Наполнитель производстве резины 4 буквы. Секрет изготовления шин
Изготовление шин включает в себя различные этапы: изготовление резиновых смесей, изготовление компонентов, сборка, вулканизация.
I. Производство шины начинается с приготовления резиновых смесей.
Над процессом создания шины работают шинные химики и конструкторы, от которых зависят секреты шинной рецептуры. Их искусство заключается в правильном выборе, дозировке и распределении шинных компонентов, в особенности для смеси протектора. На помощь им приходят профессиональный опыт и не в меньшей степени компьютеры. Хотя состав резиновой смеси у любого солидного производителя шин — тайна за семью печатями, достаточно хорошо известны около 20 основных составляющих. Весь секрет состоит в их грамотной комбинации с учетом предназначения самой шины.
Рецептура зависит от назначения деталей шины и может включать в себя до 10 химикатов, начиная от серы и углерода и заканчивая каучуком.
Сырьевые компоненты
Главные сырьевые составляющие шины - натуральный и синтетический каучук, сажа и масло. Доля резиновых смесей в шине - более 80%. Оставшаяся часть - компоненты, усиливающие конструкцию покрышки.
Приблизительно половина используемого каучука - натуральное сырье, вырабатываемое из каучукового дерева. Каучуковое дерево выращивают в странах с тропическим климатом, таких как Малайзия и Индонезия. Большую часть синтетической резины, производимой из нефти, мы получаем от европейских изготовителей. Приблизительно треть резиновых смесей - наполнители. Самый важный их них - сажа, благодаря которой шина имеет чёрный цвет. Второй важный наполнитель - масло, оно играет роль смягчителя резиновой смеси. Кроме того, при производстве резиновых смесей используются ингредиенты для вулканизации резины, а также другие химические вещества.
Изготовление резиновых смесей
На стадии резиносмешения сырье смешивается и нагревается примерно до 120° C.
Состав резиновых смесей, используемый в различных частях шины, различен, он изменяется в зависимости от функций и модели шины. Так, состав резиновых смесей, используемый для летних шин легкового автомобиля, отличается от состава зимней шины точно так же, как состав резины для велосипедной покрышки отличается от состава лесных шин. Усовершенствование рецептуры и технологии приготовления смесей - кропотливый труд, играющий важную роль в разработке шин.
Основные составляющие резиновой смеси:
1.
Каучук
.
Хотя шинный коктейль необычайно сложен по своему составу, основу его все же образуют различные каучуковые смеси. Натуральный каучук, состоящий из высушенного сока (латекса) южноамериканского каучукового дерева (бразильская гевея), долгое время доминировал во всех смесях, различаясь при этом лишь по уровню качества. Так же каучуконосный млечный сок содержится в некоторых видах сорных трав и одуванчиков. Производимый из нефти синтетический каучук был изобретен немецкими химиками в 30-е гг. и современная скоростная шина без него просто немыслима. В настоящее время синтезируется несколько десятков различных синтетических каучуков. Каждый из них имеет свои характерные особенности и строгое назначение в разных деталях шины. Даже после изобретения синтетического изопренового каучука (СКИ) — близкого по свойствам к натуральному, резиновая промышленность не может полностью отказаться от использования последнего. Единственный его недостаток перед СКИ — дороговизна. На территории СССР не было возможности получать натуральный каучук из растений, а покупать его за границей приходилось за валюту. Это спровоцировало развитие богатой химии синтеза каучуков и других полимеров.
2.
Сажа.
Добрая треть резиновой смеси состоит из промышленной сажи (технический углерод), наполнителя, предлагаемого в различных вариантах и придающего шине её специфичный цвет. Сажа обеспечивает в процессе вулканизации хорошее молекулярное соединение, что придает покрышке особую прочность и износостойкость. Сажу получают путём сжигания природного газа без доступа воздуха. В СССР при доступности этого «дешёвого» сырья было возможно широкое применение технического углерода. Резиновые смеси с использованием ТУ вулканизуются серой.
3.
Кремниевая кислота.
В Европе и США ограниченный доступ к источникам природного газа вынудил химиков найти замену ТУ. При том, что кремниевая кислота не обеспечивает такую же высокую прочность резинам, как ТУ, она улучшает сцепление шины с мокрой поверхностью дороги. Так же она лучше внедряется в структуру каучука и меньше вытираются из резины при эксплуатации шины. Это свойство менее пагубно для экологии. Чёрный налёт на дорогах — технический углерод, вытертый из шин. В рекламе и обиходе шины с использованием кремниевой кислоты называются «зелёными». Резины вулканизуются перекисями. Полностью отказаться от использования технического углерода в настоящее время не представляется возможным.
4.
Масла и смолы.
К важным составным частям смеси, но в меньшем объёме, относятся масла и смолы, обозначаемые как мягчители и служащие в качестве вспомогательных материалов. От достигнутой жесткости резиновой смеси во многом зависят ездовые свойства и износостойкость шины.
5.
Сера.
сера (и кремниевая кислота) — вулканизующий агент. Связывает молекулы полимера «мостиками» с образованием пространственной сетки. Пластичная сырая резиновая смесь превращается в эластичную и прочную резину.
6.
Вулканизационные активаторы,
такие как оксид цинка и стеариновые кислоты, а также ускорители инициируют и регулируют процесс вулканизации в горячей форме (под давлением и при нагреве) и направляют реакцию взаимодействия вулканизующих агентов с каучуком в сторону получения пространственной сетки между молекулами полимера.
7
.
Экологические наполнители.
Новая и ещё не распространенная технология предполагает собой применять в смеси протектора крахмал из кукурузы (в перспективе картофеля и сои). За счет значительно уменьшенного сопротивления качения шина на основе новой технологии выделяет в атмосферу почти вдвое меньше соединений углекислого газа по сравнению с обычными шинами.
II.
На следующем этапе создается протекторная заготовка для шины.
В результате шприцевания на червячной машине получается профилированная резиновая лента, которая после охлаждения водой разрезается на заготовки по размеру шины.
Скелет шины — каркас и брекер — изготавливаются из слоев обрезиненного текстиля или высокопрочного металлокорда. Прорезиненное полотно раскраивается под определенным углом на полосы различной ширины в зависимости от размера шины.
Изготовление компонентов
Резиновые смеси используются и для обрезинивания компонентов, таких как: бортовые кольца, текстильный корд и стальной брекер. Для производства шины используется от 10 до 30 компонентов, большинство из которых играют роль усилителей конструкции шины.
Важным элементом шины является борт — это нерастяжимая, жесткая часть шины, с помощью которой последняя крепится на ободе колеса. Основная часть борта — крыло, которое изготавливается из множества витков обрезиненной бортовой проволоки.
III.
На сборочных станках все детали шины соединяются в единое целое. На сборочный барабан последовательно накладываются слои каркаса, борт, по центру каркаса протектор с боковинами. Для легковых шин протектор относительно расширен и заменяет собой боковину. Это повышает точность сборки и снижает количество операций в производстве шин.
Из компонентов оператор изготавливает так называемую "сырую шину” или заготовку шины на сборочном станке. На одном барабане собирается каркас шины, а на другом - брекерный пакет. После того, как каркас шины собран и ему придана форма профиля шины, при помощи перемещающего устройства на него переносится собранный брекерный пакет шины. Затем каркас и брекерный пакет прижимаются друг к другу, в результате получается ”сырая шина”, готовая к вулканизации.
IV.
После сборки шину ожидает процесс вулканизации.
Собранная шина помещается в пресс-форму вулканизатора. Внутрь шины под высоким давлением
подается пар или подогретая вода. Обогревается и наружная поверхность пресс-формы. Под давлением по боковинам и протектору прорисовывается рельефный рисунок. Происходит химическая реакция (вулканизация), которая придает резине эластичность и прочность
V.
Введение в каучук наполнителей позволяет устранить недостатки сырого каучука: липкость, недостаточную прочность. С введением в смесь наполнителей улучшаются физико-механические свойства резины.
В качестве наполнителей чаще всего применяют сажи. При изготовлении цветных резин применяют каолин и так называемую «белую сажу».
Сажи являются продуктами неполного сгорания газообразных, жидких или твердых углеводородов (природный газ, различные фракции нефти, каменноугольная смола, нафталин). Сгорание их происходит при недостаточном доступе воздуха (горелки и форсунки «коптят»). Затем сажу (копоть) осаждают и упаковывают в бумажные мешки. По своему химическому составу сажи являются чистым углеродом с размером частиц 30-200 ммк с небольшим количеством кислорода и водорода (обычно до 0,5-1,0%). Объемный (насыпной) вес сажи очень мал - 80 г/л, плотность - 1,8-2,16 г/см 3 . По характеру воздействия на каучуки сажи различают высокоусиливающие (газовые, канальные), среднеусиливающие (печные), полуусиливающие (ламповые, термические). По свойствам, которые они придают резинам, сажи подразделяются на жесткие (газовые), полужесткие (печные), мягкие (ламповые, термические). Нетрудно видеть, что обе классификации совпадают. В зависимости от назначения изделия применяют тот или иной вид сажи: для эластичных резин - ламповую, для изделий, от которых требуется очень высокое сопротивление истиранию (например, шины) - газовую и т. п. В последнее время начинают выпускать сажи в гранулированном виде. Такие сажи состоят из уплотненных крупных частиц (0,5-1,5 мм) и не пылят, что создает большие удобства в резиновом производстве.
Для цветных резин широко применяется наполнитель каолин (белая глина). Состав его близок к А1 2 O 3 ∙3SiO 2 ∙Н 2 O, размер частиц 0,5-1 мк; плотность 2,47-2,67 г/см 3 . Размер частиц резко влияет на усиливающую способность этого наполнителя. Каолин - наполнитель среднего усиливающего действия.
Для получения цветных резин и черных большой прочности применяют эффектный светлый наполнитель - белую сажу, названную так по усиливающему воздействию на каучуки, соответствующему углеродной черной саже, причем прочность резины с ней выше, чем с ламповой сажей. По химическому составу белая сажа является коллоидной кремневой кислотой со строением H 2 SiO 3 или SiO 2 Н 2 O. Наибольшим усиливающим воздействием обладают менее гидрофильные типы белых саж. Размер частиц близок к газовой саже (28-32 ммк). Белая сажа обладает сильной адсорбционной способностью, что вызывает необходимость увеличения дозировки серы и ускорителей вулканизации, которые она сильно адсорбирует на своей поверхности.
