ЭПОКСИДИРОВАННЫЕ МАСЛА КАУЧУКОВОГО ДЕРЕВА И СОИ КАК ЭФФЕКТИВНЫЕ МОДИФИКАТОРЫ ЭПОКСИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Аннотация
Поиск рациональных областей промышленного использования масла каучукового дерева для стран Юго-Восточной Азии, Южной Америки и Африки, где произрастает на огромных площадях Hevea brasiliensis, представляет большой практический и научный интерес как с экологической, так и с экономической и технической точек зрения. В связи с этим актуальными являются исследования по получению и применению эпоксидированного масла каучукового дерева, поскольку за счет наличия двойных связей это растительное масло относительно легко функционализируется. Эпоксидирование масла каучукового дерева осуществлялось нами пероксидом водорода в условиях межфазного катализа в присутствии вольфрамсодержащих катализаторов. Эпоксидированные растительные масла представляют большой интерес в качестве реакционно-способных модификаторов эпоксидно-диановых полимеров. Для сравнения с эпоксидированным маслом каучукового дерева исследовалось промышленное эпоксидированное соевое масло. Модификация как эпоксидированного масла каучукового дерева, так и эпоксидированного соевого масла, эпоксидных композиций, отвержденных аминами разного химического строения, обуславливает существенный рост их твердости, износостойкости и улучшение антифрикционных показателей. При этом содержание гель-фракции уменьшается, то есть снижается густота пространственной сетки эпоксидных покрытий, формируемой в присутствии эпоксидированных масел каучукового дерева и соевых масел, которые частично в нее встраиваются, а частично выполняют функции пластифицирующих добавок. Аналогичный эффект обнаружен при модификации эпоксидных полимеров эпоксидированным пальмовым маслом. Уменьшение плотности сшивки при модификации эпоксидированными растительными маслами обуславливает увеличение подвижности элементов структуры трехмерной сетки, благодаря наличию в модификаторах гибких фрагментов. При этом значительно облегчается протекание релаксационных процессов в композиции, что способствует снижению внутренних напряжений и повышению эксплуатационных характеристик. Причем, эпоксидированное соевое масло в большей степени снижает износ и коэффициент трения эпоксидных покрытий, по сравнению с эпоксидированным маслом каучукового дерева.
Литература
Lygina L.V., Kalmykov V.V., Gladyshev M.V., Semenova E.V. Modifications of acrylic plastics with polymethylsiloxane fluids and epoxidized soybean oil. Machinostroitel. 2005. N 8. P. 54 – 56 (in Russian).
Gamage P.K., O`Brien M., Karunanayake L. Epoxidation of some vegetable oils and their hydrolysed products with peroxyformic acid – optimized to industrial scale. J. Natn. Sct. Foundation Sri Lanka. 2009. V. 37. N 4. Р. 229−240. DOI: 10.4038/jnsfsr.v37i4.1469.
Galimov E.R., Gotlib E.M., Miloslavsky D.G., Akhmedyanova R.A., Cherezova E.N., Sadykova D.F. The use of cyclocarbonate epoxidized vegetable oils in the formulation of polymeric composite materials. Germany: LAP LAMBERT AcademicPublishing RU. 2016. 113 p. (in Russian).
Tiger R.P., Gotlib E.M., Shashkova V.T., Gorshkov A.V., Pridatchenko M.L., Miloslavskiy D.G., Levina M.A. Green chemistry of polyurethanes: synthesis, composition and functionality of soy oil triglycerides with epoxy and cyclocarbonate groups – renewable raw materials for new urethanes. Vysokomol. Soed. 2015. V. 57. N 6. P. 413-421 (in Russian). DOI: 10.7868/S230811391506011X.
Ariyanti Sarwono, Zakaria Man, Azmi Bustam M. Blending of Epoxidised Palm Oil with Epoxy Resin: The Effect on Morphology, Thermal and Mechanical Properties. J. Polym. Environ. 2012. V. 20. P. 540–549. DOI: 10.1007/s10924-012-0418-5.
