Введение к работе
Актуальность проблем. Сочетание полимеров с наполнителями позволяет получать материалы с соз^кенно новыми технологи )ски\?и или эксплуатационными свойствами. Хотя традиционно особое вникание уделяот влиянию наполнителей на механическую прочность, напол- "*.тели способны оказывать много других эффектов, обуславливающих высокую эффективность их использования - понижение текучести и объем: »лх термических или химических усадок, улучгаение формуемости и фсрмоустсйчивости, понижение горючести, повышение Фрикционных или антифрикционных, электрических, теллефизичес-ких и других характеристик.
Одной из главных целей использования наполнителей является снижение стоимос \ полимерных материалов. Именно эта цель"определяет в ресаюгей степени тот больней интерес к капол"ителям и наполненным системам, который проявляется в последнее вгемя. Этому способствует и то, что цены на наполнители растут медленнее, чем ка полимеры, поскольку производство большинства наполнителей не связано с иссякающими запасами нефти и не столь энергоемко, как произво--стао полимеров, т.ч. экономическая целесообразность использования дешевых наполнителей становится все более очевидной.
В настоящее время в связи с увеличивающимся дефицитом т адиционных минеральных ингредиентов (карбонат кальция, белые сажи, технический углерод) ваяноЗ задачей становится поиск новых прдуктов. К таким относится природный композитный материал - сунгит, месторождения которого ..звестны пока только а территории Jffi\
Щунгиты Карелии - углеродсодержащие горные породы, имеющиеся в достаточных для пиитического применения обь-'емах. Щунгиты имеют разнообразный минеральный состав, в том числе по содержании углерс ,а (от долей % до 75% и более). Это придает им ряд специфических сбсйстз, не присущих углям или графитам. В зависимости от содержания углерода они подрааделяотся на 5 разновидностей. Наиболее рас-
4 прострвнешюй и подготовленной к использованию является третья разновидность шунгитовых пород - шунгит-3, в котором содергсание углі. одной и минеральной (в основном, S^Oo) частей находится в соотношении 30:70. Пох ,ды данной группы обладают черным цветои, маховым блоском.
Щунгит - дешевый продукт, по сравнению с сажакк, т.к. его добыча осуществляется открытым способом и он может полностью использоваться (как цельный продукт), не требуя дополнительной очистки для удале ия примесей. Щунгит не токси-. чек к поэтому актуально его применен.^ с экологической точ-* зрения.
Учитывая ограниченность ассортимента традиционных капе: .ктелей, их дефицит, а также состав и свойства иунгита, необходимым и своевременным является исследование возможности его применения в зластомерных композициях. Работа выполнялась в соответствии с программе-"/! "Новые по. шерные материалы" на период I986-I99Q гг- и "Новые материалы и технологии для отраслей народного хозяйства к социальной сфер.. FCMCP" на период І99І-І995 гг.
Цель работы. Показать зозмошость применения щунгита в качестве наполнителя резин не основе различных каучуков. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
изучить физико-химические свойства цунгита, ответственные за процесс усиления каучуков;
исследовать технологические к технические свой" -ва шунгитонаполненных резин на основе каучуков регулярного к нерегулярного строения;
промышленное опробование вунгита.
Научная новизна. В работе показана и эксперк«енталь- но обоснована возможность применения шунгита в качестве наполнителя оластомерных композиционных материалов многоцелевого назначения.
Исследована основные закономерности наполнения шунги^ том, показана взаимосвязь состава к свойств композиционных материалов на основе каучуков общего и специального назначения с шунгитом.
Показано, что шунгит является более эффективным на-
полнителем для композиционных материалов, чем традиционные технический углзрод и белая сажа, способствующим повышению техг-1 логических, эластические и дине лческих свойств.
Эффективность шунгита оо'условлена образованием во-' дородных '-іязей между активными центрами на .юверхности шунгита и двойной связью каучука.
Разработаны эластомерние композиции, наполненные вунгитом* с широким диапазоном эксплуатационных характеристик: терке- к огнестойкостью и электропроводящими свойствами о
Пдахтотес^ая_ценносхьА Проведены производственные
опробования щунгота на ПКП, "Ленинградский шнный завод",
ATI "Лен.чнгрс,.,скпй за;*од резиновой обуви" м ГПП "Красный
треугольник" (го С.-Петербург) в каркасной, протекторной
резинах, а резинах для производства конвейерных лент об-
анадочнух резинах для производства обуви. Производственные
испытания показали, что шунгит мс it быть применен в ка
честве заменителя дорогах и дефицитных белых саж (марок
ЕП-50, ЕС-І20/ s технического углерода (марок Т-900, П803),
ооеспечивая хороше технологические я адгезионные свойству
а также в качеств добавки (3 здес.ц.) к основному рецепту,
ч$о позволяет снизить долю каучука и зе счет этого получить
экономический эффект. В пересчете на годовую программу из
готовления протекторной резины (1,5 тне.т) на Ленинградском
шинном заводе экономия каучука составляет 11,08 ч/год. Из
готовленная продукция с использованием шунгита удовлетворя
ет требована-м НТД. Р? работана нориативно-техническая до
кументация для применения шунг.'та в резиновой промыоленнос-
ти. '
Использование т:'нгита в рези; шой промыш-энкостн имеет социальный эффект, заключающийся в улучшении экологической обстановки на предприятии. Щунгит маю пылит, лекго вводится в каучук р процессе смешения и требует меньших энергетических затрат для распределения в полимере.
Апробация работы.Материалы диссертации отражены в одной статье^ тезисах докладов и информационном листке. Результаты работы укладывались не Всесоюзной научно-технической конференции "Повыиение качества л надежности рези-ко-тканевых и резино-меть„;лических кошозиционных материалов и изделия на их основе" (Днепропетровск, 1983); 1-й научной конференции молодых ученых (1-5 апреля 1991 г.): ^Проблемы химик и технологии органических вецеств и биотехнологии" (Ленинград, 1991).
Структура и объем работы. Матер/алы диссертации из-л ены на 15 2 стр., включая 28 таблиц, 24 рисунка. Работа состоит из введения, обзора литературы, методической части, гхг ., содержащих результаты эксперимента и их обсуждение, практические реког/.ендации по применении пунгита в производстве пик, РТИ и обуви, выводов, списка литературы, вклзэ-чавщего 155 наименований, трех пряло: :киП.