ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО СТАБИЛИЗАТОРА ДЛЯ РЕЗИН
Аннотация
Фосфорсодержащий стабилизатор получали в лабораторном резиносмесителе при температуре 170 °C и скорости вращения тихоходного ротора 50 об./мин. Вначале расплавляли канифоль и вводили фосфористую кислоту. Реакцию проводили в течение 30 мин. Методом ИК- спектроскопии показано, что в условиях получения стабилизатора происходит присоединение фосфористой кислоты к двойным связям смоляных кислот канифоли. Затем проводили нейтрализацию кислого продукта взаимодействия фосфористой кислоты с канифолью карбонатом кальция. На завершающей стадии в качестве связующего добавляли сополимер этилена с винилацетатом. Стабилизатор представлял собой твердый продукт коричневого цвета, размягчающийся при температуре 70 °C. Методом термогравиметрии показано, что исследуемый стабилизатор имеет малую летучесть. Фосфорсодержащий стабилизатор был исследован в составе резиновой смеси для боковины покрышки пневматической шины. Параллельно исследовали резиновую смесь с известной защитной группой, включающей стабилизатор 6PPD - 2,0; стабилизатор TMQ - 2,0; стабилизатор воск защитный ЗВП - 3,0. Также параллельно исследовали резиновую смесь без противостарителей. Резиновые смеси изготавливали на вальцах Лб 320 160/160 при температуре 50–60 °С. Вулканизационные характеристики резиновых смесей определяли на реометре Pheo-Line MDR фирмы Prescott Instruments при температуре 160 °С. В присутствии предлагаемого стабилизатора увеличивается стойкость к подвулканизации и увеличивается время вулканизации. В целом исследуемый стабилизатор незначительно снижал скорость вулканизации. Вулканизацию проводили в гидравлическом вулканизационном прессе 160-600 2Э при температуре 160 °С в течение 20 мин. Исследования свойств вулканизованных резин проводили согласно принятым для резиновой промышленности стандартам. Применение предлагаемого фосфорсодержащего стабилизатора обеспечивало высокую динамическую выносливость и стойкость к термическому старению исследованной резины.
Для цитирования:
Шилов И.Б., Широкова Е.С., Суханова А.А., Царик И.А. Получение и исследование фосфорсодержащего стабилизатора для резин. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 4. С. 77-83. DOI: 10.6060/ivkkt.20266904.6719.
Литература
Zaikov G.E. Aging, stabilization and combustion of polymers and composites. On Research Priorities. Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2010. V. 53. N 12. P. 143-145 (in Russian).
Boreiko N.P. Konikova T.B., Karmanova O.V. 10th Russian rubber conference. Rubber’2021: traditions and innovations. Jubilee. Kauchuk Rezina. 2021. V. 80. N 4. P. 208-222 (in Russian). DOI: 10.47664/0022-9466-2021-80-4-208-222.
Reznichenko S.V., Morozov Yu.L., Konikova T.B. 7th Russian rubber conference. Rubber’2017: traditions and innovations (Moscow, Expocentre). Kauchuk Rezina. 2017. V. 76. N 3. P. 186-199 (in Russian).
Veselov I.V., Gamlitskiy Yu.A. 25-th Jubilee symposium "Problems Of Tires, Rubber Technical Goods And Elas-tomer Composites". Kauchuk Rezina. 2015. N 1. P. 47-52 (in Russian).
Reznichenko S.V., Morozov Yu.L., Konikova T.B. From rubbers to rubber technical goods: specialized fo-rum in Expocenter. Part 1. Kauchuk Rezina. 2013. N 5. P. 46-57 (in Russian).
Rubber Compounding: Chemistry and Applications. Ed. by B. Rodgers. Boca Raton: CRC Press. 2015. 624 p. DOI: 10.1201/b18931.
Vinokurov Yu.V., Kavun S.M., Kolokolnikov A.S., Medzhibovsky A.S. Zvezdenkov K.A., Levit R.G., Novikov D.V., Ushmarin N.F. Qualistab® 8оPFDA - a new modification of rubber antioxidant С789 with anti-ozone action in rubbers for tires and rubber technical goods. Kauchuk Rezina. 2011. N 5. P. 22-26 (in Russian).