При изготовлении транспорентных (прозрачных) резин обязательно должны применяться белые сажи с коэффициентом преломления световых лучей, близким к натуральному каучуку (светлому крепу), чем и обеспечивается прозрачность этих резин. Такими являются отечественная белая сажа БС-250, Ультрасил VN-3, Хайсил 233.
В других отраслях промышленности нашли применение и такие наполнители, как мел (для галош и губчатых резин), гипс, тальк, окись цинка, бентонит, диатомиты и др. Это в основном слабоусиливающие наполнители, но придающие часто свои специфические свойства сырым резиновым смесям и готовым резинам. Так, мел облегчает формование изделий. Резины с мелом особенно хорошо заполняют формы. Тальк придает резинам высокие электроизоляционные и теплоизоляционные свойства.
Эффект усиления каучука наполнителем является результатом адсорбции молекул каучука и их ориентации на поверхности частиц наполнителя. При адсорбции на поверхности наполнителя молекулы каучука ориентируются или, как принято говорить, вокруг частиц наполнителей образуется так называемый пленочный каучук, за счет ориентации молекул обладающий большей прочностью, чем остальной объемный каучук. По мере повышения дозировки наполнителя прочность возрастает до определенного значения. Такая дозировка носит название оптимальной (это соответствует обычно 60-90 вес. ч. наполнителя на 100 вес. ч. каучука). Здесь вся масса каучука приняла пленочную прочную форму. Дальнейшее введение наполнителей приводит к понижению прочности резины; такие резины называют перенаполненными. Частиц наполнителя так много в массе каучука, что каждая не обволакивается каучуком и получается рыхлая малопрочная смесь.
Усиливающее воздействие наполнителей на разные каучуки проявляется по-разному. В наибольшей степени усиливаются аморфные каучуки (СКБ, CKС - в 10-12 раз, в то время как кристаллизующиеся (НК, СКИ-3, СКД) - лишь в 1,1-1,6 раза. В кристаллических каучуках имеются ориентированные участки - кристаллиты, придающие высокую прочность этим каучукам (и резинам из них). Введение наполнителей и связанная с ними дополнительная ориентация молекул в случае кристаллизующихся каучуков не дает большого эффекта. И, наоборот, у аморфных (некристаллизующихся) каучуков эффект усиления за счет возникновения ориентированных областей будет очень высоким. Такой же слабый аморфный каучук, как СКБ, вообще не может употребляться без соответствующего наполнения.
главный «воздушный наполнитель»
Альтернативные описанияГаз, делающий металл хрупким
Газ, из которого на 78% состоит воздух
Главный компонент вдыхаемого вами воздуха, которым в чистом виде дышать нельзя
Компонент воздуха
Удобрение, витающее в воздухе
Химический элемент - основа ряда удобрений
Химический элемент, один из основных питательных веществ растений
Химический элемент, составная часть воздуха
Нитрогениум
Жидкий хладагент
Химический элемент, газ
Магический меч Парацельса
На латыни этот газ называется «nitrogenium», то есть «рождающий селитру»
Название этого газа произошло от латинского слова «безжизненный»
Этот газ - составляющая воздуха практически отсутствовал в первичной атмосфере Земли 4,5 млрд. лет назад
Газ, чья жидкость служит для охлаждения сверхточных приборов
Какой газ в жидком состоянии хранят в сосуде Дьюара?
Газ, заморозивший Терминатора II
Газ-охладитель
Какой газ тушит огонь?
Самый распространенный элемент в атмосфере
Основа всех нитратов
Химический элемент, N
Замораживающий газ
Воздух на три четверти
В составе аммиака
Газ из воздуха
Газ под номером 7
Элемент из селитры
Основной газ в воздухе
Популярнейший газ
Элемент из нитратов
Жидкий газ из сосуда
Газ №1 в атмосфере
Удобрение в воздухе
78% воздуха
Газ для криостата
Почти 80% воздуха
Самый популярный газ
Распространенный газ
Газ из сосуда Дьюара
Главный компонент воздуха
. «N» в воздухе
Нитроген
Воздушный компонент
Древний богатый филистимский город, с храмом Дагона
Большая часть атмосферы
Преобладает в воздухе
Следом за углеродом в таблице
Между углеродом и кислородом в таблице
7-й у Менделеева
Перед кислородом
Предшественник кислорода в таблице
Газ, отвечающий за урожай
. «безжизненный» среди газов
Вслед за углеродом в таблице
Пес из палиндрома Фета
Газ - компонент удобрений
До кислорода в таблице
После углерода в таблице
78,09% воздуха
Какого газа больше в атмосфере?
Какой газ витает в воздухе?
Газ, занимающий большую часть атмосферы
Седьмой в строю химических элементов
Хим. элемент №7
Составная часть воздуха
В таблице он после углерода
Нежизненная часть атмосферы
. «рождающий селитру»
Закись этого газа - «вселящий газ»
Основа земной атмосферы
Большая часть воздуха
Часть воздуха
Преемник углерода в таблице
Безжизненная часть воздуха
Седьмой в менделеевском строю
Газ в составе воздуха
Основная масса воздуха
Седьмой химический элемент
Около 80% воздуха
Газ из таблицы
Газ, существено влияющий на урожай
Главный компонент нитратов
Основа воздуха
Главный элемент воздуха
. «нежизненный» элемент воздуха
Менделеев назначил его седьмым
Львиная доля воздуха
Седьмой в менделеевской шеренге
Главный газ в воздухе
Седьмой в химическом строю
Основной газ воздуха
Главный газ воздуха
Между углеродом и кислородом
Инертный при нормальных условиях двухатомный газ
Самый распространенный на Земле газ
Газ, основной компонент воздуха
Химический элемент, газ без цвета и запаха, главная составная часть воздуха, входящий также в состав белков и нуклеиновых кислот
Наименование химического элемента
. "N" в воздухе
. "Безжизненный" среди газов
. "Нежизненный" элемент воздуха
. "Рождающий селитру"
7-я графа Менделеева
Большая часть вдыхаемого воздуха
Входит в состав воздуха
Газ - компонент удобрений
Газ, существенно влияющий на урожай
Главная состав. часть воздуха
Главная часть воздуха
Главный "воздушный наполнитель"
Закись этого газа - "вселящий газ"
Какого газа больше в атмосфере
Какой газ в жидком состоянии хранят в сосуде Дьюара
Какой газ витает в воздухе
Какой газ тушит огонь
М. химич. основание, главная стихия селитры; селитротвор, селитрород, селитряк; он же главная, по количеству, составная часть нашего воздуха (азота объемов, кислорода Азотистый, азотный, азотовый, азот в себе содержащий. Химики различают этими словами меру или степени содержания азота в сочетаниях его с другими веществами
На латыни этот газ называется "nitrogenium", то есть "рождающий селитру"
Название этого газа произошло от латинского слова "безжизненный"
Основной компонент вдыхаем. воздуха
Перед кислородом в таблице
Последыш углерода в таблице
Седьмая графа Менделеева
Химическ. элемент с кодовым именем 7
Химический элемент
Что за химический элемент №7
Входит в состав селитры
Важным ингредиентом многих резиновых смесей являются наполнители, которые в зависимости от назначения резины вводятся обычно в количествах примерно от 25 до 400 частей на 100 частей каучука. Хороших физических свойств многих резин, особенно изготавливаемых на основе синтетических углеводородных каучуков, удается добиться лишь в том случае, если вулканизат содержит сажу. Из таблицы мы видим, сколь существенно влияет наполнение сажей на показатель прочности при растяжении ряда резин .
Существует много разновидностей сажи. Одни содержат очень короткие аморфные структуры, другие обладают весьма развитыми регулярными структурами, содержащими слои и фрагменты циклических соединений и графитовых систем. Нередко в сажах присутствуют многие насыщенные кислородом химические группы (в частности, хиноидные). Одни сажи являются основными соединениями, другие - кислотными. Естественно, что площадь поверхности и размеры частиц сажи, а также их распределение по размерам и степень агломерации зависят от способа производства
сажи. Это производство является обязательным дополнением к производству синтетических каучуков.
В процессе вулканизации сажа связывается с каучуком. Даже до вулканизации простую смесь сажи с каучуком невозможно при помощи растворителей полностью разделить на каучук и сажу. Это, по-видимому, объясняется тем, что в процессе приготовления смеси в результате механического разрушения некоторых молекулярных цепей каучука возникают свободные радикалы. Они и являются причиной химического связывания некоторого количества сажи с каучуком.
Таблица. Прочность резин, полученных на основе важнейших эластомеров
| Эластомер | Прочность при растяжении, кг/см2 | |
|
Ненаполненный вулканизат |
Вулканизат с наполнением сажей | |
|
Натуральный каучук |
211 | 281 |
| цис-Полиизопрен* | 211 | 281 |
| цис-Полибутадиен* | 56 | 211 |
| Бутадиенстирольный каучук | 35 | 246 |
| Бутадиеннитрильный каучук | 49 | 281 |
| Полихлоропреновый каучук | 246 | 246 |
| Бутиловый каучук | 176 | 211 |
| Этиленпропиленовый каучук | 35 | 211 |
| Полиакрилатный каучук | 21 | 176 |
| Полиуретановый каучук | 352 | -- |
| Полисилоксановый каучук | 70 | -- |
|
Фторуглеродные эластомеры (например "витон") |
176 | -- |
| Полифторсиликоновый каучук | 70 | -- |
|
Хлорсульфонированный полиэтилен (например "гипалон") |
281 | 246 |
| * С высоким содержанием цис-формы | ||
Влияние сажи на углеводородные каучуки исключительно велико. Аналогичные эффекты, хотя и не столь значительные, наблюдались и с другими веществами, например такими, как специально обработанная двуокись кремния ("белая сажа"). Дело в том, что двуокись кремнияиз-за наличия на ее поверхности гидроксильных групп обладает гидрофильными свойствами, а потому плохо совместима с гидрофобным углеводородным каучуком. Обработка двуокиси кремния окисью пропилена или триметилсилилхлоридом блокирует группы OH, а результате двуокись кремния становится гидрофобной и соответственно более совместимой с каучуком.
