В качестве объекта исследования использовали тройную комбинацию каучуков СКИ-3, СКД, СКС-30 АРКПН.
Смесь каучуков обладает перспективным балансом потребительских свойств шинных резин:
- высоким уровнем прочностных свойств и сопротивления порезам;
- благоприятной температурной зависимостью гистерезисных свойств;
- высоким значением коэффициента трения при хорошей износостойкости;
- высокой скоростью вулканизации при удовлетворительной склонности к подвулканизации.
Проведены исследования, заключающиеся в насыщении каучуков фуллеренами и дальнейшем изучении физико-механических свойств полученных резиновых смесей, таких как максимальный крутящий момент, модуль при 50% растяжении, прочность при разрыве, твёрдость по Шору, эластичность по отскоку, удельный показатель истирания.
Образцы для испытаний подготавливали и испытывали согласно стандартным методикам. Эксперимент проводили в строго стабильных условиях: постоянны положение ротора, объем материала, внешняя форма заготовок, время испытания.
Сравнивая экспериментальные резиновые смеси со стандартной можно сделать вывод, что они отличаются лишь содержанием фуллеренов различной дисперсности.
С целью изучения влияния степени дисперсности полученного фуллерена на физико-механические показатели резиновой смеси на основе тройной комбинации каучуков, были получены три фракции фуллереносодержащей сажи. Для этого предварительно молотый образец фуллереносодержащей сажи был просеян через сита 50 мкм, 75 мкм и 100 мкм. Далее в соответствии с матрицей планирования эксперимента было изготовлено 5 резиновых смесей: первая – эталонная смесь без фуллеренов, а остальные с различными массами фуллеренов в смеси с различной дисперсностью. В качестве функции отклика были выбраны шесть показателей, отражающие основные физико-механические показатели резиновой смеси: модуль при 50% растяжении, прочность при разрыве, максимальный крутящий момент по кривой кинетики вулканизации, твёрдость по Шору, эластичность по отскоку и удельный показатель истирания (потерю объёмов образцов при истирании).
Были получены следующие уравнения регрессии:
- модуль при 50% растяжении: ;
- прочность при разрыве: ;
- максимальный крутящий момент: ;
- твёрдость по Шору: ;
- эластичность по отскоку: ;
- потеря объёмов образцов при истирании: .
Согласно полученным данным, относительно модуля при 50% растяжении, можно сделать вывод, что фуллерен является центром кристаллизации, то есть внутренней сшивки образца, следовательно, ресурс резинового образца возрастает.
Технический результат заключается в том, что фуллереносодержащие сажевые наполнители обладают свойством синтеза полимеров, при котором фуллерен служит основой полимерной цепи, а связь между молекулами осуществляется с помощью бензольных колец. Также присоединяя к себе радикалы различной химической природы, фуллерены способны образовывать широкий класс химических соединений, обладающих различными физико-химическими свойствами.
Список использованных источников
1. Попов Г.В., Клейменова Н.Л., Игуменова Т.И., Акатов Е.С. Управление качеством резинотехнической продукции с использованием нанотехнологий ВЕСТНИК ВГУИТ, 2012, Т3 (53), с. 144-147.
2. Аверко-Антонович И. Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров. Казань. : 2002. 302 с.