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. – Δfр возрастает на 85-87 % по сравнению с контрольным образцом. При долговременном старении (70 ˚С ˣ 96 часов) Δfр 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