Улучшение физических свойств материала с помощью наполнителя называется "усилением" (армированием). Некоторые наполнители не обладают усиливающим действием и могут даже ослабить материал - их добавляют в смесь в целях ее удешевления. К таким "неактивным" наполнителям относится, например, каолин, мел, окись железа.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству наполнителей для резиновых смесей при получении резин. Наполнитель резины включает базовый порошок диоксида кремния, углерода, примеси оксидов СаО, К 2 О, Na 2 O, MgO, Al 2 O 3 и плакирующего покрытия каучука. Наполнитель имеет состав, мас.%: SiO 2 (26-98)+С(0,5-66) + примесь Fe 2 O 3 (0,2-0,3) + примеси оксидов СаО, К 2 О, Na 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное + сверх 100% каучук (1,2-7,8) и примесь S (0,05-0,23) (в составе SO 2 , SO 3). Базовый порошок получают путем обжига рисовой лузги, он имеет удельную поверхность 150-290 м 2 /г; диоксид кремния в порошке имеет кристаллическую форму β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6-10, длина 100-400 нм; углерод находится в виде углеподобного вещества, угля или сажеподобного вещества в зависимости от температуры обжига. Каучук для плакирования получают осаждением из водно-кислотного экстракта каучуконосов ряда: одуванчик, кок-сагыз, крым-сагыз, тау-сагыз, василек. Наполнитель является природно-гомогенным, непылящим. Резины, полученные с использованием наполнителя, имеют повышенную прочность, пониженный модуль внутреннего трения, пониженные истираемость и температуровыделение при замесе резины. 3 з.п. ф-лы,4 табл.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству наполнителей для резиновых смесей на основе углерода, порошков диоксида кремния. В производстве резины широко применяются различные наполнители, улучшающие свойства резин и придающие им специфические свойства. В качестве наполнителей применяют сажу, технический углерод, фуллерены, нафталин, антрацен, фенантрен, ароматические углеводороды, предварительно нанесенные на поверхность технического углерода; аморфный кремнезем, кремнекислотные соединения, тальк и др. (см. Кошелев Ф.Ф. и др. Общая технология резины, 4-е изд. М., 1978. Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А. Технические и технологические свойства резин, М., 1985).
Известно (см. Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М.,1971 г.; ГОСТ 7885-86. Углерод технический для производства резины), что углерод различных модификаций наиболее широко применяют в качестве наполнителя в резинах. Это сажи (технический углерод) разных марок (канальная, печная, термическая), получаемые при 1100-1900°С, например, П-234, П-702, П-803, К-354 с удельной поверхностью 10-300 м 2 /г, размером первичных частиц 10-50 нм и хлопьев 40-140 мкм. Технический углерод содержит некоторое количество примесей, мас.%: серы (до 1,1), хемосорбированных водорода, азота, кислорода, минеральных примесей (до 0,45), окалины (Fe 2 O 3 до 0,5). Примеси значительно ухудшают показатели качества резин, поэтому сажи очищают от минеральных примесей и окалины; рН водной суспензии технического углерода 7,5-9,5. Сажи - это сильно пылящие порошки, которые легко агломерируются и сегрегируют в процессе замешивания в каучук. Полученные резины в процессе истирания, например, при эксплуатации автомобильных шин истираются с выделением сажи в атмосферу. Для устранения этих недостатков сажу плакируют силанами для улучшения взаимодействия с каучуком, а затем агломерируют в гранулы размером 0,5-1,5 мм. Однако, создавая гранулы, уменьшается поверхность взаимодействия сажи с каучуком, что снижает усиливающий эффект от введения.
Известно использование в резинах аморфного диоксида кремния (осажденного из раствора силиката натрия) марок БС-У-333, БС-120, БС-150/300 («белая сажа») с удельной поверхностью 30-50 и 150 м 2 /г, соответственно, диаметром частиц 5-40 нм и диоксида кремния марки «Аэросил», осажденного из газовой фазы SiCl 4 , с удельной поверхностью 300-400 м 2 /г, диаметром первичных частиц 2-10 нм. (См. сайт http://www.74rif.ru/saga-rez.html; пат. РФ №2421484 от 20.06.2011 «Вещества для улучшения технологических свойств для эластомерных смесей»).
Осаждение из раствора силиката ведут путем воздействия на него кислотой при комнатной температуре с последующей многократной промывкой обессоленной водой; осаждение из газовой фазы происходит при сжигании SiCl 4 в смеси водорода и кислорода при 600-800°С. Использование таких порошков дает заметный эффект в улучшении технологического процесса приготовления смесей - при замешивании резин снижается прилипаемость резины к валкам; облегчается каландрирование; возрастают некоторые характеристики резин - твердость и прочность, но требуется вводить больше серы; снижается усадка резины; увеличивается адгезия к тканям.
Недостатками являются: повышение стоимости резины вследствие более высокой цены диоксида кремния по сравнению с сажей; снижение сопротивления истиранию резины вследствие невысокой адгезии частиц порошка диоксида кремния с каучуком.
Поэтому предпринимаются попытки модифицировать поверхность диоксида кремния или нанести на нее особые вещества с высоким сродством с каучуком, например кремнийорганическое соединение бис-3-(триэтоксисилилпропил)-тетрасульфан(C 2 H 5 O) 3 -Si-СН 2 -СН 2 -СН 2 -S x -СН 2 -CH 2 -CH 2 -Si-(OC 2 H 5) 3 . Добавляют также смесь силана (72%) и силиката кальция (28%) (см. пат. РФ №2421484, опубл. 20.06.2011 г.). Указанные вещества химически взаимодействуют с силанольными группами поверхности частиц диоксида кремния; в результате поверхность покрывается привитыми молекулами модификатора и меняются свойства поверхности (повышается гидрофобность). При замешивании в каучук снижается вязкость смесей, так как молекулы модификатора взаимодействуют сначала с серой и далее с молекулами каучука. В результате повышаются прочность, снижается истираемость резин, улучшается сцепление автомобильных шин с дорогой (cм. http://www.Polymtry.ru/letter.).
Недостатком такого наполнителя является высокая стоимость. Известно применение искусственной смеси SiO 2 +C. При этом частицы SiO 2 имеет удельную поверхность 20-80, углерод 80-130 м 2 /г. Указанную смесь получают методом гидролиза силиката натрия в суспензии технического углерода, (см. сайт www.shinaplus.ru; сайт http://www.74rif.ru/saga-rez.html).
Недостатком этого метода является то, что сложно управлять составом и получить заданное значение диоксида кремния и углерода в порошке.
Известен минеральный наполнитель к резинам, содержащий SiO 2 и другие оксиды - СаСО 3 +MgO+Mg(ОН) 2 +SiO 2 +Fe(ОН) 3 +Al(ОН) 3 , получаемый из шлама, образующегося при известковании и коагуляции сырой воды на водоподготовительных установках тепловых электростанций (см. пат. РФ 2425848 от 27.10.2009. «Минеральный наполнитель к резинам на основе винилсилоксанового каучука, бутадиен-нитрильного синтетического каучука и бутадиен-α-метилстирольного каучука»).
Недостатком такого наполнителя является незначительное содержание диоксида кремния (1-5%) и потому невысокая усиливающая способность.
Наиболее близким по составу является наполнитель, получаемый из рисовой лузги состава, мас.%: SiO 2 (85-90)+С(10-15) с примесями оксидов Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 - до 5%. Продукт имеет абсорбцию дибутилфталата 100-110 см 3 /100 г, что равно саже с высоким уровнем структурности, йодное число равно 54-58 г/кг, что равно техническому углероду со средней степенью дисперсности. Полученные порошки опробованы в качестве наполнителя резины (заменяя белые сажи БС-120, БС-100 и технический углерод П-154). В полученном углеродно-оксидном порошке углерод играет роль модификатора поверхности диоксида кремния, считает автор (см. Ефремова С. В. Научные основы и технология получения новых углерод- и кремнийсодержащих материалов из техногенного сырья. Дис. на соиск. уч. ст.д.т.н., Респ. Казахстан, Шымкент, 2009).
Недостатками данного наполнителя резин являются: 1) большое количество примесей оксидов (до 5%), в том числе Fe 2 O 3 (0,7-0,9%, из которых 0,3-0,4% остаются от лузги, а остальное - это окалина от стенок оборудования), так как процесс ведут в парогазовой смеси в стальной печи при 600-650°С; 2) содержание углерода при данной температуре процесса ограничивается 10-15%; 3) невысокая удельная поверхность; 4) порошок является пылящим; 5) резиновые смеси с данным наполнителем имеют высокое внутренне трение и тепловыделение при многократных деформациях; усиливающие свойства наполнителя недостаточны.
Целью настоящего изобретения является наполнитель резины из рисовой лузги, состоящий из базового порошка SiO 2 +С + примеси оксидов Fe 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, СаО, MgO, Al 2 O 3 и плакирующего каучукового покрытия.
Наполнитель имеет состав, мас.%: SiO 2 (26-98)+С(0,5-66) + примесь Fe 2 O 3 (0,2-0,3) + примеси оксидов K 2 O, Na 2 O, СаО, MgO, Al 2 O 3 - остальное + сверх 100% каучук (1,2-7,8) + примесь S (0,05-0,23) (в составе SO 2 , SO 3).
При этом базовый порошок представляет собой композиционный природно-гомогенный порошок, состоящий из нанокристаллического диоксида кремния в фазе (5-кристобалита с размером частиц диаметром 6-10, длиной 100-400 нм и углерода в виде аморфного углеподобного вещества, угля или сажеподобного вещества (в зависимости от температуры получения). Удельная поверхность базового порошка составляет 150-290 м 2 /г. Плакирующим покрытием является каучук с примесью серы (в составе SO 2 , SO 3).
