1. JCCT
  2. Всі випуски
  3. Випуск 17, Номер 1, 2023
  4. Формування властивостей еластомерних композицій за наявності біоінгредієнта

Формування властивостей еластомерних композицій за наявності біоінгредієнта

JCCT.
2023;
Випуск 17, Номер 1
: cc. 88 - 100
https://doi.org/10.23939/chcht17.01.088
Автори:
  1. Lina Sokolova
  2. Oleksandr Daliba
  3. Irina Sukha
  4. Maria Skrypkina
  5. Valery Ovcharov
1
State Higher Educational Institution "Ukrainian State University of Chemical Technology"
2
ROSAVA TIERS Limited Liability Company
3
Ukrainian State University of Chemical Technology
4
State Higher Educational Institution "Ukrainian State University of Chemical Technology"
5
State Higher Educational Institution "Ukrainian State University of Chemical Technology"

Досліджено особливості формування технологічних, вулканізаційних, динамічних, релаксаційних та фізико-механічних властивостей еластомерної композиції для виготовлення бігової частини протектора шин за наявності біоінгредієнта – органічного складника супутнього продукту після вінтеризації соняшникової олії (продукт ОССО) як пластифікатора-пом'якшувача. У порівнянні з промисловим нафтохімічним мастилом продукт ОССО в 1,5 рази підвищує когезійну міцність гумової суміші, зі збереженням параметрів вулканізації забезпечує на 30-40 % вищу стійкість до реверсії та релаксаційних процесів за 373 K, менший рівень динамічних втрат, високий рівень фізико-механічних характеристик.

еластомерна композиція
технологічно активна добавка
біоінгредієнт
супутній продукт після вінтеризації соняшникової олії
екологічно безпечна гума
  1. Ovcharov, V.I.; Burmistr, M.V.; Tyutin, V.A.; Verbas, V.V.; Smirnov, A.G.; Naumenko, A.P. Svojstva rezinovyh smesej i rezin: ocenka, regulirovanie, stabilizaciya; SANT-TM: M., 2001.
  2. Prokopchuk, N.R.; Kayushnikov, S.N.; Vishnevskij, K.V. Tehnologicheski aktivnye dobavki v sostave elastomernyh kompozicij (obzor). Polimernye materialy i tehnologii [Online] 2016, 2, № 3, 6-23. (accessed Dec 22, 2021). https://doi.org/10.32864/polymmattech-2016-2-3-6-23
  3. Frolikova, V.G.; Donskaya, M.M.; Yalovaya, L.I.; Pichugin, A.M.; Vishnyakov, I.I. Sources of Carcinogenic and Toxic Substances in the Production and Service of Tyres. Kauchuk i Rezina 2008, 36, 20-27. https://doi.org/10.1177/0307174X0903600805
  4. Baensch-Baltruschat, B.; Kocher, B.; Stock, F.; Reifferscheid, G. Tyre and Road Wear Particles (TRWP) - A Review of Generation, Properties, Emissions, Human Health Risk, Ecotoxicity, and Fate in the Environment. Sci. Total Environ. 2020, 733, 137823. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137823
  5. Ovcharov, V.I.; Sokolova, L.O.; Rzymski, W.M.; Grishenko, V.K. Efektyvnist chetvertynnykh amoniyevykh solej v binarnykh systemah z inshymy pryskoryuvachamy vulkanizatsii polidiyeniv. Polimernyi zhurnal [Online] 2014, 36, 85-90. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Polimer_2014_36_1_13 (accessed Dec 22, 2021).
  6. Ovcharov, V.I.; Sokolova, L.O.; Ohtina, O.V.; Grishenko, V.K.; Barancova, A.V. Spoluky z kvaternizovanym atomom nitrogenu na osnovi biosyrovyny v procesakh sirchanoi vulkanizatsii polidiyeniv. Polimernyj zhurnal [Online] 2014, 36, 199-206. http://nbuv. gov.ua/UJRN/Polimer_2014_36_2_15 (accessed Dec 22, 2021).
