Введение к работе
Актуальность работы. Проблема долговечности резиновых изделий напрямую связана со старением резин и соответствующим этому процессу ухудшением прочностных и пласто-эластических свойств. Механизм процесса окисления каучуков и методы стабилизации эластомерных материалов хорошо изучены и описаны в монографиях и обзорных статьях Н.Н. Семенова, Н.М. Эмануэля, К.Б. Пиотровского, А.С. Кузьминского, Ю.А. Шляпникова, А.Н. Баха, М.Б. Неймана, А.А. Берлина и др. На основе результатов их работ сформулированы принципиальные направления и разработаны эффективные методы противодействия цепным радикальным процессам окислительной деструкции полимерных цепей каучуков.
Применение противостарителей является наиболее часто используемым методом антиокислительной стабилизации. В качестве антиоксидантов применяются ароматические амины, замещенные фенолы, эфиры фосфористой кислоты, кремнийорганические и высокомолекулярные соединения. Наибольшее распространение в промышленной практике получили первые два вида из вышеперечисленных стабилизаторов. Интенсивные исследования по поиску и синтезу новых соединений этих классов с улучшенными комплексами свойств ведутся многими научными коллективами.
Несмотря на высокую эффективность аминных стабилизаторов (Диафен ФП, Ацетонанил Н, неозон Д, новантокс 8 ПФДА), высокий уровень современных требований к экологической безопасности производства, токсичности примененяемых веществ (регламент Евросоюза REACH, список канцерогеноопасных веществ МАИР (IARC)), обусловливает необходимость поиска новых антиоксидантов для полимерных материалов, и в частности, эластомеров. Соединения класса замещенных фенолов обладают низкой токсичностью и высокими показателями антиокислительной эффективности, поэтому они допущены к применению в изделиях для медицинской и пищевой отрасли.
В зарубежных и отечественных исследованиях наблюдаются также тенденции замещения синтетических продуктов на продукты природного происхождения, сырье для производства которых относится к возобновляемым ресурсам. Опубликован ряд исследований, посвященных применению терпенофенолов как ингибиторов старения полимерных материалов, биологических и химических процессов, источником сырья для синтеза которых являются продукты лесоперерабатывающей промышленности. Исходя из имеющегося положительного опыта применения терпенофенольных соединений как антиоксидантов, по токсичности и эффективности соответствующих современным требованиям, то их использование в качестве противостарителей в составе эластомерных композиций является актуальным.
Цель работы. Исследовать возможность применения
терпенофенольных соединений в качестве эффективных и экологичных противостарителей в эластомерных композициях.
Научная новизна. Впервые предложено использование терпенофенольных соединений, полученных из природного сырья, в качестве противостарителей эластомерных композиций. Показано их влияние на свойства резиновых смесей и вулканизатов, и выявлено повышение конфекционной клейкости резиновых смесей, содержащих терпенофенолы.
Практическая значимость. В результате проведенного исследования установлено, что стабилизирующее действие терпенофенолов находится на уровне промышленных противостарителей фенольного типа. При этом они отвечают современным требованиям гигиенической и экологической безопасности. Выявленный эффект повышения конфекционной клейкости резиновых смесей при введении терпенофенольных соединений позволяет применять их в качестве бифункциональной добавки.
Таким образом, обоснована замена Ионола на терпенофенольные соединения в рецептурах резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, в особенности с повышенным уровнем санитарно-гигиенических требований.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: XII международной научно-практической конференции «Резиновая промышленность. Сырьё, материалы, технологии» (Москва, 2006, 2011); XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2007», «Ломоносов - 2008» (Москва); III конференции молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт- Петербург, 2007, 2008); XVII Менделеевской конференции молодых ученых (Самара, 2007); VI Открытой украинской конференции молодых ученых «Высокомолекулярные соединения «ВМС-2008» (Киев, 2008); конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте» (Одесса, 2012); XXIII симпозиуме «Проблемы шин и резинокордных композитов» (Москва, 2012).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК и 13 тезисов научных докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав (литературный обзор, экспериментальная часть, обсуждение результатов, направления практического использования терпенофенольных соединений в