Вторая цель изобретения - устранение пыления порошка наполнителя резины, улучшение санитарных условий работы и снижение потерь.
Третья цель изобретения - улучшение качества резины (повышение предела прочности резины, снижение внутреннего трения и температуровыделения при замесе резины, снижение истираемости) за счет улучшения адгезии наполнителя с каучуковой матрицей посредством плакирования порошка каучуком, улучшения связей SiO 2 -каучук, С-каучук.
Поставленные цели достигаются тем, что: рисовую лузгу обжигают в печи из жаростойкой стали с постоянным перемешиванием при температуре 380-800°С в течение 20-30 минут; раствор каучука готовят путем экстракции из растений-каучуконосов (из ряда: одуванчик, кок-сагыз, крым-сагыз, тау-сагыз, василек) кипячением в 2-3%-ном водном растворе серной кислоты в течение 30-45 минут; порошок и экстракт смешивают, высушивают при 120-130°С с постоянным перемешиванием; протирают через сито 014. Получают наполнитель резины гранулированный, непылящий.
При этом получаемый наполнитель резины, в зависимости от температуры получения базового порошка, приобретает разные химические составы и физические свойства, и потому объективно разделяется на наполнители трех типов:
а) наполнитель на основе черного базового порошка, получаемого при 380-490°С и содержащий аморфный углеподобный углерод в количестве 66-28 мас.%. Частицы SiO 2 в фазе β-кристобалита, сформированные из кремниевой кислоты, находящейся в лузге, равномерно распределены в углеродной матрице и поэтому полученный порошок следует считать композиционным природно-гомогенным материалом;
б) наполнитель на основе серого базового порошка, получаемого при 500-690°С, и содержащий углерод в виде угля (аналог древесного угля, получаемого при 600°С с недостатком воздуха) в количестве 6-27%;
в) наполнитель на основе белого базового порошка, получаемого при 700-800°С, и содержащий углерод аморфный сажеподобный в количестве 0,5-5,0%.
При этом все три типа базового композиционного природно-гомогенного порошка состоят из частиц SiO 2 , являющихся кристаллами β-кристобалита с размерами 6-10 нм в поперечнике и 100-400 нм длиной, образуя конгломераты размером 0,1-0,5 мкм; в порошках типов «а» и «б» поверхность кристаллов и поровые пространства конгломератов заполнены углеродом, который образуется в виде частиц аморфного вещества, состоящего из неупорядоченных углеродных кластеров графенов с размером частиц 5-20 нм, с фрагментами СН, СН 2 (то есть углерод входит в состав несгоревших тяжелых нелетучих углеродистых продуктов и летучих углеродсодержащих веществ, адсорбированных на поверхности нелетучих); порошок типа «в» белого цвета состоит из белых кристаллов β-кристобалита с размерами: диаметр 6-10 нм, длина 100-400 нм и включений черных частиц сажеподобного углерода диаметром 0,1-10 мкм.
Наполнитель типа «а» черного цвета получают на основе базового порошка SiO 2 (26-66)+С(66-28) + примеси Fe 2 O 3 , (0,2-0,3) и оксидов Na 2 O, K 2 O, СаО, MgO, Al 2 O 3 - остальное, полученного из рисовой лузги путем обжига при 380-490°С.; углерод - углеподобное вещество.
Наполнитель типа «б» серого цвета получают на основе базового порошка SiO 2 (68,8-88)+С(6-27) + примеси Fe 2 O 3 , (0,25-0,27) и оксидов Na 2 O, K 2 O, СаО, MgO, Al 2 O 3 - остальное, полученного из рисовой лузги путем обжига при температуре 500-690°С; углерод в виде угля.
Наполнитель типа «в» белого цвета получают на основе базового порошка SiO 2 (92-98,4)+С(0,5-3,0) + примеси Fe 2 O 3 (0,28-0,3) и оксидов Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, Al 2 O 3 - остальное, полученного из рисовой лузги путем обжига при температуре 700-800°С; углерод в виде сажеподобного вещества.
Каучуксодержащий экстракт получают, например из одуванчика, путем кипячения в 2-3%-ном водном растворе серной кислоты в течение 30-45 минут. В получаемом водно-кислотном экстракте содержится, мас.%: вода - 80, растворенные и взвешенные вещества - 20, в том числе остатки серной кислоты; после просушки в сухом веществе содержится, мас.%: каучук 64-75, сахар 4-6, белок 3-5, смолы 0,5-2, клетчатка 5-6, S 0,4-0,6 (в составе SO 2 , SO 3), оксиды К 2 О, Na 2 O, СаО, MgO, Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 в сумме 0,5-0,6.
При добавлении экстракта в порошок и выпаривании вместе с каучуком на поверхности частиц оседают и указанные выше вещества, а серная кислота воздействует не только на неорганические вещества, но и обугливает углеводороды (сахар, белок) и частично окисляет углерод до CO 2 , тем самым способствует увеличению удельной поверхности.
Технический результат. При введении 40 мас.ч. полученного наполнителя в бутадиен-метилстирольный каучук марки СКМС-ЗОАРК снижаются модуль внутреннего трения в 2-3 раза, температуровыделение на 6-15°С, истираемость на 9-50%, повышаются предел прочности на растяжение на 10-28%, удлинение на 8-21% по сравнению с резинами, содержащими только технический углерод или механическую смесь порошка диоксида кремния и технического углерода БС-120 50%+П-154 50%, или содержащими порошок SiO 2 +С, полученного из рисовой лузги, но без плакирования каучуком.
Определение содержания Si, Na, К, Са, Mg, Fe, Al выполняют атомно-абсорбционным методом и по ТУ41-07-014-86 с последующим пересчетом на оксиды. Содержание серы - по ГОСТ 2059-95. Удельную поверхность определяют методом БЭТ.
Примеры выполнения технологических процессов
А. Приготовление базового порошка SiO 2 +С из рисовой лузги
1. Берут просеянную рисовую лузгу, обжигают при 300°С на воздухе при постоянном перемешивании и равномерном подъеме температуры; выдерживают с перемешиванием при данной температуре 25 минут; размалывают; просеивают через сито 008. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 15,5, С 80, примеси оксидов 5,5, в том числе примесь Fe 2 O 3 0,4; SiO 2 находится в аморфной фазе; углерод является углеподобным аморфным веществом, удельная поверхность полученного порошка 200 м 2 /г. В продукции содержится много недогоревших частиц лузги. См. табл.1.
2. Просеянную рисовую лузгу обжигают на воздухе при 350°С в течение 25 минут с постоянным перемешиванием. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 22, С 70, примеси оксидов 5,0, в том числе Fe 2 O 3 0,4; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты, которые имеют размер 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного базового порошка 220 м 2 /г. В порошке содержится много недогоревших частиц лузги.
3. Просеянную рисовую лузгу, обжигают на воздухе при 380°С с постоянным перемешиванием в течение 10 минут. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 24, С 68, примесей оксидов 5,0, в том числе Fe 2 O 3 0,4. SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного базового порошка 260 м 2 /г. В продукции встречаются жесткие недогоревшие частицы лузги.
4. Обжиг лузги ведут при 380°С; выдерживают с перемешиванием 20 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 26, С 66, примеси оксидов 5,0, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 290 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
5. Обжиг лузги ведут при 380°С; выдерживают с перемешиванием 25 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 26, С 66, примеси оксидов 5,0, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 290 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
6. Обжиг лузги ведут при 380°С; выдерживают с перемешиванием 30 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 28, С 64, примеси оксидов 5,0, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 270 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
7. Обжиг лузги ведут при 380°С; выдерживают с перемешиванием 40 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 28, С 64, примеси оксидов 5,0, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 270 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
8. Обжиг лузги ведут при 400°С; выдерживают с перемешиванием 20 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 26, С 66, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 280 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
9. Обжиг лузги ведут при 400°С; выдерживают с перемешиванием 30 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 30, С 62, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 260 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
10. Обжиг лузги ведут при 450°С; выдерживают с перемешиванием 20 минут. Получают черный порошок, содержащий SiO 2 37, С 61, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 290 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
11. Обжиг лузги ведут при 450°С; выдерживают с перемешиванием 30 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 40, С 58, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 220 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
12. Обжиг лузги ведут при 490°С; выдерживают с перемешиванием 10 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 55, С 39, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 200 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
13. Обжиг лузги ведут при 490°С; выдерживают с перемешиванием 20 минут. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 61, С 35, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 200 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
14. Обжиг лузги ведут при 490°С; выдерживают с перемешиванием 25 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 66, С 30, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 190 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
15. Обжиг лузги ведут при 490°С; выдерживают с перемешиванием 30 мин. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 68, С 28, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2%; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 180 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
16. Обжиг лузги ведут при 490°С; выдерживают с перемешиванием 40 минут. Получают черный порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 68, С 28, примеси оксидов 4,0, в том числе Fe 2 O 3 0,2; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод является аморфным углеподобным веществом с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 180 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
17. Обжиг лузги ведут при 500°С; выдерживают с перемешиванием 10 минут. Получают темно-серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 68, С 28, примеси оксидов 3,8, в том числе Fe 2 O 3 0,25; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 170 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
18. Обжиг лузги ведут при 500°С; выдерживают с перемешиванием 20 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 68,8, С 27, примеси оксидов 3,8, в том числе Fe 2 O 3 0,25; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 190 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
19. Обжиг лузги ведут при 500°С; выдерживают с перемешиванием 25 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 70,2, С 26, примеси оксидов 3,8, в том числе Fe 2 O 3 0,25; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 180 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
20. Обжиг лузги ведут при 500°С; выдерживают с перемешиванием 30 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 74,0, С 24, примеси оксидов 3,8, в том числе Fe 2 O 3 0,25; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 170 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
21. Обжиг лузги ведут при 500°С; выдерживают с перемешиванием 40 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 74,0, С 24, примеси оксидов 3,8, в том числе Fe 2 O 3 0,25; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 170 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
22. Обжиг лузги ведут при 600°С; выдерживают с перемешиванием 20 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 86,3, С 14, примеси оксидов 3,7, в том числе Fe 2 O 3 0,27; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов; диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 190 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
23. Обжиг лузги ведут при 600°С; выдерживают с перемешиванием 30 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 84,3, С 10, примеси оксидов 3,7, в том числе Fe 2 O 3 0,27; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 170 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
24. Обжиг лузги ведут при 690°С; выдерживают с перемешиванием 10 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 81,4, С 9, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,27; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 180 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
25. Обжиг лузги ведут при 690°С; выдерживают с перемешиванием 20 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 88, С 8, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,27; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 170 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
26. Обжиг лузги ведут при 690°С; выдерживают с перемешиванием 30 минут. Получают серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 89,4, С 6, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,27; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 180 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
27. Обжиг лузги ведут при 690°С; выдерживают с перемешиванием 40 минут. Получают светло-серый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 89,4, С 6, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,27; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод содержится в угле и является аморфным с размером частиц 5-10 нм, удельная поверхность полученного композиционного порошка 180 м 2 /г. Базовый порошок состоит из равномерно обгоревших частиц лузги.
