Исследование влияния белковых компонентов НК, на свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ-3.
В ходе продолжения обработки методики введения некаучуковых добавок и изучения роли отдельных компонентов латекса НК в формирования комплекса нужных свойств было поведены две серии опытов с образцами со строго стандартизированным составом и природой добавок на основе СКИ-3:
а) 0 % (два варианта), 0,1, 0,5, 1,0, 1,5 % гидрофобного белка из латекса гевеи (ВНИИсинтезбелок),
б) 0 %, 0,5 %, 1,0 %, 3,0 %, 1,5 % + 0,2 % яичного фосфатидилхолина лиофилизованных белков серума природного латекса гевеи.
Подготовлена серия компонентов белков и липидов микробиологического происхождения для опытов по включению в СКИ-3.
Таблица 2.3.4.
Свойства резиновых смесей на основе синтетическаго полиизопрена, содержащих гидрофобный белок, выделенный из латекса.
| Показатели | Количество добавленного белка % весовых. | |||||
| 0 | 0,1 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | ||
| Условное напряжение при 300% удлинении, МПа | 0,32 | 0,45 | 0,34 | 0,42 | 0,50 | 0,46 |
| Условная прочность при растяжении, МПа | 3,28 | 0,84 | 0,68 | 0,72 | 1,00 | 0,91 |
| Относительное удлинение, % | 570 | 1000 | 1560 | 1320 | 1065 | 1240 |
По итогам проведенных испытаний (таблица 2.3.4.) могут быть сделаны следующие предварительные заключения:
- положительное влияние на свойства смесей оказывают в составе СКИ-3 добавки около 0,2 % фосфолипида и 1 % гидрофобных белков из латекса гевеи. Компоненты серума – пренолфосфаты и пирофосфатвы , а также белки серума в аналогичных дозировках ухудшают свойства образцов по отношению к стандарту .
- относительно невысокая амплптуда наблюдаемых положительных эффектов может быть связана с недостаточной степенью гомогенности распределения добавок по всей массе СКИ-3.
- основное заключение: из некаучуковых компонентов латекса гевеи положительное влияние на свойства натурального каучука оказывают гидрофобные белки и фосфолипиды.(23,24)
3.Аналитическая часть.
3.1.Введение белковых модификаторов на стадии изготовления каучука.
Представляло интерес исследовать влияние белковых продуктов, введенных на стадии полимеризации синтетического полиизопрена на свойства композиций на основе модифицированного таким образом каучука.
Нами были изучены свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ–3 при замене 10 – 30 масс. ч. серийного каучука на изопреновый каучук, модифицированный белкозином представляющим собой гидролизат кератинового белка и имеющий сходный аминокислотный состав с НК (таблица 3.1.1.) (образцы 15 и 17, содержащие 8 % и 15 %, соответственно ). Состав резиновых смесей приведен в таблице 3.1.2.
Таблица 3.1.1.
Аминокислотный состав гидролизатов белков из натурального каучука и технических белков.(в (мкмоль на мг)х 103)
| Аминокислота | SMR-5 | RSS-1(б) | RSS-1(м) | SKIM | Кера-тин | Белко-зин |
| АргининЛизинТриптофанГистидинФенилаланинТирозинЛейцинИзолейцинВалинАланинГлицинПролинГлутаминовая к-таСеринТреонинАспарогиновая к-та | 4.6 6.2 0.9 1.0 - - 2.2 3.3 3.0 2.5 3.6 7.4 7.8 4,9 4.6 6.2 | 3.7 6.5 2.4 0.9 2.3 1.8 2.6 2.9 5.2 2.5 3.1 - 5.1 3.7 4.2 4.8 | 1.8 10.2 2.6 0.5 - - 4.1 3.0 5.4 4.8 4.2 9.0 7.5 6.5 4.2 6.7 | 1.6 7.4 1.3 2.2 6.9 6.4 6.7 5.1 3.3 3.3 3.2 11.3 6.8 5.4 5.5 6.2 | 304 902 326 106 306 308 426 435 100 228 562 - 277 705 173 463 | 407 717 175 108 778 334 778 740 675 247 517 866 350 624 530 483 |
Таблица 3.1.2.
Рецептура стандартных резиновых смесей на
Основе модифицированного СКИ-3.
| Состав | 1 |
| КаучукСтеариновая кислота Оксид цинка Сульфенамид ЦТехнический углерод Сера | 100 2 5 0,8 50 2 |
Для оценки влияния различного содержания белкозина на свойства модифицированного синтетического, в сравнении с серийным СКИ–3, определялись показатели когезионной прочности, содержащих активные и малоактивные наполнители, пластоэластические характеристики смесей и физико-механические свойства вулканизатов. Наибольшее повышение условного напряжения при 300 % , 500 % удлинении и когезионной прочности резиновых смесей наблюдается в смесях, содержащих активный техуглерод П-324, при замене 30 масс. ч. СКИ-3 на «белковый» каучук, (содержащий 8 % белкозина, соответственно в смеси – 2,4 % белка) – обр.15.
Увеличение вязкости по Муни может быть связано с возрастанием углерод - каучукового взаимодействия и проявляется в большей степени для того же образца (табл. 3.1.3). Введение «белкового» полимера в смеси приводит к ускорению процессов подвулканизации и вулканизации при сохранении степени вулканизации на том же уровне, что и в контрольной смеси. Для вулканизатов отмечается увеличение условного напряжения при 300 % удлинения при сохранении прочности, твердости и эластичности (табл. 3.1.3.)
Таблица 3.1.3.
Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе СКИ-3 ,наполненных активным техуглеродом П-324 и содержащих добавки СКИ-3 , модифицированного белкозином.
| Состав | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| СКИ-3СКИ-3 с белкозином, обр.15СКИ-3 с белкозином, обр.17 | 100 - - | 90 10 - | 80 20 - | 70 30 - | 90 - 10 | 80 - 20 | 70 - 30 |
| Условное напряжение, при удлинении рез смеси, МПа ----------------------------300%--------------------- ------500% Условная прочность рез смеси, МПаПодвулканизация при 120оС,мин t5Вулканизационные хар-ки по Монсанто при 143оС, Ммин----------------------------,ts, мин----------------------------,Ммакс----------------------------,t90, мин---------------------,Ммакс-МминУсловное напряжение при 300% удлинения вулканизатов, МПа Условная прочность при растяжении, МПаОтносительное удлинение, %Эластичность по отскоку, % | 0,21 0,20 0,23 15,512,8 5,2 44,8 17,7 32 17,5 30,6 425 43 | 0,24 0,24 0,31 13,713,7 4,2 46,3 16 32,6 17,9 29,6 480 42 | 0,31 0,37 0,50 12,3 14,8 4,0 48 14,7 33,2 19,8 29,7 440 39 | 0,345 0,43 0,70 12,8 15,8 4,0 48 14,2 32,2 20,7 31,3 445 41 | 0,25 0,26 0,29 16 12,0 4,7 48 16 36 19,8 28,0 430 41 | 0,24 0,26 0,29 15,5 13,0 4,8 47 16,4 34 19,5 29,3 445 42 | 0,29 0,34 0,45 12,4 14,2 3,7 49 17 34,8 20,1 27,0 420 39 |
Введение «белкового» полимера в смеси с малоактивным техуглеродом менее эффективно (табл. 3.1.4) при этом смеси, содержащие модифицированный СКИ-3, характеризуются более высокой когезионной прочностью, уменьшением времени начала подвулканизации и времени достижения оптимума вулканизации, более высокой степенью сшивание по сравнению с резинами на основе немодифированного СКИ-3 .