ВЛИЯНИЕ ХИМИИ ПОВЕРХНОСТИ НАПОЛНИТЕЛЯ И ТЕРМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ КОМПОЗИЦИЙ БНКС-40/ПВХ НА ВИБРОПОГЛОЩАЮЩИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА
Аннотация
В работе исследовано влияние химии поверхности кремнекислотного наполнителя Newsil 1165МР и термической модификации композиций на основе бутадиен-нитрильного каучука и поливинилхлорида (80:20) на вибропоглощающие свойства материала. По данным термического анализа (термогравиметрия и дифференциально-термический анализ, анализатор “Shimadzu”, скорость подъема температуры 10 °С/мин), ИК спектроскопии («Инфралюм ФТ-08», техника многократного нарушенного полного внутреннего отражения) установлено, что адсорбция органосилана бис(триэтоксисилилпропил)дисульфида и последующая силанизация Newsil 1165МР (145 ° С, 5 мин) более эффективно протекают на поверхности кремнекислотного наполнителя, подвергнутого предварительному высушиванию в мягких условиях (70 ° С). Дегидратация поверхности кремнекислотного наполнителя способствует увеличению доли органосилана, физически связанного с его поверхностью (в 2,4 раза), нежели химически (1,1 раза). Силанизация кремнекислотного наполнителя приводит к снижению вязкости по Муни композиций (МБ 1+4, 100 ° С, усл. ед) и тем в большей степени, чем выше содержание свободного органосилана. По данным динамического механического анализа (“Netzsch DMA 242”, при температурах от -60 до +60 ° С и частотах от 0,1 до 10 Гц) установлено, что свободный органосилан пластифицирует полимерную матрицу, увеличивая тангенс угла механических потерь TanD и смещая положение максимума в область более низких температур. При этом эффективный температурный интервал вибропоглощения (где TanD ≥ 0,3) несколько сужается в сравнении с композицией, содержащей исходный кремнекислотный наполнитель. Термическая модификация композиций на основе бутадиен-нитрильного каучука и поливинилхлорида (120 ° С, 4 ч) сопровождается расширением эффективного температурного интервала вибропоглощения как в области температуры стеклования эластомера, так и температуры стеклования переходной зоны эластомер-термопласт. Это обусловлено диффузией полимеров в межфазных зонах наполнитель-эластомер/термопласт и эластомер-термопласт. Термическая модификация эффективна в случае композиций, содержащих силанизированный наполнитель с наименьшим количеством свободного органосилана.
Литература
Bartenev G.M., Frenkel S.Ya. Physics of polymers. L.: Khimiya. 1990. 432 p. (in Russian).
Nashif А.D., Jones D.I.G., Henderson J.P. Vibration Damping. New York: John Wiley & Sons. 1985. 453 p.
Sagomonova V.A., Sytyi Yu.V. The basic principles of creating vibration-absorbing materials for aviation purposes. Trudy VIAM. 2013. N 11. http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=452 (in Russian).
Mok M.M., Kim J., Torkelson J.M. Gradient copolymers with broad glass transition temperature regions: Design of purely inter-phase compositions for damping applications. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2008. V. 46. N 1. P. 48-58. DOI: 10.1002/polb.21341.
Shi X.Y., Weina Bi, Shugao Zhao. Study on the damping of evm based blends. J. App. Polym. Sci. 2011. V. 120. N 2. Р. 1121–1125. DOI: 10.1002/app.33260.
Sytyi Yu.V., Sagomonova V.A., Kislyakova V.I., Bolshakova V.A. Vibration-absorbing materials based on thermoplastic elastomers. Trudy VIAM. 2013. N 3. http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=19 (in Russian).
Ziegler J., Schuster R.H. Influence of silanization on dynamic-mechanical properties and the distribution of silica in NBR/BR blends. KGK -Kaut. Gummi Kunstst. 2008. October. N 61. P. 510–517.