  7. Ovcharov, V.I.; Sokolova, L.O.; Yusupova, L.R.; Grishenko, V.K.; Barancova, A.V. Vlastyvosti polidiyeniv za nayavnosti chetvertynnykh amoniyevyh solej iz syrovyny roslynnoho pokhodzhennya yak aktyvatoriv vulkanizatsii. Polimernyj zhurnal [Online] 2017, 39, 260-270. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Polimer_2017_39_4_11 (accessed Dec 22, 2021). https://doi.org/10.1007/s35139-017-0103-0
  8. Ovcharov, V.I.; Sokolova, L.A.; Grishchenko, V.K.; Barantsova, A.V.; Kovalenko, V.L.; Kotok, V.A. Quaternary Ammonium Compound from Bio-Source in the Vulcanization System of Elastomeric Compositions. J. Eng. Appl. Sci. [Online] 2020, 15, 2266-2278. https://www.researchgate.net/publication/346612832_QUATERNARY_AMMONIUM_C... (accessed Dec 22, 2021).
  9. Ogbebor, O.J.; Okwu, U.N.; Okieimen, F.E.; Okuonghae D. Phisiko-Mechanical Properties Of Elastomers Based on Natural Rubber Filled with Silica and Clay. Chem. Ind. Chem. Eng. Q. 2010, 16, 373-378. https://doi.org/10.2298/CICEQ100110038O
  10. Chang, B.P.; Gupta, A.; Muthuraj, R.; Mekonnen T.H. Bioresourced Fillers for Rubber Composite Sustainability: Current Development and Future Opportunities. Green Chem. 2021, 23, 5337-5378. https://doi.org/10.1039/D1GC01115D
  11. Kablov, V.F.; Aksenov, V.I. Sovremennye tendentsii primeneniya kauchukov i napolnitelej v recepture rezin. Promyshlennoe proizvodstvo i ispolzovanie elastomerov 2018, 3, 24-34.
  12. Sekifuji, R.; Tateda, M. Study of the Feasibility of a Rice Husk Recycling Scheme in Japan to Produce Silica Fertilizer for Rice Plants. Sustain. Environ. Res. 2019, 29, 11. https://doi.org/10.1186/s42834-019-0011-x
  13. Costa, J.A.S.; Paranhos, C.M. Systematic Evaluation of Amorphous Silica Production from Rice Husk Ashes. J. Clean. Prod. 2018, 192, 688-697. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.05.028
  14. Nghia, N.H.; Zenitova, L.A.; Quang, D.L.; Truyen, D.N. The Method of Obtaining Amorphous Nanosized Silicon Dioxide from Rice Production Waste. Ecol. Ind. Russ. 2019, 23, 30-35. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-4-30-35
  15. Hura, D.V.; Soroka, P.I.; Cheremysinova, A.A. Integrated Process of Obtaining Heat and Silicon(IV) Oxide from Siliceous Plant Materials. Chem. Mater. Eng. 2014, 2, 72-78. https://doi.org/10.13189/cme.2014.020303
  16. Azat, S.; Korobeinyk, A.V.; Moustakas, K.; Inglezakis, V.J. Sustainable Production of Pure Silica from Rice Husk Waste in Kazakhstan. J. Clean. Prod. 2019, 217, 352-359. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.142
  17. Sekifuji, R.; Van, Ch. L.; Tateda M.; Takimoto H. Sustainability of a Rice Husk Recycling Scheme. Int. J. Recycl. Org. Waste Agric. 2020, 9, 411-421.
