Натуральный и синтетические изопреновые каучуки, полученные с использованием катализаторов Циглера–Натта

Цели. Сравнение свойств резиновых смесей и резин на основе натурального каучука RSS1 и синтетических изопреновых каучуков, полученных с использованием Ti, Nd, Gd катализаторов, как при индивидуальном использовании в рецептуре резиновых смесей, так и при частичной замене натурального каучука синтетическими аналогами.

Методы. Резиновые смеси изготавливали с использованием лабораторных вальцев и резиносмесителя объемом 100 см3. Для резиновых смесей определяли вязкость по Муни, когезионную прочность и вулканизационные характеристики, для резин — физико-механические показатели, твердость по Шору А, эластичность по упругому отскоку и потерю объема при истирании.

Результаты. На основании результатов испытаний резиновых смесей показано, что смеси на основе всех исследованных синтетических полиизопренов значительно уступают по когезионной прочности смеси на основе натурального каучука, при этом частичная замена натурального каучука синтетическим (независимо от типа каталитической системы) приводит к существенному снижению когезионной прочности смесей. Несмотря на выявленные различия в свойствах резиновых смесей, показатели резин на основе индивидуальных каучуков не имеют значительных различий.

Выводы. Показано влияние «дефектов» структуры (олигомеры, гель, низкомолекулярные фракции, разветвления, 3,4-звенья) синтетических полиизопренов на показатель когезионной прочности резиновых смесей на их основе, из которых решающую роль играет количество 3,4-звеньев. Показана перспективность исследования синтетических полиизопренов в качестве аналога натурального каучука в рецептурах резиновых смесей для решения проблемы импортозамещения в промышленности шин и резинотехнических изделий.

1. Фролкова А.К. К истинной пользе и славе Отечества. Тонкие химические технологии. 2020;15(6):7–8. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-6-7-8

2. Золотарев В.Л., Левенберг И.П., Ковалева Л.А. Длинноцепочечные разветвления макромолекул 1,4-цис-полибутадиена. Промышленное производство и использование эластомеров. 2018;2:19–22. https://doi.org/10.24411/2071-8268-2018-10203

3. Золотарев В.Л., Левенберг И.П., Ковалева Л.А., Зуев А.А., Люсова Л.Р. Цис-1,4-полибутадиен и морозостойкость резин на его основе. Промышленное производство и использование эластомеров. 2020;3–4:3–7. https://doi.org/10.24412/2071-8268-2020-3-4-3-7

4. Золотарев В.Л., Левенберг И.П., Зуев А.А., Ковалева Л.А., Люсова Л.Р., Липатова А.А. Еще раз о 1,4-цис-полиизопренах. Промышленное производство и использование эластомеров. 2021;2:3–9. https://doi.org/10.24412/2071-8268-2021-2-03-09

5. Люсова Л.Р., Чернышов С.В. Изучение возможности модификации синтетического полиизопрена путем совмещения с высококогезионным полимером. Промышленное производство и использование эластомеров. 2022;1: 40–44. https://doi.org/10.24412/2071-8268-2022-1-40-44

6. Чернышов С.В., Люсова Л.Р., Махмудова С.Р., Золотарев В.Л. Влияние 1,2-полибутадиена на свойства эластомерных материалов из синтетического полиизопрена. Каучук и резина. 2023;82(2):66–70. https://doi.org/10.47664/0022-9466-2023-82-2-66-70

7. Боброва И.И., Котова С.В., Наумова Ю.А. Исследование влияния стеарата кальция на свойства резиновых смесей и их вулканизатов на основе бутадиен-нитрильных каучуков. Промышленное производства и использование эластомеров. 2021;4:3–7. https://doi.org/10.24412/2071-8268-2021-4-3-7

8. Дулина О.А., Еськова Е.В., Тарасенко А.Д., Котова С.В. Влияние различных факторов на поверхностные свойства эластомерных материалов на основе бутадиеннитрильных каучуков. Тонкие химические технологии. 2022;17(2):152–163. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2022-17-2-152-163

9. Боброва И.И., Синельникова Л.Н., Котова С.В., Гамлицкий Ю.А. Исследование адгезионных свойств резин на основе различных марок бутадиен-нитрильных каучуков. Каучук и резина. 2022;81(6):292–297. https://doi.org/10.47664/0022-9466-2022-81-6-292-297

10. Боброва И.И., Котова С.В., Люсова Л.Р., Забуга Н.Н. Исследование модификаторов адгезии для резин на основе бутадиен-нитрильного каучука. Промышленное производство и использование эластомеров. 2022;2:18–23. https://doi.org/10.24412/2071-8268-2022-2-18-23

11. Волков А.О., Наумова Ю.А., Козлова А.О., Коновалова К.Д., Ковалева Л.А., Дорохов А.В. Влияние оксида цинка, легированного алюминием, на свойства эластомерной композиции на основе бутадиен-нитрильного каучука. Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2022;XII(5):49–53.

12. Tanaka Y., Kawahara S., Tangpakdee J. Structural characterization of natural rubber. Kautschuk Gummi Kunststoffe. 1997;50(1):6–11.

13. Золотарев В.Л. Российскому «титановому» СКИ – 45 лет. Промышленное производство и использование эластомеров. 2009;6:8–12.

14. Васильев В.А., Насыров И.Ш. Отечественные промышленные стереорегулярные каучуки. Исследования и разработки. Уфа: Гилем; 2018. 288 с. ISBN 978-5-88185-426-3

15. Золотарев В.Л. Еще раз о натрийбутадиеновом каучуке СКБ. Промышленное производство и использование эластомеров. 2010;4:3–6.

16. Потапов Е.Э., Гончарова Ю.Э., Имнадзе Е.Г., Лонина Н.И. Химическая модификация эластомеров как способ получения синтетического аналога НК. Каучук и резина. 2004;1:48–57.

17. Рахматтулина А.П. Чан Х.Т., Потапов Е.Э. Влияние количества белково-липидных комплексов, действующих в качестве модификатора, на характеристики резин на основе синтетического полиизопрена. Каучук и резина. 2019;78(6):350–355.

18. Васильев В.А., Хвостик Г.М., Смирнов В.П., Морозов Ю.В., Насыров И.Ш., Баженов Ю.П., Сланевский А.А. Модификация изопренового каучука моноэфирами малеиновой кислоты. Каучук и резина. 2010;6:2–6.

19. Борейко Н.П., Папков В.Н., Комаров Е.В. Предпосылки для разработки государственной программы создания искусственного аналога натурального каучука. Каучук и резина. 2019;78(6):380–383.

20. Масагутова Л.В. Еще раз о полиизопрене. (Исторический аспект). Каучук и резина. 2015;2:44–47.

21. Смирнова Л.А., Ковалев Н.Ф., Цыпкина И.М., Кормер В.А. Влияние молекулярных характеристик полиизопрена на качество смешения с техническим углеродом и свойства резиновых смесей. Каучук и резина. 1991;4:5–7.

22. Насыров И.Ш., Фаизова В.Ю., Жаворонков Д.А., Шурупов О.К., Васильев В.А. Натуральный и синтетический цис-полиизопрены. Часть 2. Свойства СКИ мировых производителей и российских торговых марок производства ОАО «Синтез-Каучук». Промышленное производство и использование эластомеров. 2020;3–4:45–55.

23. Куперман Ф.Е. Новые каучуки для шин: приоритетные требования, методы оценки. М.: Научно-технический центр «НИИШП»; 2005. 329 с. ISBN 5-98746-005-0