Ovsiannikova D.V., Solovyov M.E., Solovyova O.Yu., Kobzev N.S. Investigation of the structure and properties of binary mixtures of butadiene-nitrile rubber and silicic acid filler. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2008. V. 51. N 8. P. 51 - 53 (in Russian).
Suzuki Nozomu, Ito Masayoshi, Ono Shigeyuki. Effects of rubber/filler interactions on the structural development and mechanical properties of NBR/Silica composites. J. Appl. Polym. Sci. 2005. V. 95. N 1. P. 74 – 81. DOI: 10.1002/app.20800.
Suzuki N., Ito M., Ono S. Relationship between structure development and mechanical properties for NBR/silica compounds. KGK-Kaut. Gummi Kunstst. 2004. V. 57. N 6. P. 303-309.
He X., Qu M., Shi X. Damping properties of ethylene-vinyl acetate rubber/polylactic acid blends. Mater. Sci. Chem. Eng. 2016. V. 4. N 3. P. 15-22. DOI: 10.4236/msce.2016.43003.
Yin Xiaotong, Liu Chongyang, Lin Yu, Guan Aiguo, Wu Guozhang. Influence of hydrogen bonding interaction on the damping properties of poly(n-butyl methacrylate)/small molecule hybrids. J. Appl. Polym. Sci. 2015. V. 132. N 19. DOI: 10.1002/APP.41954.
Meng Song, Xiuying Zhao, Yi Li, Tung W. Chan, Liqun Zhanga, Sizhu Wu. Effect of acrylonitrile content on compatibility and damping properties of hindered phenol AO-60/nitrile-butadiene rubber composites: Molecular dynamics simulation. RSC Adv. 2014. N 89. P. 48472-48479. DOI: 10.1039/C4RA10211H.
Jiang Jun, Cao Jinzhen, Wang Wang, Xue Jing. How silanization influences aggregation and moisture sorption behaviours of silanized silica: analysis of porosity and multilayer moisture adsorption. R. Soc. open sci. 2018. 5. Pub. 6. DOI: 10.1098/rsos.180206.
Chukin G.D. Surface Chemistry and Structure of Dispersed Silica. M.: Paladin: Printa. 2008. 172 p. (in Russian).
Kallury K.M.R., Macdonald P.M., Thompson M. Effect of surface water and base catalysis on the silanization of silica by (aminopropyl)alkoxysilanes studied by X-ray photoelectron spectroscopy and 13C cross-polarization/magic angle spinning nuclear magnetic resonance. Langmuir. 1994. N 10(2). P. 492–499. DOI: 10.1021/la00014a02.
Zhazaeva E.M., Tkhakakhov R. B.; Oshkhunov M. M. Strength and fracture work of heat-treated mixtures of polymers based on PVC and SCN. Plast. Massy. 2013. N 9. P. 54 – 57 (in Russian).
Zhazaeva E.M., Tkhakakhov R.B., Karamurzov B.S. Morphology and deformation-strength properties of mixtures based on thermoplastics and elastomers of different nature under the influence of temperature modification. Proceedings of the 1st all-Russia scientifically technical conference «Nanostructures in polymers and polymer nanocomposites». Nal'chik. 2008. P. 113-115 (in Russian).
Vokal M.V., Chalykh A.E., Aliev A.D., Vishnevskaya I.A., Gerasimov V.K. Diffusion in PVC-nitrile rubber system. Proceed-ings of the IX all-Russia conference «Structure and dynamics of molecular systems». Ufa. 2002. I. IX. V. 1. P. 110-113 (in Russian).
Chalykh A.E., Aliev A.D., Vokal M.V., Molchanov S.P. Solubility and diffusion in polyvinyl chloride mixtures. Proceedings of the III all-Russia Kargin conference " Polymers – 2004". М. 2004. V. 1. 228 p. (in Russian).
Kuleznev V.N., Gusev V.K. The bases of technology of plastics processing. M.: Mir. 2006. 600 p. (in Russian).