Alsagayar Z.S., Rahmat A.R., Arsad A., Fakhari A., Tajulruddin W.N.W. Mechanical Properties of Epoxidized Palm Oil/Epoxy Res-in Blend. Appl. Mech. Mater. 2015. V. 695. P. 655-658. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.695.655.
Meier M.A.R., Metzger J.O., Schubert U.S. Plant oil renewable resources as green alternatives in polymer science. Chem. Soc. Rev. 2007. V. 36. P. 1788–1802. DOI: 10.1039/B703294C.
Zhe Li, Fox J.M. Mapping rubber tree growth in main-land Southeast Asia using time-series MODIS 250 m NDVI and statistical data. Appl. Geograph. 2011. V. 32. P. 420-432. DOI: 10.1016/j.apgeog.2011.06.018.
Iqbal M. Synthesis and properties of bio-based renewable polymeric products. Netherlands: University of Groningen. 2014. Chap. 4. P. 62.
Nandanan V., Rani Joseph, George K.E. Rubber Seed Oil: A Multipurpose Additive in NR and SBR Compounds. J. Appl. Polym. Sci. 1999. V. 72. P. 487-492. DOI: 10.1002/(SICI)1097-4628(19990425)72:43.0.CO;2-M.
Ulfah M., Mulyazmi, Burmawi, Praputri E., Sundari E., Firdaus. Biodiesel production methods of rubber seed oil: a review. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. 334. P. 012006. DOI: 10.1088/1757-899X/334/1/012006.
Pandey A. Handbook of Plant-Based Biofuels. Boca Raton FL: CRC Press. 2008. Chap. 20. P. 281.
Akhmedyanova R.A., Turmanov R.A., Kochnev A.M., Kharlampidi Kh.E., Vu Minh Duc, Nguyen Thi Thuy, Nguyen Thanh Liem, Miloslavsky D.G. Influence of the nature of vegetable oils on their process epoxidation with hydrogen peroxide in the presence of a peroxophosphonohydrate catalytic system. Vestn. Tekhnol. Un-ta. Kazan. 2015. V. 18. N 18. P. 25-28 (in Russian).
Gotlib E.M., Cherezova E.N., Ilyicheva E.S., Medvedeva K.A. Epoxy copolymers, curing, modification, use as an adhesive. M.: Kazan. KNITU. 2014. 114 p. (in Russian).
Kozhevnikov I.V., Mulder G.P., Steverinkde Zoete M.C., Oostwal M.G. Epoxidation of oleic acid catalyzed by peroxo phosphotungstate in a two-phase system. J. Molec. Catal. A: Chem. 1998. V. 134. P. 223-227. DOI: 10.1016/S1381-1169(98)00039-9.
Zagidullin A.I., Garipov R.M., Efremova A.A., Deberdeev R.Ya. Effect of reactive modifiers on the properties of epoxy compositions. Vestn. Kazan. Tekhnol. Un-ta. 2003. N 1. P. 313-319 (in Russian).
Liu Z.S., Sharma B.K., Erhan S.Z. From oligomers to molecular giants of soybean oil in supercritical carbon dioxide medium: 1. Preparation of polymers with lower molecular weight from soybean oil. Biomacromolecules. 2007. V. 8. P. 233-239. DOI: 10.1021/bm060496y.
Tayde S., Patnaik M., Bhagat S.L., Renge V.C. Epoxidation of vegetable oils: a review. Internat. J. Adv. Eng. Technol. 2011. V. II. N 4. P. 491-501.
Kirillov A.N., Sof’ina S.Yг., Garipov P.M., Deberdeev R.Ya. Modification of epoxy-amine compositions epoxyurethane oligomers. Lakokr. mater. i ikh prim. 2003. N 4. P. 25-28 (in Russian).
Gotlib E.M., Galimov E.R., Khasanova A.R. Friction, wear and anti-friction properties of polymeric materials. Kazan: AN RT. 2017. 143 p. (in Russian).
Grellmann W., Seidler S. Deformation and Fracture Be-haviour of Polymers. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. 2001. P. 405 – 418. DOI: 10.1007/978-3-662-04556-5.
