ И. А. Новаков, В. Ф. Каблов, И. П. Пстрюк // Каучук и резина. 2009. № 5. — С. 6−8.
50. Бартенев, Г. МОпределение объемной доли связанного на наполнителе полимера по теплофизическим данным/ Г. М. Бартенев, и др.// Коллоид.ж. — 1984.-44, № 6.-С. 1065−1071.
51. Eltekov. Vu. F. Adsorption of macromolecules of elastomers on carbon blak// Carbon. 1994. Vol.32, № 5. — P.931−934.
52. Baaser, Hi Micro-level— of polymer-filier interaction-// Kautsch*. und? Gummi: Kunstst. 2009: 62, № 4.,—C^ 156-f59t: ^.
53. Гамлицкий, Ю. А. Современные представления о механизме: усиления и методы исследования./ Ю. А. Гамлицкий и др.//. 11-ая Международнаянаучно-практическая конференция по сырью, материалам, технологиям. Материалы конференции. М., 2005. — G. 141−143.
54. Юшкина, Т. В. Исследование молекулярной подвижности межфазных слоев наполненных полимеров методом спиновых зондов./ Т. В. Юшкина и др. // Высокомол. соед. Сер.А. 2001, том 43, № 11. С. 2009;2014.
55. Гельфман, М. И. Коллоидная химия Текст. / М. И. Гельфман, О. В. Ковалевич, В.П.' Юстратов. СПб. и др.: Лань, 2003. — 332 с.
56. Patal, F. Die adsorption von makromolekulen III Текст. / F. Patat, E. Killinann, C. Schliebener // Angewandte macromolekulare chemie. 1961. — № 49. — P. 200 214.
57. Tuijnman, G. A. F. Precision viscometry of polyvinyl acetate in toluene Текст. / С. A. F. Tuijnman, J. J. Hermans // Journal of polymer science. — 1927. № 25 — P. 385−401.
58. Липатов, Ю. С. Поверхностная сегрегация при адсорбции в, смесях полимеров и свойства адсорбционных слоев Текст. / Ю. С. Липатов, Т. Т. Тодосийчук, В. Н. Чорная // Укр. хим. ж. 2005. — Т. 71, № 5 — 6. — С. 3- 1 к.
59. Koral, J. The adsorption of polyvinyl acetate Текст. / J. Koral, R. Ullmann, F. R. Eirich // Journal of physical chemistry. 1958. — № 62. — P. 541−550.
60. Солтыс M.H. О температурной зависимости адсорбции полимеров эфиров метакриловой кислоты/ М. Н. Солтыс и др.// Высокомолекул. Соединения. Сер. Б, 1973, т. 15, № 7, с. 494−496.
61. Солтыс М. Н. Адсорбция полиметакриловой кислоты на окиси алюминия/ Солтыс М. Н. и др. В кн.: Поверхностные явления в полимерах. Киев: Наукова думка, 1970, с. 65−70.
62. Липатов Ю. С. Межфазные Явления в полимерах. Киев: Наукова думка, 1980, — 260 с. характеристики вулканизатов. / Р. И. Эстрин, Н.Я.Овсянников//. Журнал Вестник МИТХТ.-2008. Т. 3.-№ 2.
63. Yimin Zhang, S Ge. Effect of Carbon Black and Silica Fillers in Elastomer Blends. / S Ge. Yimin Zhang et al. // Macromolecules. 2001. — Vol. 34, № 20. — P. 7056- 7065.
64. Васильев, В А. Инновационное обеспечение предприятий промышленности синтетического каучука. / В. А. Васильев, Ю.К. Гусев// Международная научно-практическая конференция по сырью, материалам, технологиям. Материалы конференции. — М., 2005. С.3−8.
65. Глуховский, B.C. Свойства растворных бутадиен-стирольных маслонаполненных каучуков (ДССК-18-М27) / B.C. Глуховский и др. //. Международная научно-практическая конференция по сырью, материалам, технологиям. Материалы конференции. — М., 2005. С.41−43.
66. ГусевЮ.К. Каучуки эмульсионной полимеризации. Состояние производства и пути развития. / Ю. К. Гусев и др. //. 11-ая Международная научно-практическая конференция по сырью, материалам, технологиям. Материалы конференции. М., 2005. — С.43−44.
