Effect of Vulcanization System on the Structure and Properties of Polymer-Elastomer Composite Materials

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effect of vulcanization system on the properties of polymer-elastomer composite materials based on nitrile-butadiene rubber and ultrahigh molecular weight polyethylene is studied. An analysis of the rheometric and vulcanization characteristics of rubber compounds shows that, in the case of combined sulfur-peroxide vulcanization system, the crosslinking density of vulcanizates increases considerably. The study of the elastic and strength behavior and dynamic mechanical properties of the vulcanizates demonstrates that the sulfur-peroxide vulcanization system provides the best parameters, in particular at low temperatures. An examination of elastic and hysteresis properties of the samples before and after vulcanization, which are measured under dynamic loading in a wide frequency and strain range, allows one to describe the features of physicochemical interactions in polymer-elastomer materials depending on the used vulcanization system. The supramolecular structure of the vulcanizates is visualized by scanning electron microscopy, and chemical interaction between macromolecules of nitrile-butadiene rubber and ultrahigh molecular weight polyethylene occurring during peroxide vulcanization is proved by IR spectroscopy.

About the authors

N. V. Shadrinov

Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: nshadrinov@gmail.com
677007, Yakutsk, Russia

A. R. Khaldeeva

Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: nshadrinov@gmail.com
677007, Yakutsk, Russia

A. L. Fedorov

Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: nshadrinov@gmail.com
677007, Yakutsk, Russia

M. N. Kondakov

Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: nshadrinov@gmail.com
677007, Yakutsk, Russia

M. D. Sokolova

Institute of Oil and Gas Problems, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: nshadrinov@gmail.com
677007, Yakutsk, Russia

References

  1. Бузник В.М., Василевич Н.И. // Лаборатория и производство. 2020. № 1 (11). С. 98.
  2. Paul D., Bucknell K. // Polymer Blends. New York: Wiley, 2000.
  3. Захаров Н.Д., Кострыкина Г.И. // Высокомолек. соед. А. 1968. Т. 10. № 1. С. 107.
  4. Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. М.: Эксим, 2000.
  5. Dluzneski P.R. // Rubber Chem. Technol. 2001. V. 74. № 3. P. 451.
  6. Valentin J.L., Rodriguez A., Marcos-Fernandez, Livier Gonzales // J. Appl. Polym. Sci. 2005. V. 96. P. 1.
  7. Kurtz S.M. // UHMWPE Biomaterials Handbook: Ultra-High Molecular Weight Polyethylene in Total Joint Replacement and Medical Devices. New York: William Andrew, 2015.
  8. Соколова М.Д., Давыдова М.Л., Шадринов Н.В. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2018. Т. 54. № 5. С. 1.
  9. Шадринов Н.В., Гоголев В.Д., Исакова Т.А. // Журн. Сибирского федерального ун-та. Техника и технологии. 2021. Т. 14. № 4. С. 424
  10. Ketan Patel, Samir H. Chikkali, Swaminathan Sivaram // Progr. Polym. Sci. 2020. V. 109. P. 101290.
  11. Shadrinov N.V., Borisova A.A. // Inorgan. Mater. Appl. Res. 2021. № 12. P. 1112.
  12. Leblanc J.L., Mongruel A. // Prog. Rubber Plast. Technol. 2001. V. 3. № 17. P. 162.
  13. Yahaya L.E., Adebowale K.O., Olu-Owolabi B.I. // Am. Chem. Sci. J. 2014. V. 4. № 4. P. 472.
  14. Lopez-Manchado M.A., Arroyo M.A., Herrero M.B., Biagiotti J. // J. Appl. Polym. Sci. 2003. V. 89. № 1. P. 1.
  15. Бухина М.Ф. Кристаллизация каучуков и резин. М.: Химия, 1973.
  16. Manoj Sehrawat, Mamta Rani, Sony Bharadwaj, Sushant Sharma, Gaurav Chauhan, Sanjay Dhakate, Bhanu Pratap Singh // MAPAN. 2022. № 37. C. 517.
  17. Barick A.K., Tripathy D.K. // J. Appl. Polym. Sci. 2010. V. 117. № 2. P. 639.
  18. Babu R.R., Singha N.K., Naskar K. // Polym. Eng. Sci. 2009. V. 50. № 3. P. 455.
  19. Муромцев Д.Н., Пичхидзе С.Я. // Вестн. Саратовского гос. техн. ун-та. 2012. Т. 68. № 1. С. 158.
  20. Payne A.R., Whittaker R.E. // Rubber Chem. Technol. 1971. V. 44. № 2. P. 440.
  21. Robertson C.G., Roland C.M. // Rubber Chem. Technol. 2008. V. 81. № 3. P. 506.
  22. Bohm G.A., Tomaszewski W., Cole W., Hogan T. // Polymer. 2010. V. 51. № 9. P. 2057.
  23. Maier P.G., Goritz D. // Kautschuk Gummi Kunstoffe. 1996. V. 49. № 1. P. 18.
  24. Chazeau L., Brown J.D., Yanyo L.C., Sternstein S.S. // Polym. Compos. 2000. V. 21. № 2. P. 202.
  25. Ge X., Zhang Z., Yu H., Zhang B., Cho U.R. // Appl. Clay Sci. 2018. № 157. P. 274.
  26. Bellamy M. // J. Chem. Educ. 2010. № 87. P. 1399.
  27. Passador F.R., Rodolfo A., Pessan L.A. // J. Macromol. Sci. B. 2009. V. 48. № 2. P. 282.
  28. Liu Xifei, Zhou Tao, Liu Yongcheng, Zhang Aiming, Yuan Canyao, Zhang Weidong // RSC Adv. 2015. № 5.
  29. Карасёва С.Я., Саркисова В.С., Дружинина Ю.А. // Химические реакции полимеров. Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2012.
  30. Kruzelak J., Sykora R., Hudec I. // J. Polym. Eng. 2014. № 34.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (137KB)
3.

Download (675KB)
4.

Download (466KB)
5.

Download (2MB)
6.

Download (133KB)

Copyright (c) 2023 Н.В. Шадринов, А.Р. Халдеева, А.Л. Федоров, М.Н. Кондаков, М.Д. Соколова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».