Влияние таунита-м на свойства резиновых смесей и вулканизатов.

Введение Актуальность работы. Углеродные наноматериалы (УНМ) — перспективные виды наноматериалов, объединяющие углеродные нановолокна и нанотрубки. Вещества, разбитые до почти атомных размеров, начинают проявлять необычные для них свойства. Одни начинают проводить электрический ток, другие начинают испускать свет, третьи становятся мощными химическими катализаторами. В данной работе в качестве углеродных наноматериаллов рассматриваем такие как таунит и графен. Основная идея синтеза наноматериалов - получение материала или изделия, используя метод атомной сборки. При этом исходный материал дробится самыми разнообразными методами до атомов и после собирается, но уже в заданной последовательности. Но сложность получения, недостаточная изученность и энергоёмкость существенным образом ограничивают их применение. Возможно, если удастся уменьшить их себестоимость до уровня себестоимости традиционных наполнителей, то, возможно, что-нибудь и выйдет. Но даже применение нанонаполнителей упирается в механизм усиления, т.е. механизм взаимодействия полимера и наполнителя, который остаётся до сих пор неизвестным. Потому целью данной работы является не его детальное изучение, а лишь изучение влияния конкретного наполнителя на конкретную резиновую смесь. Предмет исследования – свойства нанодобавок при введении в резиновые смеси и полученные на их основе вулканизаты. Объект исследования - углеродные наноматериаллы такие как таунит и графен. Целью данной дипломной работы было выяснить, как влияет введение нанодобавок в резиновые смеси и полученные на их основе вулканизаты.

ВВЕДЕНИЕ 3 РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАНОМАТЕРИАЛЛОВ 5 1.1. АКТИВНЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА РЕЗИН 5 1.2 ТЕХНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД И КРЕМНЕКИСЛОТА 18 1.3 НАНОЧАСТИЦЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ 34 1.4. ЗАДАЧИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ В РЕЦЕПТУРЕ РЕЗИНЫ 36 РАЗДЕЛ 2.ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 37 2.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 37 2.2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ 51 РАЗДЕЛ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ 67 3.1 СВОЙСТВА СЫРЫХ СМЕСЕЙ 67 3.2 СВОЙСТВА ВУЛКАНИЗАТОВ 67 РАЗДЕЛ 4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 71 РАЗДЕЛ 5. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА 75 ВЫВОДЫ 78 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 79

1. Бураков, А.Е. Применение углеродных нанотрубок для повышения эффективности работы волокнистых фильтров сверхтонкого обеспыливания газов / А.Е. Бураков, И.В. Иванова, Е.А. Буракова, А.Г. Ткачев, В.П. Таров // Вестник ТГТУ. – 2010. – Т. 16, № 3. – С. 649-655. 2. Буракова, Е.А. Исследование активации металлоксидных катализаторов для синтеза многослойных углеродных нанотрубок / Е.А. Буракова, А.Е. Бураков, И.В. Иванова, А.Г. Ткачев, З.А. Михалева, В.П. Таров // Труды ТГТУ. – 2010. – Т. 16, № 1. – С. 337-342. 3. Влияние магнитного поля на проводимость полимерных композитов на основе углеродных нановолокон / Ю.Ф. Бирюлин, Е.Ю. Меленевская, Д.С. Курдыбайло, В.В. Шаманин, Е.Н. Теруков и др. // IX междунар. конф. "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы". – Ульяновск : УлГУ, 2007. – С. 32. 4. Высокопрочный бетон на основе элементов нанотехнологии по методу золь-гель / П.Г. Комохов, Л.Б. Сватовская, В.Я. Соловьева, А.М. Сычева // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения. Десятые Академические чтения РААСН. – 2006. – С. 8–9. 5. Годовский, Ю.K Теплофизика полимеров / Ю.К. Годовский. – М. : Химия, 1982. – 280 с. 6. Карпук, В.