67. Мохнаткина, Е. Г. Освоение бутадиен-стирольных каучуков растворной полимеризации (ДССК) в ООО НИЖНЕКАМСШИНА. //12 ая.
68. Юзюк/ Анализ и обработка спектров., учебно-методическое пособие. — Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет. 2007. — 76.
69. Поликарпов, В. М. Современные методы компьютерной обработки экспериментальных данных: учебное пособие / В. М. Поликарпов, И. В. Ушаков, Ю. М. Головин. Тамбов: Изд-во Тамб: гос. техн. ун-та, 2006. — 84 с. — 100 экз. — ISBN 5−8265−0498−6.
70. Donnet J-B., Santini A, Maafa D., Balard H. et all /The difference between iodine number and nitrogen surface area determinations for carbon blacks// Rubber Chemistry and Technology, 2006.-v.79. no. 1. P. 120.
71. Черных, B.B. Зависимость образования СКГ от типа каучука и сажи./ В. В. Черных, В. Г. Эпштейн // Коллоидн. ж. 1957. том 19. С.644−650.
72. А.С.90 3772(СССР). Способколичественного определения связанных с техуглеродом полимеров в резиновой смеси Текст./А. И. Морозова. Опубл. в Б.И., 1982, № 5.
73. ГОСТ 18 249–72. Определение вязкости разбавленных растворов полимеров. М.: Изд-во стандартов, 1972.
74. ASTM D3 849−89 Standart Test Methods for Carbon Black/ Primary Aggregate Dimensions from Electron Microscope Image Analysis Rubber// Book of ASTM, Volume 09.01 «Rubber, Natural and Synthetic General Test Methods и Carbon Black» 1990, P.630−642.
75. Windows., Векторный графический редактор"СогеПЖА? для Microsoft.
76. Ван Кревелен Д. В. Свойства и химическое строение полимеров / Пер. с англ.: под ред. А .Я. Малкина. М.: Химия, 1976. — С. 104. -416 с.
77. Аскадский, А. А. Компьютерное материаловедение полимеров. Т.1 Атомно-молекулярный уровень. / А. А. Аскадский, В. И. Кодращенко // М. Научный мир, 1999.-544 с.
78. Шеин В. С., Шутилин Ю. Ф., Гриб-А. П. Основные процессы резинового производства. Л.: Химия, 1988. -160 с.
79. Морозов И. А. Структура каркаса из агрегатов частиц технического углерода, в наполненных эластомерных материалах/ И. А. Морозов et al.// Высокомолекул. Соединения. Т 49. № 3. М., 2007 — С. 456:
80. Medalia A.I., Koltoff I: M. Determination of «microgel inGRS Rubber’VJom. Polymer Sien., 1951.V.6.№ 4. -P.438−455.
81. Gessler A.M., Hess W.M., Medalia A.I. Reinforcement of elastomers with carbon: black.11. Effect: of incorporating carbon black in: elastomers.- Plast, rubber proc., 1978; v.3, No.2, p.37−51. '.
82. Kraus G. Reinforcement of elastomers with carbon black.- Adv. polym.sci., 1971, v.8, p. 155−237.
83. Раздьяконов, Ю. ВПрименение теории объемного заполнения микропор для описания изотермадсорбции эластомеров техническим углерюдом / Ю. В. Раздьяконов,: И. А. Жовиер, Г. И. Раздьяконова //ВМС, сер. Б-., № 1, 2004, С. 116 119. ' ¦, '.. — / '.
84. Wang Xiangtian. Адсорбция полидисперсного полимера у поверхности раздела твёрдое тело/жидкость / Wang Xiangtian, Hu Ying // Huagong xuebao // J. Chem. Ind. and Eng. (China) 1999: — 50, № 5. — C. 678 686.
85. Ильин, А. И. Оценка размеров первичных агрегатов технического углерода, методом электронной микроскопии/ А. И. Ильин и др.// В сб. «Пути развития промышленности тех! iического углерода» М.:НИИШП, 1978.-С.28−37.
86. Huber, G. Polymer adsorption on heterogeneous surfaces / Huber G., Vilgis T.A. //Eur. Phys. m 1998. — 3, № 2. — C. 217 — 223.1. ОАуу.
87. Скворцов А. М. Поведение макромолекул в ограниченных объемах / А. М. Скворцов и др. //Высокомолек. Соединения., 1978.-Т.ХХ.- сер.А.- № 4.-С. 816.