28. Обжиг лузги ведут при 700°С; выдерживают с перемешиванием 10 минут. Получают серовато-белый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 91,4, С 5,5, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,28; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в сажеподобном аморфном состоянии с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 160 м 2 /г; порошок состоит в основном из белых частиц SiO 2 с примесью частиц сажеподобного углерода.
29. Обжиг лузги ведут при 700°С; выдерживают с перемешиванием 20 минут. Получают белый порошок, содержащий, мас. %: SiO 2 91,5, С 5,0, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,28; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в сажеподобном аморфном состоянии с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 160 м 2 /г; порошок состоит в основном из белых частиц SiO 2 с примесью черных частиц сажеподобного углерода.
30. Обжиг лузги ведут при 700°С; выдерживают с перемешиванием 30 минут. Получают белый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 92,0, С 3,0, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,28; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в сажеподобном аморфным состоянии с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 170 м 2 /г; порошок состоит в основном из белого диоксида кремния с включениями черных частиц сажеподобного углерода.
31. Обжиг лузги ведут при 700°С; выдерживают с перемешиванием 40 минут. Получают белый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 93,0, С 3,0, примеси оксидов 3,6, в том числе Fe 2 O 3 0,28; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в сажеподобном аморфным состоянии с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 170 м 2 /г; порошок состоит в основном из белого диоксида кремния с включениями черных частиц сажеподобного углерода.
32. Обжиг лузги ведут при 800°С; выдерживают с перемешиванием 10 минут. Получают белый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 95,0, С 1,0, примеси оксидов 3,5, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в виде сажеподобного аморфного вещества с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 160 м 2 /г; порошок состоит практически из белого SiO 2 с включениями черных частиц сажеподобного углерода.
33. Обжиг лузги ведут при 800°С; выдерживают с перемешиванием 20 минут. Получают белый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 96,0, С 0,8, примеси оксидов 3,5, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в виде сажеподобного аморфного вещества с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 160 м 2 /г; порошок состоит практически из белого SiO 2 с включениями черных частиц сажеподобного углерода.
34. Обжиг лузги ведут при 800°С; выдерживают с перемешиванием 30 минут. Получают белый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 98,0, С 0,5, примеси оксидов 3,5, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в виде сажеподобного аморфного вещества с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 150 м 2 /г; порошок состоит практически из белого SiO 2 с включениями черных частиц сажеподобного углерода.
35. Обжиг лузги ведут при 800°С; выдерживают с перемешиванием 40 минут. Получают белый порошок, содержащий, мас.%: SiO 2 98,0, С 0,5, примеси оксидов 3,5, в том числе Fe 2 O 3 0,3; SiO 2 находится в фазе β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6, длина 100 нм, образующие конгломераты с размером 0,1-0,5 мкм; углерод находится в виде сажеподобного аморфного вещества с размером частиц 5-10 нм. Удельная поверхность полученного базового порошка 150 м 2 /г; порошок состоит практически из белого SiO 2 с включениями черных частиц сажеподобного углерода.
Согласно полученным результатам, ориентируясь на высокую удельную поверхность и высокое содержание диоксида кремния, приемлемыми режимами получения черного порошка типа «а» следует считать опыты №№4-15 - температура обжига 380-490°С, выдержка при заданной температуре 20-30 минут. Получают порошок состава, мас.%: SiO 2 (26-66)+С(30-66)+Fe 2 O 3 (0,2-0,3) + оксиды СаО, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 190-290 м 2 /г.
| Таблица 1 | ||||||
| Технологические режимы получения композиционногобазового порошка SiO 2 +C и его свойства | ||||||
| № опыта |
Темпер. обжига, °С | Выдержка, мин | Сод. С,% | Вид углеродной фазы; содерж. прим. оксидов (в т.ч. Fe 2 O 3), мас.% | Сод. SiO 2 , % | Удельная поверхность, м 2 /г |
| 1 | 300 | 25 | 80 | Много недогоревших частиц лузги; 5,5 (0,4) | 15,5 | 200 |
| 2 | 350 | 25 | 70 | То же; 5,0 (0,4) | 22 | 220 |
| 3 | 380 | 10 | 68 | Встречаются жесткие недогоревшие частицы лузги; 5,0 (0,4) | 24 | 260 |
| 4 | 380 | 20 | 66 | Равномерно обугленные черные частицы лузги; 5,0 (0,3) | 26 | 290 |
| 5 | 380 | 25 | 66 | То же | 26 | 290 |
| 6 | 380 | 30 | 64 | То же | 28 | 270 |
| 7 | 380 | 40 | 64 | То же | 28 | 270 |
| 8 | 400 | 20 | 66 | 26 | 280 | |
| 9 | 400 | 30 | 62 | То же | 30 | 260 |
| 10 | 450 | 20 | 61 | Равномерно обугленные черные частицы лузги; 4,0 (0,2) | 37 | 290 |
| 11 | 450 | 30 | 58 | То же | 40 | 220 |
| 12 | 490 | 10 | 39 | Равномерно обугленные черные частицы лузги; 4,0 (0,2) | 55 | 200 |
| 13 | 490 | 20 | 35 | Равномерно обугленные черные частицы лузги; 4,0 (0,2) | 61 | 200 |
| 14 | 490 | 25 | 30 | То же | 66 | 190 |
| 15 | 490 | 30 | 28 | То же | 68 | 180 |
| 16 | 490 | 40 | 28 | То же | 68 | 180 |
| 17 | 500 | 10 | 28 | Равномерно темно-серый порош; 3,8 (0,25) | 68 | 170 |
| 18 | 500 | 20 | 27 | То же | 68,8 | 190 |
| 19 | 500 | 25 | 26 | То же | 70,2 | 180 |
| 20 | 500 | 30 | 24 | То же | 74,0 | 170 |
| 21 | 500 | 40 | 24 | То же | 74,0 | 170 |
| 22 | 600 | 20 | 14 | Светло-серый порошок; 3,7 (0,27) | 86,3 | 190 |
| 23 | 600 | 30 | 10 | То же | 84,3 | 170 |
| 24 | 690 | 10 | 9 | Светло-серый пор. с включениями черных частиц; 3,6 (0,27) | 81,4 | 180 |
| 25 | 690 | 20 | 8 | То же | 88,0 | 170 |
| 26 | 690 | 30 | 6 | То же | 89,4 | 180 |
| 27 | 690 | 40 | 6 | То же | 89,4 | 180 |
| 28 | 700 | 10 | 5,5 | Серо-белый пор. с включ. черн. частиц; 3,6 (0,28) | 91,4 | 160 |
| 29 | 700 | 20 | 5 | То же | 91,5 | 160 |
| 30 | 700 | 30 | 3 | То же | 92,0 | 170 |
| 31 | 700 | 40 | 3 | То же | 93,0 | 170 |
Оптимальными режимами получения серого порошка типа «б» следует считать опыты №№18-26 - температура 500-690°С, выдержка 20-30 минут; получают порошок состава, мас.%: SiO 2 (68,8-88,0)+C(6-27)+Fe 2 O 3 (0,25-0,2) + оксиды CaO, Na 2 O, K 2 O, MqO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 180-190 м 2 /г.
Оптимальными режимами получения белого порошка типа «в» следует считать №30-33 - температура 700-800°С, выдержка 20-30 мин.; получают порошок состава, мас.%: SiO 2 (92-98)+С(0,5-3,0)+Fe 2 O 3 (0,28-0,3) + оксиды CaO, Na 2 O, K 2 O, MqO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 150-170 м 2 /г.
Б. Опыты по получению каучуксодержащего экстракта
1. Берут, например, сырые корни одуванчика (или кок-сагыза, василька, крым-сагыза, тау-сагыза), вливают однопроцентный водный раствор серной кислоты в соотношении жидкость: твердое = 5:1, кипятят в течение 10 минут. Получают экстракт, содержащий каучук в количестве 5 мас.%, см. табл. 2. Если берут сухие корни, то соотношение жидкость: твердое = 7:1.
2. Опыт ведут, как в п.1, но кипятят в течение 20 минут. Получают экстракт с 8% каучука.
3. Опыт ведут, как в п.1, но кипятят в течение 30 минут. Получают экстракт с 10% каучука.
4. Опыт ведут, как в п.1, но кипятят в течение 45 минут. Получают экстракт с 12% каучука.
5. Опыт ведут, как в п.1, но кипятят в течение 60 минут. Получают экстракт с 14% каучука.
6. Опыт ведут, как в п.1, но концентрация серной кислоты составляет 2% и кипятят в течение 10 минут. Получают экстракт с 8% каучука.
7. Опыт ведут, как в п.6, но кипятят в течение 20 минут. Получают экстракт с 11% каучука.
8. Опыт ведут, как в п.6, но кипятят в течение 30 минут. Получают экстракт с 13% каучука.
9. Опыт ведут, как в п.6, но кипятят в течение 45 минут. Получают экстракт с 15% каучука.
10. Опыт ведут, как в п.6, но кипятят в течение 60 минут. Получают экстракт с 15% каучука.