А. Математическое моделирование полей температур и концентраций газовой области реакторов синтеза углеродных наноматериалов / В.А. Карпук, Е.Н. Туголуков // Магистратура ТГТУ. Сб. научн. статей. – Тамбов: Пролетарский светоч, 2010. – Вып. 18. – С. 73-78. 7. Колыбенко, А.В. Аспекты разработки экспериментальных установок синтеза углеродных наноматериалов в СВЧ-поле / А.В. Колыбенко, Е.Н. Туголуков // Магистратура ТГТУ. Сб. научн. статей. – Тамбов: Пролетарский светоч, 2010. – Вып. 18. – С. 64-66. 8. Колыбенко, А.В. Исследование воздействия СВЧ-полей на углеродный наноматериал «Таунит» / А.В. Колыбенко, Е.Н. Туголуков // Магистратура ТГТУ. Сб. научн. статей. – Тамбов: Пролетарский светоч, 2010. – Вып. 18. – С. 67-68. 9. Колыбенко, А.В. Разработка экспериментальной установки для исследования воздействия СВЧ-полей на синтез углеродных наноматериалов / А.В. Колыбенко, Е.Н. Туголуков // Магистратура ТГТУ. Сб. научн. статей. – Тамбов: Пролетарский светоч, 2010. – Вып. 18. – С. 69-70. 10. Колыбенко, А.В. Способ снижения удельных энергозатрат в технологии синтеза углеродных нанотрубок / А.В. Колыбенко, Е.Н. Туголуков // Магистратура ТГТУ. Сб. научн. статей. – Тамбов: Пролетарский светоч, 2010. – Вып. 18. – С. 71-72. 11. Комохов, П.Г. Нанотехнология радиационностойкого бетона / П.Г. Комохов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2006. – № 5(88). – С. 22–23. 12. Коптев А.А. Течение жидкости в центробежных полях многокамерного дискового аппарата / А.А. Коптев, В.Б. Коптева // Вестник ТГТУ. - 2009. - Т. 15. - № 1. - С. 92-105. 13. Логвиненко, Д.Д. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем / Д.Д. Логвиненко, О.П. Шеляков. – М. : Техника, 1976. – 144 с. 14. Мищенко, С.В. Разработка новой конструкции реактора непрерывного принципа действия для синтеза углеродных наноструктурных материалов / С.В. Мищенко, А.А. Пасько, М.С. Попов, С.В. Иванова // Труды ТГТУ: Сб. научн. статей. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2010. – Вып. 23. – С. 196-197. 15. Мультистабильные состояния электрической проводимости полимерных композитов на основе углеродных нановолокон / Ю.Ф. Бирюлин, Д.С. Курдыбайло, В.В. Шаманин, Е.Н. Теруков, Г.П. Алексюк и др. // IX междунар. конф. "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы". – Ульяновск : УлГУ, 2007. – С. 31. 16. Особенности синтеза углеродных наноматериалов в аппарате с индукционным нагревом катализатора / С.В.Мищенко, А.В. Рухов, А.Г.Ткачев, Е.Н.Туголуков//Вестник ТГТУ. 2008.Т.14 № 4 С. 820-824. 17. Пасько А.А. Исследование влияния углеродного наноматериала "Таунит" на свойства металлографитных электрощеток марки МГ / В.В. Сорокин, С.В. Иванова, А.А. Пасько // Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент: сб. трудов Всеросс. научно-инновац. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. - С. 169-170. 18. Переработка полимеров в твердой фазе. Физико-химические основы / Г.С. Баронин, М.Л. Кербер, Е.В. Минкин, Ю.М. Радько. – М. : Машиностроение-1, 2002. – 320 с. 19. Пономарев, А.Н. Перспективные конструкционные материалы и технологии, создаваемые с применением нанодисперсных фуллероидных систем / А.Н. Пономарев // Вопросы материаловедения. – 2001. – Т. 26, № 2. – С. 65. 20. Пономарев, С.В. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений / С.В. Пономарев, С.В. Мищенко, А.Г. Дивин. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. – 216 с. 21. Попов, А.И. Воспитывающее обучение посредством олимпиадного движения /А.И. Попов // Вестник Ижевского государственного технического университета. № 4 (44). – Ижевск, 2009. – С. 215-217. 22. Попов, А.И. Единая информационная сеть в олимпиадном движении студентов / А.И. Попов, Н.П. Пучков // Открытое и дистанционное образование. – 2010. - №1 (37). – С.22-28. 23. Попов, А.