  18. Khan, H.; Amin, M.; Ali, M.; Iqbal, M.; Yasin, M. Effect of Micro/Nano-SiO2 on Mechanical, Thermal, and Electrical Properties of Silicone Rubber, Epoxy, and EPDM Composites for Outdoor Elec-Trical Insulations. Turk. J. Elec. Eng. & Comp. Sci. 2017, 25, 1426-1435. https://doi.org/10.3906/elk-1603-20
  19. Akçakale, N. Effects of Carburized Rice Husk Powders on Physical Properties of Elastomer based Materials. Kautschuk Gum-mi Kunststoffe [Online] 2017, 70, 49-54. https://hdl.handle.net/20.500.12491/9134 (accessed Dec 22, 2021).
  20. ACS Publications Home Page. https://www.tirereview.com/rice-is-nice-as-silica-for-pirelli-tires/ (accessed 2021-12-22).
  21. Gura, D.V.; Soroka, P.I. Opredelenie tekhnolohicheskikh parametrov processa polucheniya kremnii-uhlerodnykh kompozitsii iz otkhodov risovoho proizvodstva metodami termodinamicheskikh i kineticheskikh issledovanii. Praci Odeskogo politehnichnogo universitetu [Online] 2013, 3, 310-314. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Popu_2013_3_63 (accessed Dec 22, 2021).
  22. Ovcharov, V.I.; Sokolova, L.O.; Gura, D.V.; Soroka, P.G. Vlastyvosti elastomernykh kompozycii za nayavnosti kremnii-vugletsevoho napovnyuvacha z biosyrovyny. Voprosy himii i himicheskoj tehnologii [Online] 2014, 1, 61-65. http://vhht.dp.ua/wp-content/uploads/pdf/2014/1/14.pdf (accessed Dec 22, 2021).
  23. Ovcharov, V.I.; Sokolova, L.A.; Yusupova, L.R.; Tertyshnyj, O.A. Elastomernye kompozitsii s dioksidom kremniya, poluchennym iz risovoi shelukhi. Voprosy himii i himicheskoj tehnologii [Online] 2016, 5-6, 87-92. http://vhht.dp.ua/wp-content/uploads/pdf/2016/5/Ovcharov.pdf (accessed Dec 22, 2021).
  24. Ovcharov, V.I.; Sukhyy, K.M.; Sokolova, L.A.; Kalinyuk, V.L.; Tertyshnyy, O.A.; Yusupova, L.R.; Belyanovskaya, E.A. The Use of the Heat-Treated Rice Husks as Elastomeric Compositions Fillers. Vopr. Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii [Online] 2018, 3, 79-89. http://vhht.dp.ua/wp-content/uploads/pdf/2018/3/Ovcharov.pdf (accessed Dec 22, 2021).
  25. Gridneva, T.; Kravchenko, A.; Barsky, V.; Gurevina N. Obtaining of High Purity Amorphous Silicon Dioxide from Rice Husk. Chem. Chem. Technol. 2016, 10, 499-505. https://doi.org/10.23939/chcht10.04.499
  26. Rudnyeva, L.L.; Buhkalo, S.I.; Lakiza, O.V.; Chervakov, O.V. Roslynni vosky yak modyfikatory vlastyvostei elastomernykh i polimernykh materialiv. Vopr. Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii 2021, 1, 90-100. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2021-134-1-90-100
  27. Reznichenko, S.V.; Morozova, Yu.L. Bolshoj spravochnik rezinshika; Tehinform, MAI, 2012. 
  28. Kachkurkina, I.; Ovcharov, V.; Schevchenko O. The Usage of Oil Refining Industry Waste as Vulcanization Active Ingredient of Elastomeric Compositions. Chem. Chem. Technol. 2009, 3, 295-300. https://doi.org/10.23939/chcht03.04.295
  29. Bastioli K.; Kapucci L.; Magistrali P.; Gesti G.S.; Viola D.T.; Savini D.; Bachchelli F. Pokhidni roslynnykh olii yak olyyy-napovnyuvachi dlya elastomernyh kompoztscii. UA 110123, 25 listopada, 2015.
