chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2018-13-5-67-72chemicallytech-171Research ArticleSYNTHESIS AND PROCESSING OF POLYMERS AND POLYMERIC COMPOSITESСИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕTHE EFFECT OF NON-POLYMERIC COMPONENTS OF A RUBBER MIXTURE ON SURFACE PROPERTIES OF ELASTOMER COMPOSITIONSВЛИЯНИЕ НЕПОЛИМЕРНЫХ КОМПОНЕНТОВ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙТарасенкоА. Д.TarasenkoA. D.

аспирант кафедры коллоидной химии им. С.С. Воюцкого

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Postgraduate Student, S.S. Voyutskiy Chair of Colloid Chemistry

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

ad_abramova@mail.ruДулинаО. А.DulinaO. A.

кандидат химических наук, доцент кафедры коллоидной химии им. С.С. Воюцкого

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Ph.D. (Chemistry), Associate Professor, S.S. Voyutskiy Chair of Colloid Chemistry

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruБукановА. М.BukanovA. M.

кандидат технических наук, профессор кафедры химии и технологии переработки эластомеров им. Ф.Ф. Кошелева

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Ph.D. (Eng.), Professor, F.F. Koshelev Chair of Chemistry and Technology of Elastomer Processing

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruМИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)РоссияMIREA - Russian Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)Russian Federation2018281020181356772Copyright © Tarasenko A.D., Dulina O.A., Bukanov A.M., 20182018Тарасенко А.Д., Дулина О.А., Буканов А.М.Tarasenko A.D., Dulina O.A., Bukanov A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/171

The effect of non-polymeric components of a rubber mixture on the surface properties of butadienestyrene rubber obtained by solution polymerization was studied in the article. As non-polymeric components, ingredients widely used in the practice of the rubber industry were introduced into the rubber: fillers, surfactants of various types, and also sulfur - as a vulcanization agent. The surface free energy of the samples, a quantitative characteristic of the surface properties, was determined using the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method. It has been found that the surface properties of elastomeric compositions depend significantly on the solubility of the ingredients of the rubber composition and their adsorption properties. It has been shown that the most significant influence on the surface energy of butadiene-styrene rubber is exerted by the filler, on the surface of which rubber adsorption does not occur. The effect of surfactants on the surface energy of rubber compounds is different and depends on the nature of the surfactant. A partially soluble component - sulfur - in small quantities does not affect the surface energy of rubber samples. However, if it is present in the system in quantities greater than the solubility limit, it significantly reduces the surface free energy of the samples.

В работе изучалось влияние неполимерных компонентов резиновой смеси на поверхностные свойства бутадиен-стирольного каучука, полученного растворной полимеризацией. В качестве неполимерных компонентов в каучук вводились ингредиенты, широко используемые в практике резиновой промышленности: наполнители, поверхностно-активные вещества различной природы, а также вулканизующий агент - сера. Свободная поверхностная энергия образцов, как количественная характеристика их поверхностных свойств, определялась с помощью метода Оуэнса-Вендта-Рабеля-Каелбле. Установлено, что поверхностные свойства эластомерных композиций существенно зависят от растворимости ингредиентов резиновой смеси и их адсорбционных свойств. Показано, что наиболее существенное влияние на поверхностную энергию бутадиен-стирольного каучука оказывает наполнитель, на поверхности которого адсорбция каучука происходит в меньшей степени. Влияние поверхностно-активных веществ на поверхностную энергию резиновых смесей различно и зависит от природы ПАВ. Частично растворимый компонент сера в малых количествах не влияет на поверхностную энергию образцов каучука, но в количествах, превышающих предел ее растворимости, существенно снижает свободную-поверхностную энергию образцов.

