VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

В настоящее время в области химии высокомолекулярных соединений наблюдается всплеск интереса к природным полимерам, которые экологически чисты, не требуют для своего производства невозобновляемых источников углеводородного сырья, а также больших количеств энергетических ресурсов. Можно отметить широкое внедрение в полимерные композиционные материалы полисахаридов, лигниноподобных компонентов, продуктов гидролиза кератинсодержащих белков, техического белка, аминокислот, особенно серусодержащих аминокисло типа цистина, цистена, а также фосфолипидов различногосостава, например, лицетина, крахмала и т.д.

Используемые в настоящее время синтетические антиоксиданты (аминные стабилизаторы, фенольные соединения, стабилизаторы на основе ароматических конденсированных циклов, эфиры фосфористой кислоты и другие соединения) не всегда по своим экологическим характеристикам, доступности, простоте синтеза удовлетворяют современным требованиям.[1-3]

Особое место среди природных полимеров занимают меланины – представители класса мало изученных конденсированных полифенолов. Наличие высокостабильных парамагнитных центров, разнообразие функциональных групп, определяют их полифункциональность. Уникальным свойством меланинов является устойчивое свободно-радикальное состояние. В зависимости от условий мономеры меланиновых пигментов способны находиться в виде феноксильных или семихинонных радикалов[1].

Нами исследована возможность применения экологически чистых природных полимеров меланинов в качестве противостарителей в эластомерных композициях. Меланины исследовались, как противостарители для каучука, так и для резиновой смеси. Для этого была проведена оценка влияния антиоксидантов на процесс термоокислительной деструкции синтетического каучука СКИ-3 методами ДТА и исследования кинетики поглощения кислорода.

Таблица 1 –Свойства вулканизатов

Показатель	К	Мч1	Мл2	Мск3	Ма4	Мхк5
Показатель скорости вулканизации (Rv), мин-1	21,8	32,6	28,8	17,5	35,3	39,3
Условная прочность при растяжении (fр), МПа	15,1	17,1	17,7	14,5	28,7	15,9
Относительное удлинение при разрыве (εр), %	720	683	797	723	677	707
Относительное остаточное удлинение (εост.), %	6	7	10	7	7	10
Изменение показателей после старения (100 оС х 24 час.), %: Δfp Δε	-72,3	-19,2	-19,8	-20,1	-23,4	-27,2
	-33,5	-20,4	-22,5	-18,4	-6,9	-8,1
Изменение показателей после старения (100 оС х 72 час.), %: Δfp Δε	-89,6	-55,9	-54,7	-55,6	-78,8	-88,6
	-36,9	-44,4	-42,5	-39,7	-26,1	-38,1
Изменение показателей после старения (100 оС х 96 час.), %: Δfp Δε	-80,1	-76,1	-77,5	-79,1	-95,1	-87,9
	-57,1	-64,9	-59,2	-57,1	-58,6	-67,5

К - контрольный образец содержащий агидол-2; Мч¹- модифицированные меланины гриба Inonotus obliquus (чага), осаждённые соляной кислотой; Мл²- меланины лузги подсолнечника; Мск³- меланины гриба Inonotusobliquus(чага), осажденные соляной кислотой; Ма⁴- меланины гриба Inonotusobliquus(чага), осажденные ацетоном; Мхк⁵ - меланины гриба Inonotusobliquus(чага), осажденные хлоридом кальция.

Исследования показали (таблица 1), что в присутствии меланинов Мч и Мл скорость вулканизации увеличивается на 33-49 %. При этом возрастает прочность вулканизатов (в случае образца, содержащего меланины М2 в 1,9 раз), кроме образца М1. Наибольшая стойкость к термоокислительному старению (70 ˚С ˣ 24 часа) наблюдается у резины, содержащих Мч и Мл. – Δf_р возрастает на 85-87 % по сравнению с контрольным образцом. При долговременном старении (70 ˚С ˣ 96 часов) Δf_р увеличилась на 28-31%.

Таким образом, установлено, что меланины проявляют высокую антиокислительную активность в составе резиновых смесей на основе каучуков общего назначения и возможно их применение в качестве природных и экологически чистых противостарителей в эластомерных композициях.

Список литературы

1.Грачёва Н.В. Химическая модификация природных полимеров меланинов гриба inonotusobliquus(чага) с целью получения высокоактивных антиоксидантов, автореферат дисс.канд.техн.наук/ВолгГТУ,Волгоград,2014

2.Новаков И.А., Новопольцева О.М., Соловьева Ю.Д., Кучин А.В., Чукичева И.Ю.Оценка стабилизирующего действия терпенофенолов на термоокислительную деструкцию резиновых смесей на основе бутадиен-стирольных каучуковИзвестия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2012. Т. 55. № 12. С. 90-93.

3.Новопольцева О.М., Новаков И.А., Соловьева Ю.Д.Фенольные антиокисиданты: перспективы и направления практического использования Химическая промышленность сегодня. 2012. № 12. С. 25

4. Краснова Т.С.,Новопольцева О.М., Исследование природных полимеров меланинов гриба inonotusobliquus (чага) в качестве противостарителей каучуков общего назначения, XXV Менделеевский конкурс молодых учёных,Томск 2015

Код для цитирования: Скопировать