11. Опыт ведут, как в п.1, но концентрация серной кислоты составляет 3% и кипятят в течение 10 минут. Получают экстракт с 10% каучука.
12. Опыт ведут, как в п.11, но кипятят в течение 20 минут. Получают экстракт с 12% каучука.
13. Опыт ведут, как в п.11, но кипятят в течение 30 минут. Получают экстракт с 14% каучука.
14. Опыт ведут, как в п.11, но кипятят в течение 45 минут. Получают экстракт с 15% каучука.
15. Опыт ведут, как в п.11, но кипятят в течение 60 минут. Получают экстракт с 15% каучука.
16. Опыт ведут, как в п.1, но концентрация серной кислоты составляет 5% и кипятят в течение 10 минут. Получают экстракт с 12% каучука.
17. Опыт ведут, как в п.16, но кипятят в течение 20 минут. Получают экстракт с 14% каучука.
18. Опыт ведут, как в п.16, но кипятят в течение 30 минут. Получают экстракт с 15% каучука.
19. Опыт ведут, как в п.16, но кипятят в течение 45 минут. Получают экстракт с 15% каучука.
20. Опыт ведут, как в п.16, но кипятят в течение 60 минут. Получают экстракт с 15% каучука.
Из представленных результатов следует, что оптимальными режимами приготовления экстракта являются опыты №9, 13, 14 - концентрация кислоты 2-3%, продолжительность кипячения 30-45 минут; получают экстракт с 14-15% каучука. В дальнейших опытах применяют экстракт с 15% каучука.
| Таблица 2 | |||
| Технологические параметры экстрагирования и содержание каучука в экстракте | |||
| № опыта |
Концентрация H 2 SO 4 в воде, % | Продолжит. кипения, мин | Сод. каучука в экстракте, % |
| 1 | 1 | 10 | 5 |
| 2 | 1 | 20 | 8 |
| 3 | 1 | 30 | 10 |
| 4 | 1 | 45 | 12 |
| 5 | 1 | 60 | 14 |
| 6 | 2 | 10 | 8 |
| 7 | 2 | 20 | 11 |
| 8 | 2 | 30 | 13 |
| 9 | 2 | 45 | 15 |
| 10 | 2 | 60 | 15 |
| 11 | 3 | 10 | 10 |
| 12 | 3 | 20 | 12 |
| 13 | 3 | 30 | 14 |
| 14 | 3 | 45 | 15 |
| 15 | 5 | 60 | 15 |
| 16 | 5 | 10 | 12 |
| 17 | 5 | 20 | 14 |
| 18 | 5 | 30 | 15 |
| 19 | 5 | 45 | 15 |
| 20 | 5 | 60 | 15 |
В. Приготовление наполнителя (композиционного природно-гомогенного непылящего порошка SiO 2 +С + каучук).
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «а» состава, мас.%: SiO 2 26 + С 66; удельная поверхность 290 м 2 /г (опыт №4, табл.1).
1. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт с 15% каучука в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 014. На порошок равномерно осаждаются каучук и сера (в составе SO 2 , SO 3), связывая все частицы углерода и SiO 2 ; поэтому плакированный порошок не пылит. Получают природно-гомогенную порошковую композицию состава, мас.%: SiO 2 - 26; С - 6; примеси Fe 2 O 3 - 0,4; примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MqO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 1,4, S - 0,04. См. табл.3.
2. Подготовку и проведение опыта выполняют, как в п.1, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок с содержанием, мас.%: SiO 2 26, С 66, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 3,0, S - 0,085. См. табл.3.
3. Подготовку и проведение опыта выполняют как в п.1, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок с содержанием, мас.%: SiO 2 26, С 66, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 5,4, сера - 0,12.
4. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.1, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок с содержанием, мас.%: SiO 2 26, С 66, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук 6,8 и сера 0,16.
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «а» состава, мас.%: SiO 2 37, С 61, примеси Fe 2 O 3 0,2, оксиды СаО, Na 2 O, К 2 О, MqO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 290 м 2 /г.
5. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт с содержанием каучука 15% в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 014. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 37, С 61, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 2, сера - 0,055.
6. Подготовку опыта и процесс выполняют, как в п.5, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 37, С 61, примеси оксиды указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 4, сера - 0,11.
7. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.5, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 - 37, С - 61, примеси оксиды указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 6, сера - 0,16.
8. Подготовку опыта и процесс ведут как в п.5, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 37, С 61, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 8, сера - 0,2.
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «а» состава, мас.%: SiO 2 61, С 35, примеси: Fe 2 O 3 0,2, оксиды СаО, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 200 м 2 /г.
9. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт, содержащий 15% каучука в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 014. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 61, С 35, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 2, сера - 0,06.
10. Подготовку и проведение опыта выполняют, как в п.9, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 61, С 35, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 4, сера - 0,12.
11. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.9, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 61, С 35, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 5,8, сера - 0,16.
12. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.9, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 61, С 35, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 7,0, сера - 0,2.
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «б» состава, мас.%: SiO 2 74, С 24, примеси: Fe 2 O 3 0,25, оксиды СаО, Na 2 O, К 2 О, MgO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 170 м 2 /г.
13. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт, содержащий 15% каучука в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 014. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 74, С 24, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 1,5, сера - 0,06.
14. Подготовку и выполнение опыта выполняют, как в п.13, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 74, С 24, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 2,0 сера - 0,08.
15. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.13, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 74, С 24, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 3,0, сера - 0,13.
16. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.13, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 74, С 24, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 3,0, сера - 0,13.
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «б» состава, мас.%: SiO 2 84,3, С 10, примеси: Fe 2 O 3 - 0,27, оксиды CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 170 м 2 /г.
17. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт, содержащий 15% каучука в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 014. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 84,3, С 10, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 1,5, сера - 0,08.
18. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.17, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 84,3, С 10, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 2,0, сера - 0,12.
19. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.17, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 84,3, С 10, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 3,0, сера - 0,16.
20. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.17, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 84,3, С 10, примеси указанных выше оксидов в том же количестве и сверх 100% каучук - 4,0, сера - 0,24.
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «б» состава, мас.%: SiO 2 89,4, С 6, примесь Fe 2 O 3 0,27, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 180 м 2 /г.
21. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт, содержащий 15% каучука в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 014. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 89,4, С 6, примесь Fe 2 O 3 0,27, примеси оксидов CaO, Na 2 O, К 2 О, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 1,3, сера - 0,06.
22. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.21, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 89,4, С 6, примесь Fe 2 O 3 - 0,27, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 2,6, сера - 0,12.
23. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.21, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 89,4, С 6, примесь Fe 2 O 3 - 0,27, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 2,6, сера - 0,12.
24. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.21, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 89,4, С 6, примесь Fe 2 O 3 - 0,27, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 5,1, сера - 0,22.
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «в» состава, мас.%: SiO 2 92, С 3, примесь Fe 2 O 3 0,28, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 170 м 2 /г.
25. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт, содержащий 15% каучука в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 014. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 92, С 3, примесь Fe 2 O 3 0,28, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук 0,9, сера - 0,04.
26. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.25, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 92, С 3, примесь Fe 2 O 3 - 0,28, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 1,8, сера - 0,08.
27. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.25, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 92, С 3, примесь Fe 2 O 3 - 0,28, примеси оксидов CaO, Na 2 O, К 2 О, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 2,5, сера - 0,12.
28. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.25, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 92, С 3, примесь Fe 2 O 3 - 0,28, примеси оксидов CaO, Na 2 O, К 2 О, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 3,5, сера - 0,15.
В нижеследующих четырех опытах используют базовый порошок типа «в» состава, мас.%: SiO 2 98, С 0,5, примесь Fe 2 O 3 0,3, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное; удельная поверхность 150 м 2 /г.
29. Берут указанный базовый порошок, приливают экстракт, содержащий 15% каучука в количестве 50 г на 100 г порошка, высушивают на воздухе при 120-130°С при постоянном перемешивании, протирают через сито 14. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 98, С 0,5, примесь Fe 2 O 3 0,3, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 0,7, сера - 0,03.
30. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.29, а экстракт приливают в количестве 100 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 98, С 0,5, примесь Fe 2 O 3 0,3, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 1,2, сера - 0,07.
31. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.29, а экстракт приливают в количестве 150 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 - 98, С - 0,5, примесь Fe 2 O 3 - 0,3, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 1,8, сера - 0,07.
32. Подготовку опыта и процесс ведут, как в п.29, а экстракт приливают в количестве 200 г на 100 г порошка. Получают композиционный непылящий порошок состава, мас.%: SiO 2 98, С 0,5, примесь Fe 2 O 3 0,3, примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное и сверх 100% каучук - 2,1, сера - 0,09.