И. К вопросу о воспитании готовности студентов к инновационной деятельности / А.И. Попов, Н.П. Пучков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Гуманитарные науки. – 2009. - № 4 (12). – С. 118-124. 24. Попов, А.И. Управление олимпиадным движением в вузе / А.И. Попов, Н.П. Пучков // Образование и саморазвитие. – 2010. № 3 (19). – С. 75-81 25. Поризованные фторангидритовые композиции с нанодисперсным армированием смесей / Г.И. Яковлев, Г.И. Плеханова, И.С. Маева, И.С. Макарова, Я. Керене, Г.Б. Фишер // Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения. Десятые Академические чтения РААСН. – 2006. – С. 477 – 480. 26. Пул, Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуенс. – М. : Техносфера, 2005. – 336 с. 27. Раков, Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: учебное пособие / Э.Г. Раков. – М. : Логос, 2006. – 376 с. 28. Рухов А.В.Механизм активации каталитических систем синтеза углеродных наноструктур методом осаждения из газовой фазы / А.В. Рухов // Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент: сб. трудов Всеросс. научно-инновац. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. - С. 194-196. 29. Создание новых полимерных нанокомпозитов на основе фторированного ароматического полиамида / Г.А. Ковтун, Е.В. Шелудько, О.Н. Ципина, В.Л. Негров, А.Г. Ткачев // Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий : сб. тр. IV междунар. конф. – Ялта, 2006. – С. 158. 30. Спектр газов, выделяющихся при одноступенчатом нагреве дейтерированных под давлением ОСНТ / Ю.М. Шульга, И.О. Башкин, А.В. Кростинин и др. // Письма в журнал технической физики. – 2003. – Т. 80, № 12. – С. 884 – 888. 31. Старков, В.В. Нановолокнистый углерод в градиентно-пористой структуре кремния / В.В. Старков, А.Н. Редькин, С.В. Дубонос // Письма в журнал технической физики. – 2006. – Т. 32. – Вып. 2. – С. 66 – 71. 32. Султонов Н.Ж, Микитаев А.К. Механические свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена, наполненных наноразмерными частицами карбоната кальция.//IV форум молодых ученых юга России «Наука и устойчивое развитие». – Нальчик – 2010. – С 114-120. 33. Султонов Н.Ж., Джангуразов Б.Ж., Микитаев А.К. Влияние наноразмерных частиц СаСО3 на физико-механические свойства композита на основе полиэтилена.//Международный форум по нанотехноглогиям. – Москва – 2008. – C 47-50. 34. Султонов Н.Ж., Микитаев А.К. Исследование механических свойств композита полиэтилен(ПЭ)/нано СаСО3, полученных методом экструзии.//Всероссийская конференция по физической химии и нанотехнологиям «НИФХИ-90». – Москва – 2008. – C 63-67. 35. Султонов Н.Ж., Микитаев А.К. Механические свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена, наполненных наноразмерными частицами карбоната кальция.//Мат. V Междун. научн.-практ. конф. «Новые полимерные композиционные материалы». – Нальчик – 2010. – С 392-398. 36. Султонов Н.Ж., Тураев Э.Р., Борукаев Т.А., Микитаев А.К. Влияние наноразмерных частиц СаСО3 на физико-механические свойства полиэтилена низкой плотности.// Естественные науки. – Москва – 2010. – C 51-55. 37. Султонов Н.Ж., Чуков Н.А., Джангуразов Б.Ж., Данилова-Волковская Г.М., Микитаев А.К. Механические свойства композитов на основе полиолефинов, наполненных наноразмерными частицами карбоната кальция.//Всероссийская конференция «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение». – Москва – 2009. – C 162-165. 38. Таров В.П. Опережающее обучение на этапе перехода от стабилизации к инновационному посткризисному развитию / А.М. Рубанов, В.П. Таров // Труды ТГТУ: Сб. научн. статей. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2010. – Вып. 23. – С. 309-312. 39. Ткачев А.Г Утилизация газообразных продуктов пиролиза при синтезе углеродных наноматериалов / А.В. Рухов, А.