Порошковые промоторы адгезии резин на основе гидролизного лигнина

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Получены порошковые модификаторы – промоторы адгезии резин на основе гидролизного лигнина в результате его обработки в модифицирующей системе TiCl4 в C6H14. Определены физико-химические свойства полученных продуктов: насыпная плотность, содержание Ti(IV), карбонильных, карбоксильных групп и киcлотонерастворимого лигнина. Изучено влияние порошковых модификаторов, введенных в резиновые смеси в количестве до 5 мас. ч. на 100 мас. ч. бутадиен-α-метилстирольного каучука СКМС-30 АРКМ-15, на кинетические параметры вулканизации и физико-механические свойства резин. Выявлено, что введение в рецептуру резиновой смеси исследуемых порошковых модификаторов позволяет повысить прочность связи на границе раздела резина–латунированный металлокорд 4Л15 в 2–3 раза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Лариса Александровна Кувшинова

Институт химии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fragl74@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1964-6691
Россия, Сыктывкар, 167000

Елена Васильевна Удоратина

Институт химии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Email: fragl74@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7146-2806
Россия, Сыктывкар, 167000

Юлия Сергеевна Карасева

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Email: karaseva_j@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6531-4252
Россия, Казань, 420015

Елена Николаевна Черезова

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Email: fragl74@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6743-1097
Россия, Казань, 420015

Артём Анатольевич Лобинский

Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук

Email: fragl74@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5930-2087
Россия, Санкт-Петербург, 194021

Список литературы

  1. Евстигнеев Э.И. // Химия раст. сырья. 2024. № 1. С. 57. doi: 10.14258/jcprm.20240112046
  2. Цветков М.В., Салганский Е.А. // ЖПХ. 2018. Т. 91. № 7. С. 988; Tsvetkov M.V., Salganskiy E.A. // Russ. J. Appl. Chem. 2018. Vol. 91. N 7. P. 988. doi: 10.1134/S0044461818070095
  3. Крутов С.М., Возняковский А.П., Гордин А.А., Савкин Д.И., Шугалей И.В. // Экологическая химия. 2015. Т. 24. № 1. С. 29; Krutov S.М., Voznyakovskii А.P., Gordin А.А., Savkin D.I., Shugalei I.V. // Russ. J. Gen. Chem. 2015. Vol. 85. N 13. P. 2898. doi: 10.1134/S1070363215130058
  4. Kazzaz A.E., Fatehi P. // Industrial Crops and Products. 2020. Vol. 154. P. 112732. doi: 10.1016/j.indcrop.2020.112732
  5. Симонова В.В., Шендрика Т.Г., Кузнецов Б.Н. // J. Sib. Fed. Univ. Chem. 2010. Vol. 4. N 3. P. 340.
  6. Абдукаримова Д.Н., Негматова К.С., Эминов Ш.О. // Universum: технические науки. 2021. Т. 6. № 87. Art. ID 11965.
  7. Tanase-Opedal M., Espinosa E., Rodríguez A., Chinga-Carrasco G. // Materials. 2019. Vol. 12. P. 3006. doi: 10.3390/ma12183006
  8. Thakur V.K., Thakur M.K., Raghavan P., Kessler M.R. // ACS Sust. Chem. Eng. 2014. Vol. 2. N 5. P. 1072. doi: 10.1021/sc500087z
  9. Khalil H.P.S.A., Marliana M.M., Alshammari T. // BioResources. 2011. Vol. 6. N 3. P. 5206. doi: 10.15376/biores.6.4.5206-5223
  10. Xu G., Yan G., Zhang J. // Polym. Bull. 2015. Vol. 72. P. 2389. doi: 10.1007/s00289-015-1411-7
  11. Mahendran A.R., Wuzella G., Aust N., Müller U., Kandelbauer A. // Polym. Polym. Compos. 2013. Vol. 21. N 4. P. 199. doi: 10.1177/096739111302100401
  12. Graupner N. // J. Mater. Sci. 2008. Vol. 43. P. 5222. doi: 10.1007/s10853-008-2762-3
  13. Судакова И.Г., Гаврилова Ю.Ю., Фетисова О.Ю., Кузнецова Б.Н. // J. Sib. Fed. Univ. Chem. 2022. Vol. 15. N 4. P. 518. doi: 10.17516/1998-2836-0314
  14. Zhang S., Li M., Hao N., Ragauskas A.J. // ACS Omega. 2019. Vol. 4. N 23. P. 20197. doi: 10.1021/acsomega.9b02455
  15. Gosselink R.J.A., Abächerli A., Semke H., Malherbe R., Käuper P., Nadif A., Van Dam J.E.G. // Ind. Crop. Prod. 2004. Vol. 19. N 3. P. 271. doi: 10.1016/j.indcrop.2003.10.008
  16. Xiao S., Feng J., Zhu J., Wang, X., Yi C., Su S. // J. Appl. Polym. Sci. 2013. Vol. 130. N 2. P. 1308. doi: 10.1002/app.39311
  17. Falkehag S.I. // Appl. Polym. Symp. 1975. N 28. P. 247.
  18. Bertella S., Luterbacher J.S. // Trends in Chemistry. 2020. Vol. 2. N 5. P. 440. doi: 10.1016/j.trechm.2020.03.001
  19. Кувшинова Л.А., Удоратина Е.В., Карасева Ю.С., Черезова Е.Н. // ЖПХ. 2023. Т. 96. № 3. С. 252. doi: 10.31857/S0044461823030039; Kuvshinova L.A., Udoratina E.V., Karaseva Yu.S., Cherezova E.N. // Russ. J. Appl. Chem. 2023. Vol. 96. N 3. P. 281. doi: 10.1134/S1070427223030035
  20. Wang H., Pu Y., Ragauskas A., Yang B. // Bioresour. Technol. 2019. N 271. P. 449. doi: 10.1016/j.biortech.2018.09.0
  21. Trino L.D., Bronze-Uhle E.S., George A., Mathew M.T., Lisboa-Filho P.N. // Colloids Surf. (A). 2018. Vol. 546. P. 168. doi: 10.1016/j.colsurfa.2018.03.019
  22. Fu Y., Du H., Zhang S., Huang W. // Mater. Sci. Eng. (A). 2005. Vol. 403. P. 25. doi: 10.1016/j.msea.2005.04.036
  23. Петропавловский Г.А. Гидрофильные частично замещенные эфиры целлюлозы и их модификация путем химического сшивания. Л.: Наука, 1988. 298 с.
  24. Никифорова Т.Е., Багровская Н.А., Козлов В.А., Лилин С.А. // Химия раст. сырья. 2009. № 1. С. 5.
  25. Mulinari D.R., Voorwald H.J.C., Cioffi M.O.H., Rocha G.J., Pinto Da Silva M.L.C. // BioRes. 2010. Vol. 5. N 2. P. 661. doi: 10.15376/biores.5.2.661-671
  26. Araújo Martins G., Pereira P.H.F., Mulinari D.R. // BioRes. 2013. Vol. 8. N 4. P. 6373. doi: 10.15376/biores.8.4.6373-6382
  27. Marques P.A.A.P., Trindade T., Neto C.P. // Comp. Sci. Technol. 2006. Vol. 66. N 7–8. P. 1038. doi 10.1016/ j.compsitech.2005.07.029
  28. Abid U., Gill Y.Q., Irfan M.S., Umer R., Saeed F. // Int. J. Biol. Macromol. 2021. Vol. 181. P. 1. doi 10.1016/ j.ijbiomac.2021.03.0572029
  29. Гордин А.А., Пшеничникова Л.Н., Наговицына О.А. // Adv. Sci. 2017. Vol. 4. N 8.
  30. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. С. 161.
  31. Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. М.: ВШ, 2001. С. 420.
  32. ГОСТ 19440–94. Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Ч. 1.
  33. Кузнецова З.И. Методы исследования целлюлозы. Рига: Зинатне, 1981. С. 214.
  34. Segal L., Creely J.J., Martin Jr. A.E., Conrad C.M. // Text. Res. J. 1959. Vol. 29. P. 786. doi: 10.1177/0040551755902901003