Из представленных результатов следует, что каучук осаждается в большей степени на порошках, имеющих большее количество углерода и удельной поверхности базового порошка; такая же зависимость наблюдается и с осаждением примеси серы (в составе SO 2 , SO 3); дополнительного увеличения примеси Fe 2 O 3 и оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 не наблюдается (см. табл.3).
| Таблица 3 | ||||
| Технологические параметры получения и состав наполнителя (композиционного природно-гомогенного непылящего порошка SiO 2 +C, плакированного каучуком) | ||||
| Опыт | Базовый порошок, состав, %; температ.получ.,°С; уд. поверхн., м 2 /г | Колич. экстракта на 100 г порошка | Состав наполнителя, мас.% сверх 100%. | |
| Каучук | Сера | |||
| 1 | SiO 2 26+C66; 380; 290 (опыт 4 табл.1) | 50 | 1,4 | 0,04 |
| 2 | То же | 100 | 3,0 | 0,085 |
| 3 | То же | 150 | 5,4 | 0,12 |
| 4 | То же | 200 | 6,8 | 0,16 |
| 5 | SiO 2 37+C61; 450; 290 (опыт 10 табл. 1) | 50 | 2,0 | 0,055 |
| 6 | То же | 100 | 4,0 | 0,11 |
| 7 | То же | 150 | 6,0 | 0,16 |
| 8 | То же | 200 | 8,0 | 0,2 |
| 9 | SiO 2 61+C35; 490; 200 (опыт 13 табл. 1) | 50 | 2,0 | 0,06 |
| 10 | То же | 100 | 4,0 | 0,12 |
| 11 | То же | 150 | 5,8 | 0,16 |
| 12 | То же | 200 | 7,0 | 0,20 |
| 13 | SiO 2 74,0+C24; 500; 170 (on.20 табл. 1) | 50 | 1,5 | 0,06 |
| 14 | То же | 100 | 2,0 | 0,08 |
| 15 | То же | 150 | 3,0 | 0,13 |
| 16 | То же | 200 | 4,0 | 0,16 |
| 17 | SiO 2 84,3+C10; 600; 170 (оп.23 табл. 1) | 50 | 1,5 | 0,08 |
| 18 | То же | 100 | 2,0 | 0,12 |
| 19 | То же | 150 | 3,0 | 0,16 |
| 20 | То же | 200 | 4,0 | 0,24 |
| 21 | SiO 28 9,4+C6; 690; 180 (опыт 26 табл. 1) | 50 | 1,3 | 0,06 |
| 22 | То же | 100 | 2,6 | 0,12 |
| 23 | То же | 150 | 3,9 | 0,16 |
| 24 | То же | 200 | 5,1 | 0,22 |
| 25 | SiO 92+C3; 700; 170 (опыт 30 табл. 1) | 50 | 0,9 | 0,04 |
| 26 | То же | 100 | 1,8 | 0,08 |
| 27 | То же | 150 | 2,5 | 0,12 |
| 28 | То же | 200 | 3,5 | 0,15 |
| 29 | SiO 2 98,0+CO,5; 800; 150 (оп.34 табл.1) | 50 | 0,7 | 0,03 |
| 30 | То же | 100 | 1,2 | 0,07 |
| 31 | То же | 150 | 1,8 | 0,07 |
| 32 | То же | 200 | 2,1 | 0,09 |
Г. Получение резин
Резиновые смеси готовят на основе каучука СКМС-ЗОАРК: базовый состав резиновой смеси, мас.ч.: каучук - 100, стеарин - 2, ZnO - 5, S-2 (далее обозначается БС - базовая смесь).
В первой контрольной группе резиновых смесей (оп.1-3, табл.4) добавляют стандартные наполнители в количестве 40 мас.ч.: технический углерод марки П-154; диоксид кремния марки БС-120; механическую смесь, указанных выше наполнителей П-154 50%+БС-120 50%.
Во второй контрольной группе смесей (опыты 4-11, табл.4) добавляют природно-гомогенный порошок из рисовой лузги без покрытия каучуком (условное обозначение ПРЛ) следующих составов, мас.%:
с порошками типа «a»: SiO 2 26+C 66, условное обозначение (ПРЛ-26-66); SiO 2 37+C 61 - (ПРЛ-37-61); SiO 2 61+С 35 - (ПРЛ-61-35);
с порошками типа «б»: SiO 2 74+С 24-(ПРЛ-74-24); SiO 2 84,3+С 10-(ПРЛ-84-10); SiO 2 89,4+С6 - (ПРЛ-89-6);
с порошками типа «в»: SiO 2 92+С 3 - (ПРЛ-92-3); SiO 2 98+С0,5 - (ПРЛ-98-0,5).
В третьей группе смесей (опыты 12-35) добавляют новый, патентуемый порошок ПРЛ с добавками каучука, мас.%:
с порошком типа «а»: SiO 2 26+С 66 + каучук 1,4, условное обозначение (ПРЛ-26-66-1,4); SiO 2 26+С 66 + каучук 3, условное обозначение (ПРЛ-26-66-3); SiO 2 26+С 66 + каучук 6,8, условное обозначение (ПРЛ-26-66-6,8);
с порошком типа «а»: SiO 2 37+С 61 + каучук 2 - (ПРЛ-37-61-2);, SiO 2 37+С61 + каучук 4 - (ПРЛ-37-61-4); SiO 2 37+С 61 + каучук 8 - (ПРЛ-37-61-8);
с порошком типа «а»: SiO 2 61+С35 + каучук 2 - (ПРЛ-61-35-2); SiO 2 61+С35 + каучук 4 - (ПРЛ-61-35-4); SiO 2 61+С35 + каучук 7 -(ПРЛ-61-35-7).
с порошком типа «б»: SiO 2 74+С24 + каучук 1,5 - (ПРЛ-74-24-1,5); SiO 2 74+С24 + каучук 3 - (ПРЛ-74-24-3); SiO 2 74 + С24 + каучук 4 -(ПРЛ-74-24-4);
с порошком типа «б»: SiO 2 84+С10 + каучук 1,5 - (ПРЛ-84-10-1,5); SiO 2 84+С10 + каучук 3 - (ПРЛ-84-10-3); SiO 2 84+С10 + каучук 4 - (ПРЛ-84-10-4);
с порошком типа «б»: SiO 2 89,4+С6 + каучук 1,3 - (ПРЛ-89-6-1,3); SiO 2 89,4+С6 + каучук 2,6 - (ПРЛ-89-6-2,6); SiO 2 89,4+С6 + каучук 5,1- (ПРЛ-89-6-5,1);
с порошком типа «в»: SiO 2 92+С3 + каучук 0,9 - (ПРЛ-92-3-0,9); SiO 2 92+С3 + каучук 1,8 - (ПРЛ-92-3-1,8); SiO 2 92+С3 + каучук 3,5 - (ПРЛ-92-3-3,5);
с порошком типа «в»: SiO 2 98+С0,5 + каучук 0,7 - (ПРЛ-98-0,5-0,7); SiO 2 98+С0.5 + каучук 1,2 - (ПРЛ-98-0,5-1,2); SiO 2 98+С0.5 + каучук 2,1 - (ПРЛ-98-0,5-2,1);
Все наполнители вводят в количестве 40 мас.ч.
Резиновые смеси готовят на лабораторном смесителе ВН-4003А с объемом загрузки 1500 см 3 при скорости вращения ротора 60 об/мин и продолжительности смешивания 10 минут; температура валков 50°С. Данный режим выдерживали для всех смесей, чтобы уровень деформации сдвига резиновой смеси был во всех случаях одинаковым; после замешивания определяли температуру смеси и по ней оценивали температуровыделение. Определение предела прочности и относительного удлинения при разрыве определяли по ГОСТ 270-75; определение истираемости - по ГОСТ 426-77 на установке МИ-2 при давлении 26 Н по шкурке П8Г44А8НМ; модуль внутреннего трения - по ГОСТ 10828-75. Результаты испытаний представлены в таблице 4.
Из анализа результатов следует, что введение каучука в патентуемые базовые порошки положительно влияет на все характеристики резин в сравнении с резинами, в которых аналогичные наполнители были без каучука.
А. Модуль внутреннего трения. 1) патентуемый наполнитель снижает модуль внутреннего трения в резинах (опыты №№12-26) по сравнению с резинами в которых использовались стандартные наполнители П-154, БС-120 (опыты №1, 2) с 4,1-4,8 до 1,6 МПа; 2) модуль снижается в резинах с патентуемым наполнителем (опыты №12-35) по сравнению с контрольным наполнителем (базовый порошок без покрытия каучуком, опыты №4-11) на 10-50%; 3) с увеличением содержания SiO 2 в патентуемом наполнителе модуль внутреннего трения возрастает.
Б. Температуровыделение. 1) в резинах с патентуемым наполнителем температуровыделение при замесе резин снижается во всех смесях, например, в составе БС-ПРЛ-61-35 (опыт №6), с 74 до 58°С в составе БС-ПРЛ-61-35-7; в других составах снижение наблюдается на 6-13°С; 2) с увеличением содержания SiO 2 в патентуемом наполнителе температуровыделение возрастает, но не превышает уровень контрольных наполнителей.