Cataldo F. Early stages of p-phenylenediamine antiozo-nants reaction with ozone: Radical cation and nitroxyl radical formation. Polym. Degrad. Stab. 2018. V. 147. P. 132-141. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2017.11.020.
Puchkov A.F., Spiridonova M.P. Kablov V.F., Trusova E.V. On the issue of ozone aging of rubbers in the pres-ence of antiozonants of various physical nature. Kauchuk Rezina. 2011. N 3. P.23-25 (in Russian).
Cataldo F., Faucette B., Huang S., Ebenezer W. On the early reaction stages of ozone with N,N′-substituted p-phenylenediamines (6PPD, 77PD) and N,N′,N″-substituted-1,3,5-triazine “Durazone®”: An electron spin resonance (ESR) and electronic absorption spectroscopy study. Polym. Degrad. Stab. 2015. V. 111. P. 223-231. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2014.11.011.
Sun Y., H J., Zhong B., Zhu L., Liu F. A synthesized multifunctional rubber additive and its improvements on the curing and antioxidative properties of styrene-butadiene rubber/silica composites. Polym. Degrad. Stab. 2019. V. 170. P. 108999. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.108999.
Luo K., You G., Zhang S., Zheng W., Wu S. Antioxida-tion behavior of bonded primary-secondary antioxi-dant/styrene-butadiene rubber composite: Experimental and molecular simulation investigations. Polymer. 2020. V. 188. P. 18122143. DOI: 10.1016/j.polymer.2019.122143.
Chirkova Yu. N., Dorofeev A.N., Gaifetdinov R.R. Effects provided by N-phenyl, N'-oxyalkyl-p-phenylendiamin-based stabilizers upon the thermo-oxidation and ozone ageing stability of rubbers. Vest. Tekhnol. Univ. 2018. V. 21. N 3. P. 98-102 (in Russian).
Bisht A.S, Bisht R. Microwave assested synthesis of phthalimide amino derivatives with their antioxidant po-tential. Curr. Trends Pharm. Pharm. Chem. 2021. V. 3. N 3. P. 23-27. DOI: 10.18231/j.ctppc.2021.007.
Dorofeyev A.N., Zemsky D.N. New stabilizer based on р-phenylene diamine for tire rubbers. Kauchuk Rezina. 2016. N 5. P. 30-40 (in Russian).
Chirkova Iu., Dorofeev A. Synthesis of N-monoxypropylated aniline. Vest. Tekhnol. Univ. 2019. V. 22. N 2. P. 28-32 (in Russian).
Dorofeev A.N. Zemsky D.N. New antiozonant for the industrial rubber mixtures. Vest. Kazan Tekhnol. Univ. 2013. V. 16. N 12. P. 171-173 (in Russian).
Dorofeev A.N., Kurlyand S.K., Zemsky D.N. Studying the plastic and elastic properties of rubber mixtures con-taining experimental ingredient of T10 brand. Vest. Kazan Tekhnol. Univ. 2015. V. 18. N 14. P. 110-112 (in Rus-sian).
Dorofeev A.N., Kurlyand S.K., Zemsky D.N. Influence of a new anti-aging agent on the physical and mechanical properties of rubbers. Vest. Kazan Tekhnol. Univ. 2015. V. 18. N 4. P. 128-129 (in Russian).
Shilov I.B., Shirokova E.S., Voronchikhin V.D. Reaction of o-phenylenediamine with epichlorohydrin and evaluation of the product as a rubber antiaging agent). ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 1. P. 97-103. DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6872.
Deng C., Huang J., Qi Y., Chen D., Huang W. Distribution patterns of rubber tire-related chemicals with particle size in road and indoor parking lot dust. Sci. Total Environ. 2022. V. 844. P. 157144. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.157144.
Seiwert B., Nihemaiti M., Troussier M., Weyrauch S., Reemtsma T. Abiotic oxidative transformation of 6-PPD and 6-PPD quinone from tires and occurrence of their products in snow from urban roads and in municipal wastewater. Water. Res. 2022. V 212. P. 118122. DOI: 10.1016/j.watres.2022.118122.
Zhong L., Peng W., Liu C., Gao L., Chen D., Duan X. IPPD-induced growth inhibition and its mechanism in zebrafish. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2022. V. 239. P. 113614. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2022.113614.