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микрофотографии исходного гидролизного лигнина HL0 в видимом поле 200 мкм (а), частицы образца HL0, представленной целиком (б), фотография образца HL0 (в), микрофотографии образца HL2, полученного действием TiCl4 в гексане на гидролизный лигнин, в видимом поле 200 мкм (г) и частицы HL2 в аналогичном масштабе, представленном на микрофотографии (б) для HL0 (д), и фотография образца HL2 (е).

Скачать (252KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние содержания Ti(IV) в образцах HL0 (0 мг/г), HL1 (26.6 мг/г) и HL2 (61.4 мг/г) на содержание карбонильных и карбоксильных групп, а также фракцию образцов (ωр), растворимую в 10%-ном водном растворе H2SO4, и увеличение массы (∆m) гидролизного лигнина HL0 после обработки в системе TiCl4 в гексане по отношению к его исходной навеске.

Скачать (98KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Рентгеновский фотоэлектронный обзорный спектр образца HL2 (а), тонкая структура спектральных линий Ti 2p (б), O 1s (в), C 1s (г).

Скачать (238KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ИК спектры (а) и дифрактограммы (б) образцов: исходного гидролизного лигнина HL0 (1) и продуктов воздействия TiCl4 в гексане на гидролизный лигнин HL1 (2) и HL2 (3).

Скачать (180KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Реометрические параметры резиновых смесей: минимальный крутящий момент Mmin резиновой смеси (а), содержащей модификатор HL0 (1), HL1 (2), HL2 (3) соответственно; максимальный крутящий момент Mmax резиновой смеси (а), содержащей модификатор HL0 (1ʹ), HL1 (2ʹ), HL2 (3ʹ) соответственно; оптимум вулканизации t90 резиновой смеси (б), содержащей модификатор HL0 (1), HL1 (2), HL2 (3) соответственно.

Скачать (127KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Физико-механические свойства вулканизатов до и после термоокислительного старения, содержащих различное количество модификаторов HL0 (1), HL1 (2), HL2 (3): условная прочность при растяжении fP (а), относительное удлинение при разрыве ɛP (б), эластичность по отскоку R (в), твердость по Шору А (г), прочность связи резина–латунированный металлокорд (д).

Скачать (548KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Предполагаемая схема увеличения адгезионной прочности вулканизатов: контрольный образец сравнения без модификатора (а), вулканизаты с добавкой модификаторов HL1 и HL2 (б). 1 – проволока из углеродистой стали – металлокорд, 2 – латунь, 3 – оксидная пленка меди и цинка. n = 1–7, R – макромолекула лигнина или целлюлозы.

Скачать (208KB)
Метаданные
9. Рис. 8. СЭМ и ЭДА анализ бокового среза резины без модификатора (а, б) и с модификатором HL2 в количестве 5 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука (в, г) соответственно.

Скачать (294KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024