  30. Dick, J.S. How to Improve Rubber Compounds: 1800 Experi-mental Ideas for Problem Solving; Hanser Publishers, 2014. https://doi.org/10.3139/9781569905340.002
  31. Kayushnikov, S.N.; Prokopchuk, N.R.; Uss, E.P.; Karmanova, O.V. Svojstva shinnykh rezin s tsinkosoderzhashchimi tekhnolohicheskimi dobavkami. Vestnik VGUIT 2017, 79, 126-135. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-3-126-135
  32. Samarth, N.B.; Mahanwar, P.A. Modified Vegetable Oil Based Additives as a Future Polymeric Material-Review. Open J. Org. Polym. Mater. 2015, 5, 1-22. https://doi.org/10.4236/ojopm.2015.51001
  33. Ivashchuk, O.; Hlukhaniuk, A.; Semenyshyn, Y.; Chyzhovych, R.; Kuzminchuk, T.; Khomyak, S. Influence of Extraction Conditions on Qualitative Composition of Vegetable Oils. Chem. Chem. Technol. 2021, 15, 233-238. https://doi.org/10.23939/chcht15.02.233
  34. Semenyshyn, Y.; Atamanyuk, V.; Rymar, T.; Ivashchuk, O.; Hlukhaniuk, A. Mass Transfer in the Solid-Liquid System: Mecha-nism and Kinetics of the Extraction Process. Chem. Chem. Technol. 2020, 14, 121-128. https://doi.org/10.23939/chcht14.01.121
  35. Sunflower: Chemistry, Production, Processing, and Utilization; Enrique, M.-F.; Dunford, N.T.; Salas, J.J., Eds.; Academic Press and AOCS Press, 2015.
  36. Ovcharov, V.I.; Mironyuk, O.V.; Sokolova, L.O.; Suha, I.V. Zastosuvannya produktiv ochishchennya i vidpalyuvannya vy-korystanoho adsorbentu ochyshchennya sonyashnykovoyi oliyi yak napovnyuvachiv elastomernykh kompozitsii. Vopr. Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii 2020, 5, 53-62. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2020-132-5-53-62
  37. Structure-Function Analysis of Edible Fats; Marangoni, A.G., Ed.; Published by Elsevier Inc. 2018. https://doi.org/10.1016/C2017-0-00579-7
  38. Ovcharov, V.I.; Yusupova, L.R.; Murashevich, B.V.; Toropin, M.V. Ocinka mozhlyvosti vykorystannya vtorynnoyi mineralnoyi syrovyny vyrobntstva sonyashnikovoyi oliyi u skladah elastomernykh kompozytsii. Vopr. Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii 2019, 2, 99-105. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-123-2-99-105
  39. Cheremisinoff, N.P.; Cheremisinoff, P.N. Elastomer Technology Handbook; CRC Press, 2019. https://doi.org/10.1201/9780138758851
  40. Current Topics in Elastomers Research; Bhowmick, A.K. Ed.; CRC Press 2019.
  41. Oldham, E.W.; Baker, L.M.; Craytor M.W. Determination of Free Sulfur in Rubber. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1936, 8, 41-42. https://doi.org/10.1021/ac50099a017
  42. Ou, H.; Sahli, M.; Barriere, T.; Gelin, J.-C. Determination of the Activation Energy of Silicone Rubbers Using Different Kinetic Analysis Methods. MATEC Web of Conferences 2016, 80, 16007. https://doi.org/10.1051/matecconf/20168016007
  43. Zhao, A.; Shi, X.-Y.; Sun, S.-H.; Zhang, H.-M.; Zuo, M.; Song, Y.-H.; Zheng, Q. Insights into the Payne Effect of Carbon Black Filled Styrene-butadiene Rubber Compounds. Chinese J. Polym. Sci. 2021, 39, 81-90. https://doi.org/10.1007/s10118-020-2462-2