Квантово-химическим методом функционала плотности DFT B3LYP/6-311G** проведены расчеты термодинамических функций и изменения полной электронной энергии при реакциях инициирования серной вулканизации изопренового каучука с использованием ускорителя N – циклогексил – 2 бензтиазолилсульфенамида в присутствии кислорода воздуха. Так как сера, в процессе вулканизации резиновых смесей, находится в большем количестве в растворенном состоянии, в отличие от кислорода, сделан вывод, что в присутствии серы будет происходить образование действительного агента вулканизации (ДАВ), а окисление будет происходить в меньшей степени. При сравнении значений энергии реакций с присоединением молекулы S8 установлено, что сера в реакциях акцептирования радикалов ускорителя является более активным акцептором чем кислород в аналогичных реакциях. Проанализировано влияние числа атомов серы на активность радикалов сульфидирующего комплекса, возникающих при акцептировании серой радикалов, образующихся при распаде ускорителя. Установлено, что наиболее активными являются циклогексильные радикалы ускорителя, однако в последующих реакциях ДАВ с каучуком более активными являются радикалы ДАВ, полученные с участием бензтиазолильных фрагментов. Исследование влияния числа атомов на энергии реакций образования персульфгидрильных подвесок показывает, что с наибольшей вероятностью первичные подвески будут содержать 8 атомов серы, образующиеся в реакциях, протекающих с участием бирадикалов, образующихся при распаде восьмичленного кольца молекулы серы

1. Пороцкий В.Г., Савельев В.В. Гордеев В.К. Литвин-Седой Ю.З. Совершенствование методов и средств адаптации режимов вулканизации // Вопросы практической технологии изготовления шин. 2000. № 3. С. 45–57.

2. Ghoreishy M.H.R. Numerical simulation of the curing process of rubber articles // Computational Materials. 2009. P. 445–478.

3. Vafayan M., Ghoreishy M.H.R., Abedini H., Beheshty M.H. Development of an optimized thermal cure cycle for a complex-shape composite part using a coupled finite element/genetic algorithm technique // Iranian Polymer Journal. 2015. V. 24. №. 6. P. 459–469. doi: 10.1007/s13726-015-0337-0

4. Wang D., Dong Q., Jia Y. Mathematical modelling and numerical simulation of the non-isothermal in-mold vulcanization of natural rubber // Chinese Journal of Polymer Science. 2015. V. 33. №. 3. P. 395–403. doi: 10.1007/s10118-015-1594-2

5. Tikhomirov S., Karmanova O., Maslov A., Lintsova E. Software for Researching the Processes of Curing of Polymer Compositions Using Mathematical Modeling // International Conference for Information Systems and Design. Springer, Cham, 2021. P. 235–253. doi: 10.1007/978-3-030-95494-9_20

6. Коротких Н.И., Воскресенский А.М. Красовский В.Н. Моделирование вулканизации резинометаллических деталей для буровой техники // Каучук и резина. 2003. № 2. C. 14–16.

7. Соловьев М.Е., Власов В.В., Раухваргер А.Б. Моделирование серной вулканизации резиновых изделий на основе ненасыщенных каучуков // Математические методы в технике и технологиях-ММТТ. 2017. Т. 3. С. 81–85.

8. Kucma A., Janosik I. Optimalizacia vulkazacie viacvrstvovych gumovych vyrobkov // Plasty u kouc. 1996. V. 33. № 5. P. 132–135.

9. Свердел М.И., Зимин А.В., Дзюра Е.А. Программно-методическое обеспечение проектирования режимов вулканизации пневматических шин // Каучук и резина. 2003. № 5. С. 17–22.

10. Кушнаренко Л.С., Воскресенский А.М., Красовский В.Н. Моделирование формовой вулканизации типового резинообувного изделия // Каучук и резина. 2001. № 1. С. 46.

11. Молчанов В.И., Карманова О.В., Тихомиров С.Г. и др. Моделирование кинетики неизотермической вулканизации массивных резиновых изделий // Труды БГТУ. 2014. № 4(168). С. 100–104.

12. Седов Д.В. О возможностях уточнения оптимума вулканизации автомобильных шин // Каучук и резина. 2000. № 2. С. 23.

13. Маркелов В.Г., Соловьев М.Е. Моделирование процесса вулканизации толстостенных резиновых изделий // Известия вузов. сер. Химия и химическая технология. 2007. Т. 50. № 4 C. 95–99.

14. Kruželák J., Sýkora R., Hudec I. Vulcanization of rubber compounds with peroxide curing systems // Rubber chemistry and technology. 2017. V. 90. №. 1. P. 60-88. doi: 10.5254/rct.16.83758

15. Hansson C., Pontén A., Svedman C., Bergendorff O. Reaction profile in patch testing with allergens formed during vulcanization of rubber // Contact Dermatitis. 2014. V. 70. №. 5. P. 300-308. doi: 10.1111/cod.12168

16. Junkong P., Morimoto R., Miyaji K., Tohsan A. et al. Effect of fatty acids on the accelerated sulfur vulcanization of rubber by active zinc/carboxylate complexes // RSC advances. 2020. V. 10. №. 8. P. 4772-4785. doi: 10.1039/C9RA10358A

17. Dobrotă D. Vulcanization of rubber conveyor belts with metallic insertion using ultrasounds // Procedia Engineering. 2015. V. 100. P. 1160-1166. doi: 10.1016/j.proeng.2015.01.479

18. Mostoni S., Milana P., Di Credico B., D’Arienzo M. et al. Zinc-based curing activators: new trends for reducing zinc content in rubber vulcanization process // Catalysts. 2019. V. 9. №. 8. P. 664. doi: 10.3390/catal9080664

19. Chen L., Jia Z., Tang Y., Wu L. et al. Novel functional silica nanoparticles for rubber vulcanization and reinforcement // Composites Science and Technology. 2017. V. 144. P. 11-17. doi: 10.1016/j.compscitech.2016.11.005

20. Hosseini S.M., Razzaghi-Kashani M. Vulcanization kinetics of nano-silica filled styrene butadiene rubber // Polymer. 2014. V. 55. №. 24. P. 6426-6434. doi: 10.1016/j.polymer.2014.09.073