Г. Ткачев, Е.Н. Туголуков, С.Н. Хабаров, С.Е. Звездин // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2009. - № 3. - С. 52-57. 40. Ткачев А.Г Утилизация газообразных продуктов пиролиза при синтезе углеродных наноматериалов / А.В. Рухов, А.Г. Ткачев, Е.Н. Туголуков, С.Н. Хабаров, С.Е. Звездин // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2009. - № 3. - С. 52-57. 41. Ткачев А.Г. Исследование свойств полимерных нанокомпозитов, полученных во вращающемся электромагнитном поле / Н.И. Наконечная, А.И. Буря, А.Г. Ткачев // Композитные материалы. – 2010. – Т. 4, № 2. – С. 102-106. 42. Ткачев А.Г. Многофункциональный углеродный наномодификатор «Таунит» / А.Н. Блохин, А.Е. Бураков, И.В. Иванова, Н.Ю. Колесникова, А.Г. Ткачев // Строительные и дорожные машины. – 2010. – № 2. – С. 14-17. 43. Ткачев А.Г. Модифицирование алюминиевых антифрикционных сплавов углеродными наноматериалами / Ю.И. Головин, В.М. Васюков, Е.Ю. Исаева, А.В. Колмаков, Р.А. Столяров, К.В. Тихомирова, А.Г. Ткачев, А.В. Шуклинов // Деформация и разрушение материалов. – 2010. – № 2. – С. 29-31. 44. Ткачев А.Г. Спектры комбинационного рассеяния углеродного наноматериала «Таунит» / О.А. Маслова, А.С. Михейкин, И.Н. Леонтьев, Ю.И. Юзюк, А.Г. Ткачев // Российские нанотехнологии. – 2010. – Т. 5. – № 9-10. – С. 41-45. 45. Ткачев А.Г. Физико-химические и механические свойства плазменных кермитных покрытий с упрочняющей фазой, сформированной из углеродных нанотрубок / В.И. Калита, Д.И. Комлев, А.Г. Ткачев, В.В. Яркин, А.В. Рухов, С.Н. Болотов // Физика и химия обработки материалов. – 2010. – № 2. – С. 34-39. 46. Ткачев, А.Г В.И. Кислотная активация углеродных нанотрубок / Е.В. Алексашина, С.В. Мищенко, Н.В. Соцкая, А.Г. Ткачев, В.И. Вигдорович, О.В. Долгих // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2009. - Т. 11. - № 2. - С. 101-105. 47. Ткачев, А.Г. Каталитический синтез углеродных нанотрубок из газофазных продуктов пиролиза углеводородов / А.Г. Ткачев, С.В. Мищенко, В.И. Коновалов // Российские нанотехнологии. – 2007. – Т. 2, № 7–8. – С. 100 – 108. 48. Ткачев, А.Г. Процесс интеркалирования лития в углеродную наноструктуру и ее композит, включающий сульфид сурьмы (III) / А.Г. Ткачев, Н.В. Архипова, А.М. Михайлова // IX междунар. конф. "Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы". – Ульяновск : УлГУ, 2007. – С. 146. 49. Ткачев, А.Г. Углеродный наноматериал "Таунит" – структура, свойства, производство и применения / А.Г. Ткачев //Перспективные материалы. – 2007. – № 3. – С. 5 – 9. 50. Фенелонов, В.Б. Введение в физическую химию формирования супрамолекулярной структуры адсорбентов и катализаторов / В.Б. Фенелонов. – Новосибирск : СО РАН, 2002. – 414 с. 51. Физические величины : справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М. : Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с. 52. Шамшин, В.В. Функциональные и защитные покрытия с наномодификаторами / В.В. Шамшин, А.Г. Ткачев, Т.В. Пасько, А.А. Пасько // Труды ТГТУ: Сб. научн. статей. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2010. – Вып. 23. – С. 198-200. 53. Шубин И.Н. Исследование адсорбционных характеристики сорбентов, модифицированных углеродным наноструктурным материалом / И.Н. Шубин, Г.С. Корнеева, А.В. Кривотулов, Т.В. Пасько // Труды ТГТУ: сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2009. - Вып. 22. - С. 101-104. 54. Экзоэлектронная эмиссия углеродного наноматериала / В.С. Кортов, А.И. Слесарев, А.Г. Ткачев // Журн. физ. химии. - 2008. - Т. 82. - № 3. - С. 580-582. 55. Эктов, А.В. Применение углеродного наноматериала для модификации полимерных мембран / А.В. Эктов, А.Е. Бураков, Е.С. Черемисина // Магистратура ТГТУ. Сб. научн. статей. – Тамбов: Пролетарский светоч, 2010. – Вып. 19. – С. 71-73.