В последние годы при создании новых высокоэффективных полимеров (в том числе и эластомерных материалов) всё в большей и большей степени применяюся ингредиенты не нефтехимического происхождения, а соединения, образующиеся в растительных и биологически активных организмах, которые экологически чисты, не требуют для своего производства невозобновляемых источников углеводородного сырья, а также больших количеств энергетических ресурсов [1-2].
Особое место среди природных полимеров занимают меланины – представители класса мало изученных конденсированных полифенолов. Наличие высокостабильных парамагнитных центров, разнообразие функциональных групп, определяют их полифункциональность. Уникальным свойством меланинов является устойчивое свободно-радикальное состояние. В зависимости от условий мономеры меланиновых пигментов способны находиться в виде феноксильных или семихинонных радикалов[3].
Нами исследована возможность применения в качестве противостарителей резиновых смесей на основе каучуков общего назначения природных полимеров меланинов гриба Inonotus obliquus (чага).
Как показали проведенные исследования, меланины практически не оказывают влияния на кинетику вулканизации резиновых смесей. При введении меланина М3 показатель ΔМ, характеризующий степень сшивания, уменьшается на 11 %. При введении в состав резиновой смеси меланинов М2 и М3 скорость вулканизации увеличивается по сравнению с контрольным образцом на 25 %.
Физико-механические свойства вулканизатов
|
Показатель |
Стандартная |
1 |
2 |
3 |
|
Условное напряжение при 100 % удлинении (σ100), МПа |
0,8 |
0,7 |
0,7 |
0,8 |
|
Условное напряжение при 300 % удлинении (σ300), МПа |
1,45 |
1,56 |
1,43 |
1,61 |
|
Условная прочность при растяжении (fp), МПа |
13,6 |
13,7 |
14,1 |
14,3 |
|
Относительное удлинение при разрыве (eотн), % |
710 |
680 |
730 |
700 |
|
Относительное остаточное удлинение после разрыва (eост), % |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
Изменение показателей после старения (100 оС х 24 час.), %: Δfp Δε |
-8,8 -16,9 |
-9,9 -7,4 |
-13,4 -10,9 |
-88,1 -60,0 |
|
Изменение показателей после старения (100 оС х 72 час.), %: Δfp Δε |
-43,4 -12,7 |
-40,1 -13,2 |
-77,3 -45,2 |
-88,1 -60,0 |
|
Изменение показателей после старения (100 оС х 96 час.), %: Δfp Δε |
-88,2 -56,3 |
-36,5 -14,7 |
-90,0 -65,8 |
-87,4 -58,6 |
*Режим вулканизации 145 ºС, 20 мин.
Из представленных в таблице данных видно, что при введении в состав резиновых смесей меланинов, осажденных соляной кислотой (М 1), значительно увеличивается долговременная стойкость к термоокислительному старению по сравнению со стандартным образцом, содержащим применяемый в промышленности противостаритель агидол-2.