бутадиен-стирольный каучуксвободная поверхностная энергияметод ОВРКповерхностные свойстваповерхностно-активные веществаbutadiene-styrene rubbersurface free energyOwensWendtRabel and Kaelble methodsurface propertiessurfactantsReferencesКаучук и резина. Наука и технология / под ред. Дж. Марка, Б. Эрмана, Ф. Эйрича: пер. с англ. Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011. 768 с.Mark J.E., Erman B., Eirich F.R. Science and Technology of Rubber. London, UK: Elsevier, 2005.Глазков С.С., Козлов В.А., Пожидаева А.Е., Рудаков О.Б. Поверхностные энергетические характеристики композитов на основе природных полимеров // Сорбционные и хроматографические процессы. 2009. Т. 9. № 1. С. 58-66.Glazkov S.S., Kozlov V.A., Pozhidaeva A.E., Rudakov O.B. Surface energy characteristics of composites based on natural natural polymers. Sorbtsionnye i khromatograficheskie processy (Sorption and Chromatographic Processes). 2009; 9(1): 58-66. (in Russ.).Кудрина Г.В., Калмыков В.В., Шутилин Ю.Ф. Влияние солей металлов жирных кислот на физико-химические свойства резин и параметры вулканизационной сетки // Конденсированные среды и межфазные границы. 2010. Т. 12. № 4. С. 369-374.Kudrina G.V., Kalmyikov V.V., Shutilin Yu.F. The effect of metal salts of fatty acids on the physicochemical properties of rubbers and the parameters of the vulcanization grid. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy (Condensed Matter and Interphases). 2010; 12(4): 369-374. (in Russ.).Дик Дж.С. Технология резины: Рецептуростроение и испытания: пер. с англ. / под ред. В.А. Шершнева. СПб.: Научные основы и технологии, 2010. 620 с.Dick J.S. Rubber Technology: Compounding and Testing for Performance. Munich: Hanser Gardner Publication Inc., 2001. 567 p.Дулина О.А., Абрамова А.Д., Ситникова Д.В., Буканов А.М. Влияние стеариновой кислоты на поверхностные свойства эластомерных композитов на основе бутадиен-стирольных каучуков // Вестник МИТХТ. 2014. Т. 9. № 3. С. 71-73.Dulina O.A., Abramova A.D., Sitnikova D.V., Bukanov A.M. The effect of stearic acid on surface properties of elastomeric compositions based on butadiene-styrene rubber. Vestnik MITHT (Fine Chem. Technol.). 2014; 9(3): 71-73. (in Russ.).Zenkiewicz M. Methods for the calculation of surface free energy of solids // J. Achiev. in Mater. and Manufact. Eng. 2007. V. 24. № 1. P. 137-145.Zenkiewicz M. Methods for the calculation of surface free energy of solids. J. Achiev. in Mater. and Manufact. Eng. 2007; 24(1): 137-145.Kłonica M., Kuczmaszewski J. Determining the value of surface free energy on the basis of the contact angle // Adv. in Sci. and Technol. Res. J. 2017. V. 11. Iss. 1. P. 66-74.Kłonica M., Kuczmaszewski J. Determining the value of surface free energy on the basis of the contact angle. Adv. in Sci. and Technol. Res. J. 2017; 11(1): 66-74.Старостина И.А., Стоянов О.В. Развитие методов оценки поверхностных кислотно-основных свойств полимерных материалов // Вестник Казанского технологического университета. 2010. № 4. С. 58-69.Starostina I.A., Stoyanov O.V. Development of methods for assessing the surface acid-base properties of polymer materials. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta (Herald of Kazan Technological University). 2010; (4): 58-69. (in Russ.).Миронюк А.В., Придатко А.В., Сиволапов П.В., Свидерский В.А. Особенности оценки смачивания полимерных поверхностей // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2014. Т. 1. № 6. С. 23-26.Mironyuk A.V., Pridatko A.V., Sivolapov P.V., Sviderskiy V.A. Features of evaluation of wetting of polymeric surfaces. Vostochno-Evropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy (Eastern European Journal of Enterprise Technologies). 2014; 1(6): 23-26. (in Russ.).Domińczuk J., Krawczuk A. Comparison of surface free energy calculation methods // Appl. Mechanics and Materials. 2015. V. 791. P. 259-265.Domińczuk J., Krawczuk A. Comparison of surface free energy calculation methods. Appl. Mechanics and Materials. 2015; 791: 259-265.Фролова М.А., Тутыгин А.С., Айзенштадт А.М., Лесовик В.С., Махова Т.А., Поспелова Т.А. Критерий оценки энергетических свойств поверхности // Наносистемы: физика, химия, математика. 2011. Т. 2. № 4. С. 120-125.Frolova M.A., Tutyugin A.S., Ayzenshtadt A.M., Lesovik V.S., Makhova T.A., Pospelova T.A. Criterion for estimating the energy properties of a surface. Nanosistemy: fizika, khimiya, matematika (Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics). 2011; 2(4): 120-125. (in Russ.).Rudawska A., Jacniacka E. Analysis for determining surface free energy uncertainly by the Owens-Wendt method // Int. J. Adhesion and Adhesives. 2009. V. 29. № 4. P. 451-457.Rudawska A., Jacniacka E. Analysis for determining surface free energy uncertainly by the Owens–Wendt method. Int. J. Adhesion and Adhesives. 2009; 29(4): 451-457.Дулина О.А., Свиридова Е.А., Буканов А.М. Некоторые особенности смачивания резин водой // Вестник МИТХТ. 2009. Т. 4. № 5. С. 85-86.Dulina O.A., Sviridova E.A., Bukanov A.M. Some features of wetting rubber with water. Vestnik MITHT (Fine Chem. Technol.). 2009; 4(5): 85-86. (in Russ.).Андрианов Е.И. Методы определения структурно-механических характеристик порошкообразных материалов. М.: Химия, 1982. 256 с.Andrianov E.I. Methods for determining the structural and mechanical characteristics of powdered materials. Moscow: Khimiya Publ., 1982. 256 p. (in Russ.).Джейкок М., Парфит Дж. Химия поверхности раздела фаз: пер. с англ. М.: Мир, 1984. 269 с.Jaycock M.J., Parfitt G. Chemistry of Interfaces. Moscow: Mir Publ., 1984. 269 p. (in Russ.)Коваленко А.Н., Гурова А.В. Вся правда о меловых добавках // Полимерные материалы. 2015. № 8. С. 6-11.Kovalenko A.N., Gurova A.V. The whole truth about chalk additives. Polimernye materialy (Polymer Materials). 2015; (8): 6-11. (in Russ.).Гришин Б.С. Растворимость и диффузия низкомолекулярных веществ в каучуках и эластомерных композитах. Казань: Изд-во КНИТУ, 2012. 142 с.Grishin B.S. Solubility and diffusion of lowmolecular substances in rubbers and elastomeric composites. Kazan: KNITU Publ., 2012. 142 p. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.