| Таблица 4 | ||||||
| Состав резиновых смесей и свойства резин | ||||||
| Опыт № |
Резина, состав | Модуль внутр. трения, МПа | Температура смеси после замеса, °С | Предел прочн. при раст., МПа | Удлинение, % | Истираемость, м 3 /ТДж |
| 1 | БС+П-154 | 4,1 | 72 | 13,5 | 600 | 14 |
| 2 | БС+БС-120 | 4,8 | 74 | 13,0 | 550 | 16 |
| 3 | БС+(БС-120 50%+П-154 50%) | 4,4 | 72 | 13,0 | 550 | 14 |
| 4 | БС+ПРЛ-26-66 | 4,4 | 70 | 15,0 | 600 | 13 |
| 5 | БС+ПРЛ-37-61 | 4,5 | 72 | 14,5 | 590 | 12 |
| 6 | БС+ПРЛ-61-35 | 4,6 | 74 | 14,0 | 580 | 12 |
| 7 | БС+ПРЛ-74-24 | 4,7 | 78 | 13,5 | 560 | 11 |
| 8 | БС+ПРЛ-84-10 | 4,8 | 82 | 13,0 | 570 | 11 |
| 9 | БС+ПРЛ-89-6 | 5,4 | 92 | 12,0 | 520 | 14 |
| 10 | БС+ПРЛ-92-3 | 3,0 | 64 | 16,5 | 500 | 16 |
| 11 | БС+ПРЛ-98-0,5 | 6,0 | 93 | 14,0 | 450 | 17 |
| 12 | БС+ПРЛ-26-66-1,4 | 2,4 | 62 | 16,0 | 620 | 7 |
| 13 | БС+ПРЛ-26-66-3 | 2,3 | 61 | 17,0 | 640 | 6 |
| 14 | БС+ПРЛ-26-66-6,8 | 2,2 | 60 | 18,0 | 660 | 7 |
| 15 | БС+ПРЛ-37-61-2 | 1,8 | 59 | 15,0 | 630 | 6 |
| 16 | БС+ПРЛ-37-61-4 | 1,7 | 58 | 16,5 | 650 | 5 |
| 17 | БС+ПРЛ-37-61-8 | 1,6 | 57 | 18,0 | 660 | 6 |
| 18 | БС+ПРЛ-61-35-2 | 3,8 | 60 | 15,0 | 600 | 11 |
| 19 | БС+ПРЛ-61-35-4 | 3,6 | 59 | 16,0 | 620 | 10 |
| 20 | БС+ПРЛ-61-35-7 | 3,4 | 58 | 17,0 | 650 | 11 |
| 21 | БС+ПРЛ-74-24-1,5 | 3,2 | 70 | 14,5 | 580 | 10 |
| 22 | БС+ПРЛ-74-24-3 | 3,1 | 68 | 16,0 | 590 | 9 |
| 23 | БС+ПРЛ-74-24-4 | 3,0 | 66 | 18,0 | 600 | 10 |
| 24 | БС+ПРЛ-84-10-1,5 | 4,1 | 82 | 14,0 | 580 | 13 |
| 25 | БС+ПРЛ-84-10-3 | 3,8 | 80 | 15,0 | 590 | 12 |
| 26 | БС+ПРЛ-84-10-4 | 3,4 | 78 | 16,0 | 600 | 13 |
| 27 | БС+ПРЛ-89-6-1,3 | 4,9 | 79 | 15,0 | 530 | 14 |
| 28 | БС+ПРЛ-89-6-2,6 | 4,6 | 77 | 15,5 | 540 | 13 |
| 29 | БС+ПРЛ-89-6-5,1 | 4,4 | 75 | 16,0 | 550 | 14 |
| 30 | БС+ПРЛ-92-3-0,9 | 5,4 | 92 | 16,5 | 500 | 15 |
| 31 | БС+ПРЛ-92-3-1,8 | 5,2 | 90 | 17,0 | 510 | 14 |
| 32 | БС+ПРЛ-92-3-3,5 | 5,0 | 88 | 17,5 | 520 | 15 |
| 33 | БС+ПРЛ-98-0,5-0,7 | 5,5 | 92 | 14,0 | 450 | 16 |
| 34 | БС+ПРЛ-98-0,5-1,2 | 5,3 | 91 | 14,5 | 460 | 15 |
| 35 | БС+ПРЛ-98-0,5-2,1 | 5,4 | 90 | 15,0 | 470 | 16 |
В. Предел прочности при растяжении. 1) в резинах с патентуемым наполнителем наблюдается повышение предела прочности, например, в составе БС-ПРЛ-26-66, с 15,0 до 18,0 МПа в составе БС-ПРЛ-26-66-6,8; в других составах увеличение происходит на 10-28%; 2) наибольший прирост прочности наблюдается в резинах, в которых наполнитель имел наибольшее количество каучукового покрытия (например, опыты №№12-14, 15-17, 27-29).
Г. Удлинение. 1) в резинах с патентуемым наполнителем наблюдается увеличение удлинения по сравнению с контрольными наполнителями, например, в составе БС-ПРЛ-61-35, с 580 до 650% в составе БС-ПРЛ-61-35-7; в других составах увеличение наблюдается на 8-21%; 2) удлинение снижается с уменьшением количества углерода в наполнителе (опыты №№33-35).
Д. Истираемость. В резинах с патентуемым наполнителем наблюдается уменьшение истираемости практически во всех составах резин, например в составе БС-ПРЛ-37-61, с 12 до 5 м 3 /ТДж в составе БС-ПРЛ-37-61-4; в других составах снижение наблюдается на 9-50%.
При использовании наполнителя типа «а» резины получаются черного цвета, при использовании наполнителя типа «б» - темно-серого цвета, при использовании наполнителя типа «в» - светло-серого цвета.
1. Наполнитель резины, включающий базовый порошок SiO 2 +C+ примеси оксидов Fe 2 O 3 , CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 , полученный из рисовой лузги обжигом, и плакирующее покрытие из каучука с примесью серы (в составе SO 2 , SO 3), имеющий состав, мас.%: SiO 2 (26-98)+C (0,5-66) + примесь Fe 2 O 3 (0,2-0,3) + примеси оксидов CaO, Na 2 O, K 2 O, MgO, Al 2 O 3 - остальное, плюс сверх 100% каучук (1,2-7,8)+S(0,05-0,23); базовый порошок имеет удельную поверхность 150-290 м 2 /г; диоксид кремния имеет кристаллическую форму β-кристобалита с размерами кристаллов диаметром 6-10, длиной 100-400 нм, углерод аморфный в виде углеподобного вещества, угля, или сажеподобного вещества; при этом каучук получен из каучуконосов ряда: одуванчик, василек, кок-сагыз, крым-сагыз, тау-сагыз и введен в базовый порошок из водно-кислотного экстракта, содержащего 12-15 мас.% каучука.
2. Наполнитель резины по п.1, отличающийся тем, что базовый порошок SiO 2 +C+ примеси оксидов получают из рисовой лузги обжигом при 380-490°C и наполнитель содержит углерод в количестве 28-66% в виде аморфного углеподобного вещества.
3. Наполнитель резины по п.1, отличающийся тем, что базовый порошок SiO 2 +C+ примеси оксидов получают из рисовой лузги обжигом при 500-690°C и наполнитель содержит углерод в количестве 6-27% в виде угля.
4. Наполнитель резины по п.1, отличающийся тем, что базовый порошок SiO 2 +C+ примеси оксидов получают из рисовой лузги обжигом при 700-800°C и наполнитель содержит углерод в количестве 0,5-3,0% в виде аморфного сажеподобного вещества.
Похожие патенты:
Изобретение относится к области шинной и резинотехнической промышленности. Комплексный противостаритель для резин содержит порошкообразный носитель - оксид цинка - и жидкий сплав противостарителей, полученный при 70-90°C, содержащий N-изопропил-N-фенил-n-фенилендиамин, борную кислоту в виде предварительно полученного расплава в ε-капролактаме при температуре 110-115°C, салициловую кислоту и дополнительно оксид цинка.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу изготовления резинополимерных изделий, предназначенных для облицовки различных поверхностей и конструкций, подвергающихся постоянной нагрузке и истиранию.
Изобретение относится к резиновой смеси, в частности для шин транспортного средства. Резиновая смесь включает от 30 до 100 весовых частей на 100 весовых частей каучука, по меньшей мере, одного диенового каучука, от 20 до 200 весовых частей на 100 весовых частей каучука, по меньшей мере, одного наполнителя, от 0 до 200 весовых частей на 100 весовых частей каучука дополнительных добавок, серосодержащую систему вулканизации, включающую в себя свободную серу, донор серы и силан с концентрацией серы, обусловленной данными ингредиентами, между 0,025 и 0,08 моль на 100 весовых частей каучука, из которых элементарная сера составляет от 0 до 70%, донор серы составляет от 5 до 30%, и силан составляет от 20 до 95%, и 0,1-10 весовых частей на 100 весовых частей каучука, по меньшей мере, одного ускорителя вулканизации.
Изобретение относится к составам покрытия на основе наночастиц двуокиси кремния. Предложен состав покрытия для обработки поверхности, включающий: а) водную дисперсию наночастиц двуокиси кремния с уровнем рН менее чем 7,5, где наночастицы имеют среднее значение диаметра 40 нанометров или менее, b) алкоксисилановый олигомер; с) кремневодородный стыковочный агент; и d) факультативно металлический β-дикетоновый комплексообразующий агент.Изобретение относится к резиновой смеси, в частности для пневматических шин транспортных средств, ремней безопасности, ремней и шлангов. Резиновая смесь включает, по меньшей мере, один полярный или неполярный каучук и, по меньшей мере, один бледно-окрашенный и/или темный наполнитель, по меньшей мере, один пластификатор, где пластификатор содержит полициклические ароматические соединения в соответствии с Инструкцией 76/769/EEC в количестве менее 1 мг/кг, а источник углерода для пластификатора происходит из неископаемых источников, причем пластификатор и источник углерода получены посредством, по меньшей мере, одного процесса «биомасса в жидкость», и содержит другие добавки.
Изобретение относится к нанодисперсной системе на основе глины для получения полиуретанового нанокомпозита и способу ее получения. Нанодисперсная система содержит предварительно вспученную неорганическую глину, не модифицированную органическим противоионом, и изоцианат, не модифицированный органическим ониевым ионом, причем указанная предварительно вспученная неорганическая глина расщепляется на тонкие пластинки с образованием указанной нанодисперсной системы на основе глины.
Изобретение относится к шинной промышленности и может быть использовано для протектора летних и всесезонных шин. Резиновая смесь включает, мас.ч.: растворный бутадиен-стирольный каучук с добавлением масла TDAE с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов 90-100, каучук цис-бутадиеновый линейной структуры с высоким содержанием цис-звеньев на неодимовом катализаторе 10-20, натуральный каучук 5-8, серу нерастворимую 2-3, вулканизующую группу 3-8, кремнекислотный наполнитель с удельной поверхностью 165 м2/г 70-80, стабилизатор на основе микрокристаллического воска 1-2, противостарители 3-5, технологическую добавку 1-3, связующий агент - бис--тетрасульфид 10-15. // 2529227
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к композиции на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала.
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству наполнителей для резиновых смесей при получении резин. Наполнитель резины включает базовый порошок диоксида кремния, углерода, примеси оксидов СаО, К2О, Na2O, MgO, Al2O3 и плакирующего покрытия каучука. Наполнитель имеет состав, мас.: SiO2+С + примесь Fe2O3 + примеси оксидов СаО, К2О, Na2O, MgO, Al2O3 - остальное + сверх 100 каучук и примесь S. Базовый порошок получают путем обжига рисовой лузги, он имеет удельную поверхность 150-290 м2г; диоксид кремния в порошке имеет кристаллическую форму β-кристобалита с размерами кристаллов: диаметр 6-10, длина 100-400 нм; углерод находится в виде углеподобного вещества, угля или сажеподобного вещества в зависимости от температуры обжига. Каучук для плакирования получают осаждением из водно-кислотного экстракта каучуконосов ряда: одуванчик, кок-сагыз, крым-сагыз, тау-сагыз, василек. Наполнитель является природно-гомогенным, непылящим. Резины, полученные с использованием наполнителя, имеют повышенную прочность, пониженный модуль внутреннего трения, пониженные истираемость и температуровыделение при замесе резины. 3 з.п. ф-лы,4 табл.