Cao G., Zhang J., Wang W., Wu P., Ru Y., Cai Z. Mass spectrometry analysis of a ubiquitous tire rubber-derived quinone in the environment. Trends Anal. Chem. 2022. V. 157. P. 116756. DOI: 10.1016/j.trac.2022.116756.
Challis J.K., Popick H., Prajapati S., Harder P., Giesy G.P., McPhedran K., Brinkmann M. Occurrences of Tire Rubber-Derived Contaminants in Cold-Climate Urban Runoff. Environ. Sci. Technol. Lett. 2021. V. 8. N 11. P. 961-967. DOI: 10.1021/acs.estlett.1c00682.
Pichugin A.M. Materials science aspects of creating tire rubber. M.: LLC "NTC "NIISHP" 2008, 383 p.(in Rus-sian)
Ismail M.N., Yehia A.A., Korium A.A. Preparation and evaluation of some novel organo-phosphorus compounds as antioxidants and antifatigue agents in rubber. J. Appl. Polym. Sci. 2002. V. 83. N 14. P. 2984–2992. DOI: 10.1002/app.2327.
Wendels S., Chavez T., Bonnet M., Salmeia K.A., Gaan S. Recent developments in organophosphorus flame re-tardants containing P-C bond and their applications. Materials. 2017. V. 10. N 7. P. 784. DOI: 10.3390/ma10070784.
Xu L., Wang W., Yu D. Preparation of a reactive flame retardant and its finishing on cotton fabrics based on click chemistry. RSC Adv. 2017. V. 7. N 4. P. 2044-2050. DOI: 10.1039/C6RA26075F.
Pokrovskaya E.N., Portnov F.A. Fire-retardant composi-tion for wood with effective smoke-extinguishing com-ponents. Vest. MGSU. 2015. N 10. P. 106-114 (in Russian). DOI: 10.22227/1997-0935.2015.10.106-114.
Shilov I.B. Use of epoxy compounds to produce rubber stabilizers. Coll. t. Scientific Conf. Rubber industry. Raw materials, materials, technologies. M.: 2017. P. 71-72 (in Russian).
Shilov I.B., Khaziev A.I., Burkov A.A., Kutyavina L.Yu., Vokhmyanin M.A. Reaction of Phosphorous Acid with tert-Butylphenyl Glycidyl Ether and Evaluation of the Product as a Rubber Antiaging Agent. Russ. J. Appl. Chem. 2021. V. 94. N 12. P. 1602–1607. DOI: 10.31857/S0044461821120021.
Shilov I.B. Study of organophosphorus compounds in rubber compounds. Coll. t. XXVI Scientific Conf. Rubber industry. Raw materials, materials, technologies. M.: JSC "NIISHP". 2021. P. 94-96 (in Russian).
Shilov I.B. Obtaining phosphorus-containing rubber antioxidants. Coll. t. XXVIII Scientific Conf. Rubber industry. Raw materials, materials, technologies. M.: JSC "NIISHP". 2023. P. 94-96 (in Russian).
Spiridonov I.S., Illarionova M.S., Ushmarin N.F., Sandalov S.I., Kol’tsov N.I. The influence of ethylene-vinyl acetate copolymers on the properties of rubber based on nitrile butadiene rubber. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 8. P. 59-65 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt201861008.5759.
Bochkarev E.S., Vostrikov D.S., Buravov B.A., Sidorenko N.V., Avvakumov V.E., Tuzhikov O.O. Modifying effect of ethylene-vinyl acetate copolymer on the aggressiveness of vulcanizates based on nitrile butadiene rubber. Izv. VolGTU. Khim. Tekhnol. Elementoorg. Mon-omer. Polym. Mater. 2018. N 12 (222). P. 86-92 (in Russian).
Egorov E.N., Kol'tsov N.I. Effect of halobutyl rubbers and sevilene on properties of nitrile butadiene rubber-based compounds. Ross. Khim. Zhurn. 2025. V. 69. N 2. P. 74-82 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2025692.9.
Nurullina N.M., Batyrshin N.N., Razuvaeva Yu.S., Usmanova Yu.Kh. The influence of organic calcium salts on the decomposition of hydroperoxides. Vest.Kazan Tekhnol. Univ. 2014. V. 17. N 10. P. 51-53 (in Russian).
